盾構(gòu)掘進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)隧道建設方興未艾，其施工環(huán)境效應及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究應運而生。本文研究在杭州水下盾構(gòu)隧道的建設背景下展開，依托于杭州慶春路過江隧道的工程實踐，通過現(xiàn)場試驗和理論計算研究了盾構(gòu)掘進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。
　　（一）盾構(gòu)掘進引起的地

2、面隆陷
　　慶春路隧道建設期間，對盾構(gòu)掘進引起的地面隆陷進行了大量的現(xiàn)場監(jiān)測，并實時記錄了盾構(gòu)掘進參數(shù)。通過實測分析，總結(jié)了杭州軟土中盾構(gòu)掘進引起地面豎向位移的特征和規(guī)律，并對各傳統(tǒng)地面沉降計算理論的適用性進行評析。
　　在實測基礎(chǔ)之上，引入土力學和流體力學的若干基本理論計算盾構(gòu)掘進引起的地面隆陷。主要創(chuàng)新點如下:
　　(1)提出了盾構(gòu)非水平掘進時的地面隆陷Mindlin解數(shù)值積分算法。
　　(2)在實測基礎(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的廣義Peck公式。
　　(3)基于源匯法推導得到在隧道圍土不同收斂模式下的地面沉降計算公式，并在實測基礎(chǔ)之上進行了經(jīng)驗性改進，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)沉降的理論計算方法。
　　(6)提出了一

4、種考慮盾構(gòu)掘進速度和停機時間的地面沉降計算理論。
　　(7)探討了同步注漿的時空效應，提出了考慮注漿效率和注漿分布模式的地面隆陷計算方法。
　　(8)提出了一種基于切口超挖控制的地面隆陷計算方法。
　?。ǘ╁X塘江潮汐作用下盾構(gòu)隧道的受力性狀
　　慶春路隧道在建設期間設計實施了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測項目包括隧道位置錢塘江水位、隧道圍壓、襯砌鋼筋應變、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)隧道襯砌設計模型，并以現(xiàn)場實測驗證了其中之一的合理性。
　　(3)采用慣用計算法計算水位波動引起的襯砌鋼筋應變變化，并根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)對計算彎矩進行了經(jīng)驗性修正，使其計算內(nèi)力可用于襯砌結(jié)構(gòu)應力應變分析。
　　(4)基于上述兩種水下盾構(gòu)隧道襯砌設計模型，出于隧道結(jié)構(gòu)安