通缝盾构隧道衬砌施工期三维力学特性数值研究（论文）.pdf

2018年 1月上 第 47卷 第 1期 施 工 技 术 CONSTRUCTION TECHN0L0GY DOI：10．7672／sgjs20180101 1 1 通 缝 盾 构 隧 道 衬 砌 施 工 期 三 维 力 学 特 性 数 值 研 究 郑 勇 波 ，白廷 辉 。，李 晓 军 ，刘 树 佳 (1．同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2．上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司，上海 200125； 3．上海市水务局，上海 200050) [摘要]建立软土条件下通缝拼装盾构隧道衬砌三维有限元模型，实现对施工期衬砌结构所受外力作用的模拟，包括 盾构千斤顶推力、注浆压力、土层应力等，并分析它们对衬砌结构力学性能的影响。其中，千斤顶推力过大和不均匀 加载对管片的纵向变形影响较大，不均匀加载还会导致管片错台，而千斤顶推力偏离轴线则会导致管片接缝张开。 注浆压力出现异常极大值，管片变形则会非常大。土层对管片变形直接影响较小，管片变形主要为竖向位移。 [关键词]隧道；盾构 ；管片内力；千斤顶推力；注浆压力 ；有限元分析 [中图分类号]TU758．11 [文献标识码]A [文章编号]1002—8498(2018)01—0111—05 Num erical Research on Three．dim ensional M echanical Property of Continuous-seam Segm ental Shield Tunnel Lining During Construction ZHENG Yongbo 一，BAI Tinghui ，LI Xiaojun ，LIU Shujia (1．Department of Geotechnical Engineering，Tongfi University，Shanghai 200092，China；2．Shanghai Urban Construction Design&Research Institute(Group)Co．，Ltd．，Shanghai 200125，China；3．Shanghai Water Authority， Shanghai 200050，China) Abstract：The 3 D FEM of continuous—seam shield tunnel lining in soft soil is established．The simulation of force in shield segment construction is realized，including jacking force，grouting pressure and surrounding soil stress．The influence of three factors on the mechanical properties of lining structure in the construction stage is studied． Excessive and uneven jacking force influences the longitudinal deformation largely and uneven jacking force can also give rise to the dislocation of segment．Segmental seam may stretch when jacking force deviates from the axis of tunne1．Grouting pressure mainly affects the vertical deformation and the affection is increased swiftly along with the greater pressure value． Deformation of segment would be exceedingly large if grouting pressure reaches abnormal maximum value． Property of surrounding stratums impact deformation of segment little．Deformation of segment is mainly vertical displacement． Key words：tunnels； shields； segmental internal force； jacking force； grouting pressure；finite element analysis 0 引言 盾 构 隧道施 工 阶段 相对 正 常使 用 阶段 ，衬 砌 结 构受 到 的外 部 荷 载 除 水 土 压 力 、自重 、地 面 超 载 及 地层抗 力外 ，还 包 括 千斤 顶 推 力 、注 浆 压 力 、盾 壳 挤 压力 、拼装 力 及 其 他 施 工 荷 载 等 ，上 述 荷 载 大 小 和 方 向差异 大 、具 有 动态 特 性 且 容 易 受施 工 时 空效 应 国家自然科学基金项目(51478341)；国家重点基础研究发展计划 (973计划)项目(2011CB013800) [作者简介]郑勇波，高级工程师，博士研究生，E-mail：15026810277 @l63．con [收稿日期]2017．06-16；[修订日期]2017—11-08