【摘要】：傳統(tǒng)盾構(gòu)法隧道需要事先構(gòu)筑兩個(gè)深大工作井，從而滿足盾構(gòu)的始發(fā)和接收要求，隧道的暗埋段則采用明挖法施工。而許多城市隧道工程，從功能上不需要設(shè)置工作井，暗埋段施工則占用了大面積地面場地，對周邊環(huán)境影響大。隨著城市的更加擁擠，建筑的更加密集，在地面與地下隧道的交通接線工程中，這種矛盾越來越突出。“地面出入式盾構(gòu)法隧道技術(shù)（Ground Penetrating ShieldTechnology,簡稱GPST）”是解決上述問題的有效途徑，其利用盾構(gòu)掘進(jìn)替代暗埋段明挖，可省去地面開挖面積約50%，減少搬拆遷和對周圍環(huán)境的影響；以淺埋導(dǎo)坑替代深大工作井，減少施工風(fēng)險(xiǎn)和開挖方量，縮短建設(shè)工期。 本論文針對該技術(shù)在地面出入段隧道（小于0.3倍隧道直徑覆土）建設(shè)中面臨結(jié)構(gòu)變形的核心難題，通過理論計(jì)算、三維仿真和模型試驗(yàn)等科學(xué)方法進(jìn)行深入研究，形成了一套完整的結(jié)構(gòu)變形控制技術(shù)，主要包括：管片穩(wěn)定裝置研發(fā)應(yīng)用、同步注漿控制、盾構(gòu)姿態(tài)控制、隧道抗浮控制技術(shù)。論文創(chuàng)新點(diǎn)如下: （1）針對地面出入段隧道管片受力特點(diǎn)，提出了修正三角形抗力計(jì)算公式及殼-彈簧計(jì)算模型，通過管片結(jié)構(gòu)試驗(yàn)首次分析了管片荷載模式及計(jì)算模型的適應(yīng)性，并提出了隧道結(jié)構(gòu)變形的特性。 （2）基于超淺覆土盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)管片容易發(fā)生變形的特點(diǎn)，研究了隧道整環(huán)剛度對隧道穩(wěn)定性的影響，首次設(shè)計(jì)出能增強(qiáng)隧道整環(huán)剛度的穩(wěn)定裝置，并對裝置的實(shí)施效果進(jìn)行了驗(yàn)證。 （3）通過國內(nèi)最大地下試驗(yàn)平臺多工況模擬掘進(jìn)，創(chuàng)新研發(fā)了“高流動(dòng)性早強(qiáng)型（HE）”專用同步注漿漿液配比及壓注工藝，解決了局部外露地表?xiàng)l件下的隧道周邊漿液充填的難題，結(jié)合對注漿孔位置、注漿壓力等施工參數(shù)的研究，減小了隧道變形。 （4）依托國家863試驗(yàn)平臺研發(fā)了“高粘度低比重觸變型（GS）”土體改良專用泥漿，解決了盾構(gòu)正面超低壓環(huán)境下的正常進(jìn)排土，有效控制了盾構(gòu)姿態(tài)，保證了管片拼裝精度；首創(chuàng)研發(fā)并應(yīng)用微調(diào)型管片穩(wěn)定裝置，有效控制了管片脫出盾尾階段的管片變形；同步注漿以及隧道抗浮控制技術(shù)，保證了隧道穩(wěn)定性。 研究成果成功應(yīng)用于南京軌道交通6號線地下與地面連接段隧道工程，隧道軸線控制在±50mm以內(nèi)，橢圓度小于0.4%，上浮量小于15mm，無管片接縫滲水現(xiàn)象，為該新技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了理論、技術(shù)和工程支持。 地面出入式盾構(gòu)法隧道技術(shù)突破傳統(tǒng)盾構(gòu)法隧道對覆土的限制，研發(fā)的結(jié)構(gòu)變形控制技術(shù)可保障隧道的質(zhì)量要求，實(shí)現(xiàn)了地下隧道與地面道路連接的一體化施工，為特殊環(huán)境下的隧道線路規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了一種全新解決方法。該技術(shù)成功應(yīng)用于軌道交通地面連接段隧道建設(shè)，屬國際首創(chuàng)，其整體施工工藝達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U455.43
【圖文】：

地下立交

目前城市地下道路一般分為淺埋的地下立交（圖 1.1）和深埋的公路隧道（圖1.2）。當(dāng)前城市地下立交多采用明挖法施工，該施工方法將導(dǎo)致地面交通翻交改道、河道臨時(shí)封閉或改道、管線搬遷、構(gòu)筑物拆遷等，影響較大，前期需協(xié)調(diào)單位較多，拖延工期，增加投入。深埋城市道路隧道，為了盾構(gòu)的始發(fā)和到達(dá)，需要設(shè)置深大的工作井、設(shè)備段及暗埋段等。上述基坑開挖深度大（一般 20～30m），造價(jià)昂貴，盾構(gòu)進(jìn)出洞施工風(fēng)險(xiǎn)非常大[3-12]。圖 1.1 地下立交 圖 1.2 深大的公路隧道基坑

上海大學(xué)博士學(xué)位論文第一章 緒論此外，軌道車輛段及部分由地面段漸入地下段的軌道交通線路，設(shè)計(jì)工作井主要為滿足盾構(gòu)機(jī)始發(fā)、到達(dá)要求。一些市政管路隧道如排水、蓄水、通信、電力、燃?xì)�、共同溝等市政管路隧道，設(shè)計(jì)設(shè)置工作井，僅作為臨時(shí)施工結(jié)構(gòu)，施工后覆土回填，造成較大浪費(fèi)（如圖 1.3、圖 1.4 所示）[13]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2779692