河海大学大学生创新训练计划

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1、河海大学大学生创新训练计划项目申请表项目名称盾构隧道管片环模型试验研究项目编号①项目所属一级专业门类土木工程项目所属二级专业类岩土工程项目实施时间②起始时间：2011年6月完成时间：2012年5月申请人或申请团队③姓名年级学校所在院系、专业联系电话E-mail主持人陈喜坤大二河海大学土木与交通学院土木工程15252489968326259120@qq.com王强大二河海大学土木与交通学院土木工程15240240628wqfarsenal@163.com成员李响大二河海大学土木与交通学院土木工程15161469118471908892@qq.com邓树成大二河

2、海大学土木与交通学院土木工程15651938075875814654@qq.com谢伟大二河海大学土木与交通学院土木工程15151830060546250454@qq.com指导教师姓名钟小春年龄单位行政职务/专业技术职务一、课题论证（1.本课题国内外研究现状述评及研究意义。2．本课题研究的主要内容、基本思路、研究方法、重点难点、基本观点和创新之处。3．前期相关研究成果和主要参考文献。）研究意义：盾构是一种钢制的活动防护装置或活动支撑。在它的掩护下，头部可以安全地开挖地层，尾部可以装配预制管片、砌块或现浇钢筋混凝土，迅速地形成隧道的永久衬砌。它借助于支撑在已

3、经完成的衬砌上的千斤顶的顶力不断前进。如果采用装配式衬砌，当盾构推进时，要将衬砌与土层之间的空隙用浆液填充，防止周围地层的继续变形和围岩压力增长。用盾构法修建隧道开始于1818年，至今已有170多年的历史，当时由法国工程师布鲁诺尔研究，并取得了发明隧道盾构的专利。1825年在英国泰晤士河下首次用矩形盾构修建隧道，实际上它是一个活动的施工防护装置。1869年英国人格雷脱海特工程师成功应用了.PW.Barolw式盾构修建英国伦敦泰晤士河下Tower水底隧道后，盾构得了到普遍承认。2874年在英国伦敦城南线的修建Vymwy隧道时，格雷脱海特创造了比较完整的用压缩空

4、气来防水的气压盾构施工工艺，使水底隧道有了惊人的发展，并为现代化盾构奠定了基础。二十世纪初，盾构施工法己在美、英、德、苏、法等国开始推广。30~40年代在这些国家己经成功地使用盾构建成了内径3.0一9.Om的多条地下铁道及水底隧道。从二十世纪60年代起，盾构法在日本得到迅速发展，用途越来越广。从正面挖土形式来分，盾构己从手掘式发展成机械式。从维持开挖面稳定方法来看，目前己发展了气压盾构、挤压式盾构、网格盾构、泥水加压盾构、局部气压盾构、土压平衡盾构等多种盾构类型。同时为了适应多种需求，盾构的断面形式有矩形、马蹄形、椭圆形、圆形、双圆形、三圆形等多种形式。盾构

5、法在我国起步较晚，但近年来发展很快。在我国地第一个五年计划期间，东北负心煤矿就采用了直径为2.6m的盾构以及小型混凝土预制块修建输水巷道。1957年，在北京的下水道也曾用过.26m的盾构。1963年后，在上海第四纪软弱含水层中，先后用了外径为4.2m、5.8m、IOm、3.6m、4.3m、3m等不同直径的八台盾构修建包括江河排水、取水、水底公路等多种形式的隧道。近年来，黄浦江越江隧道、合流污水工程，尤其是地铁隧道的建设，使盾构法在技术上得到飞快的发展。盾构法除竖井施工外，大部分均在地下进行，既不影响地面交通，也减小了对附近居民的噪音和振动影响。盾构法施工不受

6、季节气候的影响，在穿越河道时不影响航运。在施工中，其推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环，施工易于管理，施工人员较少;其土方进行，施工易于管理，施工人员较少;其土方量也较少。量也较少。实践证明，它在地质差水位高的地方建设埋深大的隧道具有较高的技术经济优越性。在具有以上诸多优点的同时，盾构法也存在一些问题，比如在城市市区推进时，会带来地表沉降问题;在饱和含水地层中，若盾构法施工采用的是装配式衬砌，由于接头的存在，对防水技术要求较高。随着我国城市经济建设的持续稳定发展，城市的环境问题如大气污染、噪声污染和交通拥挤等日渐突出。为了改善城市环境，实现城市的可持续发展，

7、发展大容量轨道交通成为许多城市的选择。地铁作为实现大容量轨道交通的一个重要方式，已在北京、天津、上海、广州、香港等地修建。此外、深圳、青岛、南京、沈阳等地也在规划和修建中。城市地铁隧道的发展，尤其象在上海这种土层比较软弱的地区的大量修建隧道，对盾构法技术的要求越来越高，有许多课题值得进一步深入研究。盾构隧道工程中的主要技术问题有以下四类:(l)隧道管片设计问题;(2)开挖面的稳定问题;(3)盾构姿态和线路控制问题;(4)盾构施工对环境的影响问题。本小组研究的问题属于第一类问题范畴。在盾构施工法中，衬砌管片的投资一般占工程投资的30~40%，是影响施工经济性和

8、结构安全性的重要因素。虽然我国的一些地区性规范中己涉