在TBM輸水隧洞襯砌管片拼裝過程中,管片結(jié)構(gòu)形式對于施工效率及難度的影響顯著。作為一種新型管片,平行四邊形管片能使襯砌達(dá)到自然錯縫的效果,保證施工進(jìn)度;但由于管片間接縫與隧洞軸線存在楔角,在拼裝過程中可能承受較大壓力,進(jìn)而導(dǎo)致管片損壞。因此,考慮在單護盾模式下襯砌拼裝過程中增加千斤頂推力,建立三維地層-襯砌數(shù)值模型,分析平行四邊形管片的受力特點。研究發(fā)現(xiàn),管片接縫附近應(yīng)力集中,且應(yīng)力值較大;接縫開度和壓力與管片所承受千斤頂推力以及接縫位置有關(guān)。將接縫面分為P面和A面（P面為與其同一管片上千斤頂推力作用面夾角為銳角的接縫面,A面為夾角為鈍角的接縫面）。對于同一接縫,當(dāng)A面所屬管片千斤頂壓力與P面所屬管片千斤頂壓力之比不大時（P面承受千斤頂推力）,接縫靠近千斤頂一端閉合,遠(yuǎn)離一端張開;當(dāng)P面所屬管片沒有承受千斤頂推力、A面所屬管片承受千斤頂推力時,接縫靠近千斤頂一端張開,遠(yuǎn)離一端閉合。 

【文章來源】：武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2020,53(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

不同襯砌管片平面展開圖

根據(jù)相關(guān)參數(shù)建立數(shù)值計算模型，如圖2所示。開挖洞徑5.49 m，襯砌內(nèi)徑4.6 m，外徑5.2 m，隧洞四周圍巖范圍約為5倍洞徑。模型頂部為自由邊界，承受上覆巖體壓力，其他邊界施加法向位移約束。模型沿洞軸線方向4.5 m，為三環(huán)管片長度，管片襯砌結(jié)構(gòu)詳見圖3，沿Y軸正向?qū)⑷h(huán)管片依次編號為CQ-1、CQ-2和CQ-3。每環(huán)襯砌由6片平行四邊形管片拼裝而成，管片之間用環(huán)向螺栓進(jìn)行連接；襯砌環(huán)間采用縱向螺栓進(jìn)行定位。襯砌平面展開圖見圖4，每環(huán)管片編號為A、B、C、D、E和F，管片之間接縫編號依次為J1～J6，環(huán)向螺栓從襯砌頂部依次編號為(1)～(12)，縱向螺栓依次編號為1～12。2.2 施工期方案

根據(jù)工程實際資料，在單護盾脫困模式下，千斤頂總推力為29.76 MN，油缸布置見圖5，共計30個，正向推進(jìn)時總推力均勻作用在每根油缸上，每根油缸上力約為0.99 MN，荷載施加方式稱為方案1。當(dāng)隧洞需要轉(zhuǎn)向或上揚/下行時，千斤頂需要施加偏心推力，本文選取左轉(zhuǎn)彎（施加右偏心力）和上揚（施加下偏心力）兩種方案進(jìn)行分析，分別稱為方案2和3。方案2中，襯砌左端管片B和C上推力為0，底部和頂部管片上分別施加4.96 MN的力，右端管片E和F上分別施加9.92 MN的力，各管片上假定推力為均勻施加；方案3中，襯砌頂部管片D上推力為0，兩側(cè)腰部管片C和E上推力為3.5 MN，管片B和F上推力為6.5 MN，底部管片A上推力為9.76 MN，各管片上推力假定為均勻施加。所有方案均保證襯砌管片的千斤頂推力合力為29.76 MN，相關(guān)信息見表3。圖4 襯砌平面展開圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TBM隧道管片縱向受力的傳遞規(guī)律[J]. 侯公羽,楊悅,李小瑞,崔永科,周蒙輝.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2018(02)
[2]通縫盾構(gòu)隧道襯砌施工期三維力學(xué)特性數(shù)值研究[J]. 鄭勇波,白廷輝,李曉軍,劉樹佳.  施工技術(shù). 2018(01)
[3]TBM輸水隧洞管片襯砌型式的設(shè)計研究與應(yīng)用[J]. 王美齋,董甲甲.  水電與新能源. 2017(07)
[4]不同拼裝方式下盾構(gòu)隧道管片襯砌受力與破壞模式模型試驗研究[J]. 王士民,申興柱,何祥凡,姚佳兵.  土木工程學(xué)報. 2017(06)
[5]TBM引水隧洞襯砌管片形式研究[J]. 石怡安,蘇凱,王美齋,周亞峰.  水電能源科學(xué). 2016(04)
[6]盾構(gòu)隧道施工期襯砌管片受力特性及其影響分析[J]. 葉飛,何川,王士民.  巖土力學(xué). 2011(06)
[7]深埋TBM施工輸水隧洞結(jié)構(gòu)的三維仿真分析[J]. 鐘登華,佟大威,王帥,劉東海.  巖土力學(xué). 2008(03)
[8]盾構(gòu)法隧道施工階段管片的力學(xué)分析[J]. 宋克志,袁大軍,王夢恕.  巖土力學(xué). 2008(03)
[9]盾構(gòu)隧道通、錯縫拼裝管片受力及變形比較[J]. 嚴(yán)長征,張慶賀,王慎堂.  地下空間與工程學(xué)報. 2007(04)
[10]由萬家寨引黃工程看TBM施工隧洞中采用的六邊形管片襯砌[J]. 李江深.  山西水利科技. 2005(03)



本文編號：3513511