盾构直削始发接收支护结构变形机理与控制技术研究
发布时间：2022-01-14 12:13
随着我国市政交通等基础设施的加速发展,隧道及地下工程迎来了广阔的发展空间。盾构法修建隧道因为掘进速度快、对周边环境影响小、施工安全性好、信息化机械化程度高等优点在环境复杂的城市地铁隧道中获得了广泛应用。盾构始发和接收作为盾构隧道修建过程中的关键工序制约着修建速度,易引发安全事故,严重影响着隧道的修建质量和进度。鉴于此,本文综合GFRP基本特性及构件变形机理与承载性能,基于GFRP的始发与接收基坑围护结构设计参数优化、施工工艺及结构变形预测与控制,盾构始发及接收端头土体变形机理及加固措施,盾构始发接收切桩参数优化等方面进行了深入系统研究。建立了以控制变形为核心的EPB盾构快速直削始发与接收的变形控制关键技术体系。结合北京地区的应用实践取得如下成果:1、通过1:1的圆截面桩体模型试验,揭示了玻璃纤维筋桩体承载力低、变形大、裂缝宽及压剪破坏的特征。提出了 GFRP筋混凝土构件极限承载能力确定方法:在构件的承载力检验系数允许值设定为1.4的条件下,将受拉主筋处或腹剪处最大裂缝宽度达到2.5mm作为达到承载能力极限状态的标志。为现行玻璃纤维筋结构设计与检验规范的补充完善提供了理论依据。2、基于对...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１北京地铁线路规划图（至２０２０年）??自１８４１年世界第一座用盾构法修建的英国泰晤士河水底隧道以来，盾构法迄??
在破除工作井的围护结构后，直接削弱了围岩的稳定性，而且形成了地??下水的渗流通道，特别是在富水的砂层中易出现涌水、涌砂，形成塌陷，甚至塌??方等。图１－２和图１＿３为传统始发到达凿开封门的工程实例照片。??图１－２盾构始发照片（凿开洞口）?图１－３盾构接收照片（凿开洞口）??根据以往工程资料和实践的统计，盾构掘进过程中的地质条件复杂处（含近??接、穿越工程）和盾构进出洞都是事故高发地段，在盾构始发和接收阶段有着大??量的事故教训。１９９３年台湾的ＬＵ００４上行线盾构始发时，洞圈出现渗漏进而导??致地表沉降１．５ｍ，范围大约５０ｍ２，邻近的房屋出现倾斜。２００７年南京地铁元通??站［４】，盾构刀盘己经顶在了地连墙外侧，但还是发生了涌水涌砂并迅速扩大蔓延??形成塌方，瞬时的最大涌水量达到２６０ｍ３／ｈ，造成地面严重塌陷，塌陷长度达１５０ｍ??（如图１－４所示）；２００９年北京地铁某车站在无加固情况下进行接收，结果造成??大量塌落土体从桩间流出（如图１－５所示）
在破除工作井的围护结构后，直接削弱了围岩的稳定性，而且形成了地??下水的渗流通道，特别是在富水的砂层中易出现涌水、涌砂，形成塌陷，甚至塌??方等。图１－２和图１＿３为传统始发到达凿开封门的工程实例照片。??图１－２盾构始发照片（凿开洞口）?图１－３盾构接收照片（凿开洞口）??根据以往工程资料和实践的统计，盾构掘进过程中的地质条件复杂处（含近??接、穿越工程）和盾构进出洞都是事故高发地段，在盾构始发和接收阶段有着大??量的事故教训。１９９３年台湾的ＬＵ００４上行线盾构始发时，洞圈出现渗漏进而导??致地表沉降１．５ｍ，范围大约５０ｍ２，邻近的房屋出现倾斜。２００７年南京地铁元通??站［４】，盾构刀盘己经顶在了地连墙外侧，但还是发生了涌水涌砂并迅速扩大蔓延??形成塌方，瞬时的最大涌水量达到２６０ｍ３／ｈ，造成地面严重塌陷，塌陷长度达１５０ｍ??（如图１－４所示）；２００９年北京地铁某车站在无加固情况下进行接收，结果造成??大量塌落土体从桩间流出（如图１－５所示）
