小转弯半径盾构隧道的施工变形规律研究.pdf

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1、第42卷第8期建筑技术开发Vo1．42-NO．82015年8月BuildingTechniqueDevelopmentAug．2015小转弯半径盾构隧道的施工变形规律研究刘港(中国建筑第六工程局有限公司，天津300451)[摘要]地下轨道交通隧道和电力输送隧道一般采用盾构法施工，通常需要采用小曲率半径的曲线隧道绕过城市中密集的建筑物和各种管道等障碍物，特别是电力隧道转弯曲率半径可小至100m，以适应隧道在弯曲街道下延伸。小曲率半径盾构隧道的施工变形以及引起的环境安全问题非常复杂，是盾构隧道施工设计和施工安全的关键性问题。通过采用有限元数值方法对小转弯半径盾构隧道的施

2、工变形进行分析，为设计、施工和安全分析提供依据。[关键词]小转弯半径隧道；盾构法施工；施工变形；数值计算；施工安全[中图分类号]Tu201．5[文献标志码]A[文章编号]1001—523X(2015)08-0066-07DEFoRMATIoNANALYSISOFSMALLTURNINGRADIUSSHIELDTUNNELCoNSTRUCTIoNLiuGang[AbstractS]Undergroundtunnelandrailtransportationusuallyadoptshieldconstructionandtakesmall—radiuscurvetun

3、neltobypassurbanobstaclessuchasthedensebuildingsandavarietyoftunnelsbecausethecarveradiusofelectricitytunnelcouldbeassmallas100mtoadapttotheextensionundercurvedstreet．Theconstructionstressanddeformationofcurveshieldtunnelwithsmallradiusandtheresultedenvironmentalproblemsarethecriticali

4、ssuesthatshouldbetakenintoconsiderationfromthepointofconstructiondesignandsafety．Inthedissertation，theauthoranalyzedtheconstructionstressanddeformationofsmal1．radiusshieldtunnelthroughthemethodofmeta．data．whichwouldprovidereferencesforconstructiondesignandsafetyanalysis．EKeywords3small

5、·-turning··radiustunnel；shield·-methodconstruction；constructionstressanddeformation；numericalcalculating；safetyindestruction本课题拟运用理论分析、数值计算等研究手1直线段盾构隧道施工变形有限元分析段，以小转弯盾构施工变形为研究对象，对小转1．1直线段盾构隧道施工变形有限元计算网格弯盾构隧道管片设计计算模型进行优化设计，并模型对管片在小转弯段施工和运营过程中变形规律及1．1．1有限元模型影响因素进行系统的理论分析和数值模拟研究，在本研究中，通过应

6、用MIDAS．GTS有限元在此基础上综合分析确定小转弯盾构隧道的转弯软件，应力释放统一按原始应力的20％考虑，半径等。研究成果可系统解决小转弯盾构隧道管对直线段建立三维模型，从而找出盾构法施工曲片的设计问题，并为小转弯盾构隧道的施工提供线段施工变形规律。参考。1．1．2材料本构模型基本模型参数如下：管片混凝土为C50混凝收稿日期：2015-07—12土，3．45×10kN／rn，=0．2，y=25kN／m，作者简允刘港(1986_)，男，河南滑县人，硕士，e-mail：liugang6369@126．corn。外包土体2．0×10kN／m2，=O-3，盾壳66第42

7、卷刘港：小转弯半径盾构隧道的施工变形规律研究第8期E=2．06×10kN／m2，：0．167。直线段模型考推力太小盾构机无法获得足够的推进反力，千斤虑到盾构外径6．34m，根据3～5倍洞径开挖影顶推力太大势必造成作用管片上出现不利的受载响范围，确定取盾构中心两侧各30m，垂直地状态，因此，千斤顶推力是盾构隧道施工阶段极表方向取50m，隧道开挖方向取60环管片即为敏感的施工要素之一，从以上计算结果分析可90m。分别约束四周横向位移及下边界竖向位知，当千斤顶推力在14000～30000kN范围变化移作为边界条件。整个几何模型尺寸长宽高为时，千斤顶推力的变化对管片性能