本文關(guān)鍵詞：超大直徑土壓平衡盾構(gòu)最佳施工參數(shù)匹配研究　出處：《上海大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著我國城市化建設(shè)的日新月異,盾構(gòu)隧道工法得到越來越多的應(yīng)用。傳統(tǒng)的盾構(gòu)機(jī)直徑較小,主要在地鐵隧道中應(yīng)用。隨著盾構(gòu)生產(chǎn)技術(shù)和施工技術(shù)的不斷發(fā)展,盾構(gòu)施工工法步入超大直徑階段,并在城市公路隧道中廣泛應(yīng)用。目前,國內(nèi)超大直徑盾構(gòu)隧道施工絕大部分采用技術(shù)較為成熟的泥水平衡盾構(gòu)。但泥水平衡盾構(gòu)施工工法存在場地面積需求大、泥漿外運(yùn)量大、淺覆土掘進(jìn)易冒漿、地表后期沉降大等缺陷,特別是在城市中心地帶施工時(shí)這種缺陷尤為明顯。由此,應(yīng)運(yùn)而生了超大直徑土壓平衡盾構(gòu),這種盾構(gòu)克服了泥水平衡盾構(gòu)上述缺陷。由于超大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工工法在我國剛剛起步,許多技術(shù)難題亟待解決。其中,在軟土工況下,如何通過施工參數(shù)的設(shè)置來減少周圍土體的擾動(dòng)就是其中一個(gè)重要課題。為了尋求解決方法,本文通過外灘通道工程和迎賓三路新建工程試驗(yàn)段獲得的大量施工數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù),進(jìn)行了主要施工參數(shù)最佳匹配的研究,匹配成果應(yīng)用到迎賓三路隧道正常施工段,獲得了很好的效果,說明了本文所提出的方法對(duì)軟土環(huán)境下類似工程的指導(dǎo)價(jià)值。本文主要工作和研究成果如下：1)以上海外灘通道工程為背景做了兩個(gè)對(duì)比。首先,通過超大直徑土壓平衡盾構(gòu)與超大直徑泥水平衡盾構(gòu)的對(duì)比,闡述了本文研究的價(jià)值。其次,通過超大直徑土壓平衡盾構(gòu)與小直徑(地鐵)盾構(gòu)的對(duì)比,闡述了本文研究的必要性。2)通過總結(jié)目前盾構(gòu)隧道施工研究的方法,提出了使用控制論的思想進(jìn)行研究土體擾動(dòng)的方法。傳統(tǒng)力學(xué)研究方法都是以連續(xù)介質(zhì)力學(xué)原理為基礎(chǔ),研究成果不能很好地為調(diào)整施工參數(shù)提供指導(dǎo)。主要原因在于連續(xù)介質(zhì)理論與盾構(gòu)推進(jìn)過程中土體的不連續(xù)性存在一定矛盾,由此引出控制論的思想對(duì)主要施工參數(shù)進(jìn)行匹配研究。3)將土艙分為四個(gè)區(qū)域進(jìn)行計(jì)算分析,提出超大直徑土壓平衡盾構(gòu)以上部區(qū)域土壓力值作為控制值,可以減少盾構(gòu)施工對(duì)土體的擾動(dòng)。研究了土艙支護(hù)壓力建立過程,總結(jié)了盾構(gòu)推進(jìn)初期土艙內(nèi)建立支護(hù)壓力的規(guī)律。4)利用現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù),通過非線性回歸分別擬合出地表沉降和超孔隙水壓力、盾構(gòu)停推時(shí)間的對(duì)數(shù)關(guān)系。通過對(duì)比分析,找出盾構(gòu)停推階段周圍土體超孔隙水壓力的消散程度與土體擾動(dòng)程度是相對(duì)應(yīng)的規(guī)律。為超孔隙水壓力波動(dòng)用來判斷土體的擾動(dòng)程度以及施工人員快速了解土體擾動(dòng)情況提供了理論依據(jù)。5)研究了超大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工中,推進(jìn)速度、盾尾同步注漿量、注漿壓力、支護(hù)壓力等施工參數(shù)對(duì)土體擾動(dòng)的影響。獲得了這些施工參數(shù)對(duì)土體影響新的特點(diǎn)。6)以實(shí)際工程為背景,從控制論的角度出發(fā),將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法相結(jié)合,對(duì)超大直徑土壓平衡盾構(gòu)隧道施工進(jìn)行了施工參數(shù)優(yōu)化組合,以獲得最佳參數(shù)匹配。解決了以往只能研究某一種施工參數(shù)對(duì)地表沉降影響的問題,提出一個(gè)同時(shí)考慮多種施工參數(shù)影響的實(shí)用性理論,并運(yùn)用到工程中,獲得了良好的效果。說明了此理論對(duì)今后施工的參考價(jià)值。
[Abstract]:In order to find a solution , the research results are as follows : 1 ) In order to find a solution , how to reduce the disturbance of the surrounding soil by setting up the large diameter soil pressure balance shield and the large - diameter mud - water balance shield is an important problem . Based on the control theory , the artificial neural network and the genetic algorithm are combined to optimize the construction parameters of the super - large diameter soil - pressure balance shield tunnel , so as to obtain the best parameter matching .

【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U455.43

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉宣宇;邵誠;栗覓;;盾構(gòu)機(jī)密封艙土壓平衡綜合優(yōu)化控制[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

2 姜忻良,趙志民;盾構(gòu)施工引起土體位移的空間計(jì)算方法[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(城市科學(xué)版);2005年02期

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本文編號(hào)：1421202