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土地区土压平衡盾构到达施工参数研究[J]. 张宗明,张延杰,冯超. 建筑安全. 2017(07)
[2]双线平行盾构开挖引起的地表沉降随机介质预测[J]. 魏纲,周杨侃. 现代隧道技术. 2016(05)
[3]软土地区深基坑围护结构综合刚度研究[J]. 张戈,毛海和. 岩土力学. 2016(05)
[4]盾构始发与接收时顶力的数值模拟研究——以北京地铁15号线某盾构直接切削玻璃纤维筋桩工程为例[J]. 刘军,荀桂富,王芳,金鑫. 隧道建设. 2016(03)
[5]深圳地铁盾构穿越建筑群及切削桩基施工[J]. 孙波,肖龙鸽,孙正阳,殷明伦,罗泽华. 隧道建设. 2015(06)
[6]盾构直削始发基坑围护结构变形数值分析与监测研究[J]. 李东海,刘军,王梦恕,杨广武,周洪,张顶立. 土木工程学报. 2015(S1)
[7]大直径土压平衡盾构掘进参数对比试验研究[J]. 孟德鑫,谭忠盛,李涛. 土木工程学报. 2015(S1)
[8]基于盾构机掘进参数对地表沉降影响敏感度的风险分析[J]. 郑刚,路平,曹剑然. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[9]不同直径GFRP筋的拉伸性能尺寸效应试验研究[J]. 武军,陈文学,焦裕钊. 玻璃钢/复合材料. 2015(04)
[10]GFRP筋拉伸力学性能与破坏形态试验分析[J]. 金清平,郑祖嘉,陆伟,陈智. 中国塑料. 2014(11)
博士论文
[1]盾构直接掘削大直径钢筋混凝土群桩研究[D]. 王飞.北京交通大学 2014
[2]软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究[D]. 丁勇春.上海交通大学 2009
[3]FRP筋力学性能及其混凝土梁受弯性能研究[D]. 徐新生.天津大学 2007
[4]地下综合体深基坑施工环境影响及保护研究[D]. 李志高.同济大学 2006
[5]玻璃纤维聚合物加固混凝土柱的力学性能研究[D]. 周长东.大连理工大学 2003
硕士论文
[1]盾构无障碍始发与接收施工力学行为及施工工艺[D]. 金鑫.北京建筑大学 2017
[2]玻璃纤维筋混凝土围护结构设计方法及其在盾构工程中的应用研究[D]. 周洪.北京建筑大学 2015
[3]盾构机切刀切削过程模拟及刀盘扭矩计算方法[D]. 崔娟.大连理工大学 2012
[4]玻璃纤维（GFRP）筋在盾构端头井围护桩中的应用研究[D]. 邹永威.西南交通大学 2008
[5]玻璃纤维（GFRP）筋混凝土构件正截面承载力设计方法研究[D]. 唐协.西南交通大学 2007
[6]纤维筋混凝土在盾构隧道进发口的应用研究[D]. 孙慧.华中科技大学 2007
[7]纤维增强塑料筋混凝土梁正截面受力性能研究[D]. 李趁趁.郑州大学 2002
本文编号：3588489
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１北京地铁线路规划图（至２０２０年）??自１８４１年世界第一座用盾构法修建的英国泰晤士河水底隧道以来，盾构法迄??
