盾构隧道通缝拼装管片的上浮和错台研究

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1、上海交通大学硕士学位论文盾构隧道通缝拼装管片的上浮和错台研究姓名：张强申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：杜守继20070101符号说明3γ――重度，N/m；Ex――弹性模量，Pa；µ――泊松比；c――土的粘聚力，Pa；φ――土的内摩擦角，°3ρ――密度，Kg/m；F――浆液（地下水）对管片的浮力，N；fG――重力，N；F――浆液对管片的粘滞阻力，N；nF――土体对管片的作用力，N；tr――管片半径，m；2A――面积，m；τ――切应力，Pa；µ――浆液的粘性系数，Pa·s；b――每环管片的宽度，m；s――位移，m；

2、r，r――管片的外，内半径，分别为3.1m，2.75m；12F――分别为作用于封顶块，邻接块，标准块，拱底块上的顶力值，N；F，L，B，GF――分别为A，B，C，D四个顶力区的顶力值，N；A,B,C,Df――高强度螺栓的屈服强度，Pa；yA――高强度螺栓的有效截面面积，m；eF――千斤顶的顶力，N；qF――密封垫的反力，N；mm――质量，Kg；t――时间，s；7N――压力，N；σ――正应力，Pa；µ――混凝土之间的摩擦系数，取0.5。c8上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，

3、独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：张强日期：2007年2月11日1上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采

4、用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：张强指导教师签名：杜守继日期：2007年2月11日日期：2007年2月11日2盾构隧道通缝拼装管片的上浮和错台研究摘要盾构隧道通缝拼装管片的上浮和错台一直是困扰盾构隧道施工的技术问题，随着盾构法隧道施工技术的发展和规范的要求，管片上浮和错台引起的管片开裂、拼装困难和防水隐患等问题对施工和运营的影响日益凸显，并直接影响到工程的质量以及运营和维护。本文以上海轨道交通二号线西延伸

5、段盾构隧道工程为背景，首先针对盾构推进过程中隧道管片上浮和错台问题进行了适时监控测量，分析了盾构隧道管片上浮和错台发生发展规律。接着，应用有限元数值分析方法模拟分析盾构推进过程中管片结构的上浮和错台现象。在数值模拟过程中，考虑了管片在盾构顶进过程中工况的不断变化，探讨了千斤顶的顶力和螺栓的预紧力对错台大小及发展规律的影响。最后，本文还运用数学及力学理论、方法对管片上浮和错台进行了理论分析，并且基于本文工程背景给出了具体的实例分析。本文在比较现场监测、数值模拟和理论分析的基础上，得出了盾构隧道通缝拼装管片的上浮和错台的规律

6、和结论。研究结果表明，管片错台实质是由于不均匀的千斤顶顶力等因素造成了不同的块体之间的差异性位移，并且管片错台从拼装开始便逐渐积累，错台总量逐渐增大最后趋于稳定。而管片的上浮则是管片处于隧道开挖和壁后注浆等条件的3共同作用下，失去抗浮能力产生的向上的位移，该位移随时间逐渐增大最后也是趋于稳定。最后本文还给出了有关施工控制方面的一些建议，为确保施工精度和提高工程质量提供依据。关键词：盾构隧道，通缝拼装，错台，上浮，监测，数值模拟4RESEARCHONRISINGDISPLACEMENTANDDISLOCATIONOFSHI

7、ELDTUNNELSEGMENTWITHSTRAIGHTJOINTABSTRACTDislocationandrisingdisplacementofshieldtunnelsegmentaretowtechproblemsinconstruction.Withthedevelopmentofshieldtunnelconstructiontechniqueandstandard,thesegmentcrack,connection,andwaterprooftroublebecomemoreseriousandouts

8、tanding,andtheproblemsmayimpacttheconstructionquality,usageandevenmaintaining.ThisthesisisbasedontheshieldtunnelprojectinthewestlineoftheRailTrafficLineNO.2inS