盾构全断面切削桥梁桩基的力学分析与施工控制技术

发布时间：2021-09-03 13:12

　　在地铁建设中难免会遇到障碍物,在不可更改线路的情况下,只能用盾构直接切削桥梁桩基,苏州地铁2号线穿越广济桥才可以达到石路站,穿越过程中需要切削14根钢筋混凝土钻孔灌注桩。本文简要分析了盾构切桩的背景与意义,结合国内外盾构典型切桩案例,通过比较择盾构机类型、桥梁桩基以及工程地质条件,制定出适合现场地质与水文情况的施工计划。主要从盾构切桩对桥梁及管片安全性的影响展开讨论,结合桥梁基础的作用效应组合、地基承载力、基地合理偏心距以及下卧层承载力的验算结果,得出基础的稳定性,仅1#桥墩需要加固,给列出加固方案;经过对管片在特殊断面的配筋计算与受力分析,验证管片的安全度是否符合标准。为了保证既有构筑物和隧道的安全性,一方面需要对盾构机进行改造,包括刀盘刀具、螺旋输送机、外包管的保护改造,这些改造对切桩成功起到了关键性的作用;另一方面是同步注浆的施工控制。在盾构切削桩基的同时,要对桥墩地表隧道周围管线进行适时的监测,结合监测结果与盾构机推进参数的变化曲线,分析得出盾在穿越左右线桩基各工况中保障工程安全性的控制措施,如盾构机改造、同步注浆以及对突出问题的解决方案。 

【文章来源】：石家庄铁道大学河北省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状综述
    1.3 本论文研究的主要内容及研究方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
第二章 工程概况
    2.1 工程背景
    2.2 工程地质及水文地质条件
        2.2.1 工程地质条件
        2.2.2 水文条件
        2.2.3 盾构穿越广济桥施工方案
    2.3 本章小结
第三章 盾构切桩对桥梁安全性的影响分析
    3.1 桥梁地基基础的作用效应组合
        3.1.1 正常使用极限状态长期效应组合
        3.1.2 正常使用极限状态长期效应组合
        3.1.3 承载力极限状态基本组合
    3.2 地基承载力验算
    3.3 基底合力偏心距验算
    3.4 基底下卧层承载力验算
    3.5 稳定性分析
    3.6 评价结论
    3.7 桥梁的加固保护措施
        3.7.1 1~#桥墩基础加固方案验算
        3.7.2 1~#桥墩加固方案
    3.8 本章小结
第四章 盾构切桩对管片安全性的评价
    4.1 研究内容
    4.2 管片结构计算方法
        4.2.1 修正惯用计算法
        4.2.2 梁—弹簧模型计算法
    4.3 切桩后桩端与管片相对位置分析
    4.4 盾构管片衬砌计算
        4.4.1 计算断面选取
        4.4.2 荷载计算依据
        4.4.3 管片受力计算
        4.4.4 管片配筋计算
        4.4.5 裂缝宽度验算
        4.4.6 管片结构计算结果分析
    4.5 本章小结
第五章 盾构机的改造
    5.1 盾构机的选择
        5.1.1 对盾构机切桩群桩能力的需求
        5.1.2 盾构机切桩改装前的参数
    5.2 盾构机刀盘的改造
        5.2.1 原刀盘刀具参数分析
        5.2.2 盾构切削理论分析
        5.2.3 刀盘刀具改造分析研究
        5.2.4 刀盘刀具改造方案
        5.2.5 改造后刀盘刀具特点
    5.3 螺旋输送机改造
    5.4 外包管的保护改造
    5.5 盾构机其他部位的改造
    5.6 本章小结
第六章 盾构机切桩过程的安全性分析
    6.1 盾构穿越桩基过程监测方案
        6.1.1 桥梁桥墩位移监测
        6.1.2 桥梁桥面沉降监测
        6.1.3 地表沉降监测
        6.1.4 隧道监测
        6.1.5 管线沉降监测
        6.1.6 监测频率及控制指标
    6.2 盾构穿越左线桩基监测数据分析
        6.2.1 桥梁桥面监测数据分析
        6.2.2 桥梁墩台沉降监测分析
        6.2.3 隧道管片变形监测分析
    6.3 盾构穿越左线桩基各工况分析
        6.3.1 切削3号桥台 3-1、3-2 排桩工况分析
        6.3.2 切削2号桥台 2-1、2-2 排桩工况分析
        6.3.3 切削1号桥台 1-1 排桩工况分析
    6.4 盾构穿越左线桩基监测数据分析
        6.4.1 桥梁桥面监测数据分析
        6.4.2 桥梁墩台沉降监测分析
        6.4.3 隧道管片变形监测分析
    6.5 盾构穿越右线桩基各工况分析
        6.5.1 切削3号桥台 3-3、3-4 排桩工况分析
        6.5.2 切削2号桥墩 2-3、2-4 排桩工况分析
        6.5.3 切削桥墩 1-2 排桩工况分析
        6.5.4 切削0号桥台 0-1、0-2 排桩工况分析
    6.6 本章小结
第七章 盾构切削穿越广济桥的施工控制措施
    7.1 土压力控制
    7.2 掘进速度控制
    7.3 盾构推力和扭矩控制
    7.4 刀盘转速和转向控制
    7.5 盾构姿态控制
    7.6 盾构机切桩行进中同步注浆的控制
    7.7 刀盘切上桩基时机控制
    7.8 本章小结
第八章 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]盾构连续切削穿越大直径桥桩施工安全技术[J]. 王占生,王全华,袁大军.  都市快轨交通. 2013(03)
[2]盾构机切割桥桩技术在地铁施工中的应用[J]. 崔大龙,王琪.  施工技术. 2012(23)
[3]地铁盾构隧道穿越桥梁下方群桩基础的托换与除桩技术研究[J]. 徐前卫,朱合华,马险峰,马忠政.  岩土工程学报. 2012(07)
[4]土压盾构机截除立交桥群桩施工关键技术[J]. 王宗勇,赵香萍,田晓峰.  铁道建筑技术. 2012(01)
[5]八车道连拱隧道围岩内部位移监测分析[J]. 胡金海.  施工技术. 2012(01)
[6]超小净距隧道不同爆破方式现场试验研究[J]. 何本国,朱永全,张志强.  铁道科学与工程学报. 2010(05)
[7]穿越桩基础的盾构机改造技术[J]. 郑坚.  建筑施工. 2010(05)
[8]盾构法隧道穿越在用桥梁桩基础施工技术[J]. 郑世兴.  地下空间与工程学报. 2009(S2)
[9]上海轨道交通10号线穿越沙泾港桥的桥梁托换工程[J]. 葛世平,马忠政,宋博,吉茂杰.  地下工程与隧道. 2008(03)
[10]盾构切削刀具的工作原理分析[J]. 宋克志,潘爱国.  建筑机械. 2007(03)

博士论文
[1]复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D]. 吴波.西南交通大学 2003

硕士论文
[1]盾构全断面切削穿越桥梁桩基安全性研究[D]. 王全华.北京交通大学 2012
[2]软土隧道施工穿越桥梁桩基障碍物技术研究[D]. 陈旭杭.同济大学 2007



本文编号：3381174