在破除工作井的围护结构后，直接削弱了围岩的稳定性，而且形成了地??下水的渗流通道，特别是在富水的砂层中易出现涌水、涌砂，形成塌陷，甚至塌??方等。图１－２和图１＿３为传统始发到达凿开封门的工程实例照片。??图１－２盾构始发照片（凿开洞口）?图１－３盾构接收照片（凿开洞口）??根据以往工程资料和实践的统计，盾构掘进过程中的地质条件复杂处（含近??接、穿越工程）和盾构进出洞都是事故高发地段，在盾构始发和接收阶段有着大??量的事故教训。１９９３年台湾的ＬＵ００４上行线盾构始发时，洞圈出现渗漏进而导??致地表沉降１．５ｍ，范围大约５０ｍ２，邻近的房屋出现倾斜。２００７年南京地铁元通??站［４】，盾构刀盘己经顶在了地连墙外侧，但还是发生了涌水涌砂并迅速扩大蔓延??形成塌方，瞬时的最大涌水量达到２６０ｍ３／ｈ，造成地面严重塌陷，塌陷长度达１５０ｍ??（如图１－４所示）；２００９年北京地铁某车站在无加固情况下进行接收，结果造成??大量塌落土体从桩间流出（如图１－５所示）
在破除工作井的围护结构后，直接削弱了围岩的稳定性，而且形成了地??下水的渗流通道，特别是在富水的砂层中易出现涌水、涌砂，形成塌陷，甚至塌??方等。图１－２和图１＿３为传统始发到达凿开封门的工程实例照片。??图１－２盾构始发照片（凿开洞口）?图１－３盾构接收照片（凿开洞口）??根据以往工程资料和实践的统计，盾构掘进过程中的地质条件复杂处（含近??接、穿越工程）和盾构进出洞都是事故高发地段，在盾构始发和接收阶段有着大??量的事故教训。１９９３年台湾的ＬＵ００４上行线盾构始发时，洞圈出现渗漏进而导??致地表沉降１．５ｍ，范围大约５０ｍ２，邻近的房屋出现倾斜。２００７年南京地铁元通??站［４】，盾构刀盘己经顶在了地连墙外侧，但还是发生了涌水涌砂并迅速扩大蔓延??形成塌方，瞬时的最大涌水量达到２６０ｍ３／ｈ，造成地面严重塌陷，塌陷长度达１５０ｍ??（如图１－４所示）；２００９年北京地铁某车站在无加固情况下进行接收，结果造成??大量塌落土体从桩间流出（如图１－５所示）
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土地区土压平衡盾构到达施工参数研究[J]. 张宗明,张延杰,冯超. 建筑安全. 2017(07)
[2]双线平行盾构开挖引起的地表沉降随机介质预测[J]. 魏纲,周杨侃. 现代隧道技术. 2016(05)
[3]软土地区深基坑围护结构综合刚度研究[J]. 张戈,毛海和. 岩土力学. 2016(05)
[4]盾构始发与接收时顶力的数值模拟研究——以北京地铁15号线某盾构直接切削玻璃纤维筋桩工程为例[J]. 刘军,荀桂富,王芳,金鑫. 隧道建设. 2016(03)
[5]深圳地铁盾构穿越建筑群及切削桩基施工[J]. 孙波,肖龙鸽,孙正阳,殷明伦,罗泽华. 隧道建设. 2015(06)
[6]盾构直削始发基坑围护结构变形数值分析与监测研究[J]. 李东海,刘军,王梦恕,杨广武,周洪,张顶立. 土木工程学报. 2015(S1)
[7]大直径土压平衡盾构掘进参数对比试验研究[J]. 孟德鑫,谭忠盛,李涛. 土木工程学报. 2015(S1)
[8]基于盾构机掘进参数对地表沉降影响敏感度的风险分析[J]. 郑刚,路平,曹剑然. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[9]不同直径GFRP筋的拉伸性能尺寸效应试验研究[J]. 武军,陈文学,焦裕钊. 玻璃钢/复合材料. 2015(04)
[10]GFRP筋拉伸力学性能与破坏形态试验分析[J]. 金清平,郑祖嘉,陆伟,陈智. 中国塑料. 2014(11)
博士论文
[1]盾构直接掘削大直径钢筋混凝土群桩研究[D]. 王飞.北京交通大学 2014
[2]软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究[D]. 丁勇春.上海交通大学 2009
[3]FRP筋力学性能及其混凝土梁受弯性能研究[D]. 徐新生.天津大学 2007
[4]地下综合体深基坑施工环境影响及保护研究[D]. 李志高.同济大学 2006
[5]玻璃纤维聚合物加固混凝土柱的力学性能研究[D]. 周长东.大连理工大学 2003
硕士论文
[1]盾构无障碍始发与接收施工力学行为及施工工艺[D]. 金鑫.北京建筑大学 2017
[2]玻璃纤维筋混凝土围护结构设计方法及其在盾构工程中的应用研究[D]. 周洪.北京建筑大学 2015
[3]盾构机切刀切削过程模拟及刀盘扭矩计算方法[D]. 崔娟.大连理工大学 2012
[4]玻璃纤维（GFRP）筋在盾构端头井围护桩中的应用研究[D]. 邹永威.西南交通大学 2008
[5]玻璃纤维（GFRP）筋混凝土构件正截面承载力设计方法研究[D]. 唐协.西南交通大学 2007
[6]纤维筋混凝土在盾构隧道进发口的应用研究[D]. 孙慧.华中科技大学 2007
[7]纤维增强塑料筋混凝土梁正截面受力性能研究[D]. 李趁趁.郑州大学 2002
本文编号：3588489
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