盾構(gòu)掘進(jìn)地面隆陷及潮汐作用江底盾構(gòu)隧道性狀研究.pdf

1、目前國內(nèi)水下盾構(gòu)隧道建設(shè)方興未艾，其施工環(huán)境效應(yīng)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究應(yīng)運(yùn)而生。本文研究在杭州水下盾構(gòu)隧道的建設(shè)背景下展開，依托于杭州慶春路過江隧道的工程實(shí)踐，通過現(xiàn)場試驗(yàn)和理論計(jì)算研究了盾構(gòu)掘進(jìn)引起的地面隆陷及錢塘江潮汐對隧道結(jié)構(gòu)受力性狀的影響，旨在深入認(rèn)識水下盾構(gòu)隧道施工環(huán)境擾動及其長期結(jié)構(gòu)性狀。
　　本文研究內(nèi)容總體上分為2部分，分別為盾構(gòu)掘進(jìn)引起的地面隆陷和錢塘江潮汐作用下盾構(gòu)隧道的受力性狀。
　?。ㄒ唬┒軜?gòu)掘進(jìn)引起的地

2、面隆陷
　　慶春路隧道建設(shè)期間，對盾構(gòu)掘進(jìn)引起的地面隆陷進(jìn)行了大量的現(xiàn)場監(jiān)測，并實(shí)時記錄了盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)。通過實(shí)測分析，總結(jié)了杭州軟土中盾構(gòu)掘進(jìn)引起地面豎向位移的特征和規(guī)律，并對各傳統(tǒng)地面沉降計(jì)算理論的適用性進(jìn)行評析。
　　在實(shí)測基礎(chǔ)之上，引入土力學(xué)和流體力學(xué)的若干基本理論計(jì)算盾構(gòu)掘進(jìn)引起的地面隆陷。主要創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)提出了盾構(gòu)非水平掘進(jìn)時的地面隆陷Mindlin解數(shù)值積分算法。
　　(2)在實(shí)測基礎(chǔ)之上

3、發(fā)現(xiàn)橫向地面注漿隆起符合高斯分布，與地層損失沉降疊加，提出考慮注漿隆起效應(yīng)的廣義Peck公式。
　　(3)基于源匯法推導(dǎo)得到在隧道圍土不同收斂模式下的地面沉降計(jì)算公式，并在實(shí)測基礎(chǔ)之上進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)性改進(jìn)，提供了一種盾構(gòu)隧道施工地層損失沉降估算的簡單可靠方法。
　　(4)提出了一種劃分地層損失沉降與固結(jié)沉降的簡單實(shí)用方法。
　　(5)提供了一種盾構(gòu)施工擾動超孔隙水壓力及地面固結(jié)沉降的理論計(jì)算方法。
　　(6)提出了一

4、種考慮盾構(gòu)掘進(jìn)速度和停機(jī)時間的地面沉降計(jì)算理論。
　　(7)探討了同步注漿的時空效應(yīng)，提出了考慮注漿效率和注漿分布模式的地面隆陷計(jì)算方法。
　　(8)提出了一種基于切口超挖控制的地面隆陷計(jì)算方法。
　?。ǘ╁X塘江潮汐作用下盾構(gòu)隧道的受力性狀
　　慶春路隧道在建設(shè)期間設(shè)計(jì)實(shí)施了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測項(xiàng)目包括隧道位置錢塘江水位、隧道圍壓、襯砌鋼筋應(yīng)變、襯砌水平直徑收斂以及隧道縱向沉降。依托于該健康監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)測

5、，主要有以下創(chuàng)新性研究:
　　(1)分析了錢塘江水下盾構(gòu)隧道圍壓及鋼筋應(yīng)變與水位的相關(guān)性。
　　(2)針對隧道上覆土層透水性的不同，提出了2種水下盾構(gòu)隧道襯砌設(shè)計(jì)模型，并以現(xiàn)場實(shí)測驗(yàn)證了其中之一的合理性。
　　(3)采用慣用計(jì)算法計(jì)算水位波動引起的襯砌鋼筋應(yīng)變變化，并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)對計(jì)算彎矩進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)性修正，使其計(jì)算內(nèi)力可用于襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變分析。
　　(4)基于上述兩種水下盾構(gòu)隧道襯砌設(shè)計(jì)模型，出于隧道結(jié)構(gòu)安