大斷面管幕－箱涵頂進(jìn)應(yīng)用技術(shù)研究PPT（97頁）

1、1大斷面管幕箱涵頂進(jìn)應(yīng)用技術(shù)研究上海市第二市政工程有限公司中環(huán)線建設(shè)發(fā)展有限公司同 濟(jì) 大 學(xué)上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院二零零五年十二月大斷面管幕箱涵頂進(jìn)應(yīng)用技術(shù)研究城市地下空間的大規(guī)模開發(fā)利用穿越重要地帶的地下穿越工程大量出現(xiàn)地鐵、鐵路路網(wǎng)以及市政、高速公路路網(wǎng)等的大規(guī)模建設(shè)地下穿越工程需求1 概述 超近間距/交叉穿越 城市密集建（構(gòu)）筑物群中施工 城市生命線及機(jī)場飛行區(qū)的高風(fēng)險穿越面臨的難題：近間距、空間立體交叉穿越技術(shù)需求一、概述盾構(gòu)隧道等地下工程施工過程中，會破壞原有巖土體的平衡和穩(wěn)定狀態(tài)，必將不同程度地對周圍巖土介質(zhì)產(chǎn)生擾動。地面與地下都非常復(fù)雜的軟土地層中進(jìn)行施工，容易造成對

2、地面道路、建筑物和地下管線等周圍環(huán)境諸如沉降、隆起、傾斜和位移、破壞或失穩(wěn)塌方；涌水和突水等不利影響。一、概述擾動變形是一種不確定性過程，受到諸如土性特征、施工工藝、外部荷載、邊界條件、時間效應(yīng)等眾多不確定性確定性因素的影響。存在變形預(yù)測難、控制難、控制變形費(fèi)用高等難題，而且技術(shù)難度大，風(fēng)險高。 2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢施工方法的發(fā)展趨勢明挖暗挖盾構(gòu)頂管法管棚法箱涵法管幕法其他管棚與管幕 管棚法：頂部打入鋼管（鋼管間不連接），壓注漿液，在管棚保護(hù)下開挖，立鋼拱架，澆筑混凝土結(jié)構(gòu)。管幕法：頂部或四周打入相互連接的鋼管，形成管幕的臨時支護(hù)。在管幕保護(hù)下采用立鋼拱架開挖或箱涵頂進(jìn)開挖。2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨

3、勢 理論研究方面易宏偉、孫鈞(2000)就盾構(gòu)施工對軟粘土的擾動機(jī)理進(jìn)行分析李兆平(2000)等研究了考慮開挖擾動和基質(zhì)吸力影響的基坑邊坡安全性王立忠(2001)等分析了施工擾動對軟地強(qiáng)度的影響孫鈞(2001)等就盾構(gòu)施工擾動與地層移動及其智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測進(jìn)行探討盛謙(2003) 研究了深挖巖質(zhì)邊坡開挖擾動區(qū)與工程巖體力學(xué)性狀孫鈞(2004)等研究了受施工擾動影響土體環(huán)境穩(wěn)定理論與變形控制Desai教授于1974年提出的擾動狀態(tài)概念(Disturbed State Concept)近年來也得到了較大的發(fā)展，為工程巖土材料提供了一種新的的研究思路 盾構(gòu)隧道施工微擾動控制技術(shù)飽和淤泥質(zhì)粘土中，盾構(gòu)

4、超近距穿越傾斜嚴(yán)重磚混結(jié)構(gòu)民房。在未加固條件下，利用微擾動控制技術(shù)，將房屋最大沉降控制在4-8 mm以內(nèi)。3 主要研究內(nèi)容與成果管幕箱涵工法是一種新興的地下穿越工法。將箱涵工法和管棚(管幕)超前支護(hù)相結(jié)合，可用于大斷面結(jié)構(gòu)的地下穿越工程。該工法目前在我國已成功應(yīng)用于：上海市中環(huán)線北虹路地下穿越工程、北京首都機(jī)場滑行道地下穿越工程、鄭開城市快速路下穿京港澳高速公路工程。鄭開快速路下穿京港澳高速公路部分采用超大斷面斜穿越頂進(jìn)技術(shù)，該工程具有：大斷面、超薄覆土、斜穿越的特點(diǎn)。大斷面：箱涵寬23.4米、高9.3米，頂板和側(cè)壁厚1.3米、底板厚1.4米。超薄覆土：上覆高速公路平均厚度2m，最薄處僅有1.

5、3m。斜穿越：箱涵軸線與高速公路斜交夾角114.228度。技術(shù)措施：箱涵分三節(jié)，分別為17m、18m、17m，采用中繼間法預(yù)制頂進(jìn)施工；路面土體采用大管棚支護(hù)、鋼網(wǎng)格刃腳分割土體支護(hù)技術(shù)，穩(wěn)固掌子面；超大斷面箱涵斜穿越頂進(jìn)技術(shù)研究 電力電纜隧道工程穿越軌道交通示意圖（12次），其中上穿越2次上海世博電力電纜隧道與軌道交通交叉情況基礎(chǔ)公司隧道公司市政二公司盾構(gòu)法頂管法一標(biāo)二標(biāo)三標(biāo)2#(已運(yùn)營)下穿14#(規(guī)劃)下穿1#(已運(yùn)營)下穿10#(施工圖)上穿13#(工可)上穿9#(施工圖)下穿13#(工可)下穿8#(已建)下穿4#已運(yùn)營)下穿6#(已建)下穿7#(在建)下穿13#(工可)下穿軟土地區(qū)機(jī)

6、場飛行區(qū)地下穿越關(guān)鍵技術(shù)研究上海機(jī)場建設(shè)指揮部同 濟(jì) 大 學(xué)國內(nèi)外成功案例分析北京首都機(jī)場管幕法國內(nèi)外成功案例分析港珠澳大橋工程管幕法19報(bào)告內(nèi)容一 概況二 技術(shù)難點(diǎn)三 研究成果四 課題創(chuàng)新點(diǎn)20課題以上海市中環(huán)線北虹路地道為背景。該工程穿越虹橋路和西郊賓館，采用管幕箱涵推進(jìn)工法。國內(nèi)首次在軟土地層中進(jìn)行的管幕箱涵推進(jìn)工程，也是目前世界上采用管幕箱涵法施工的斷面最大、推進(jìn)距離最長的隧道工程。結(jié)合上述具體工程，對管幕箱涵推進(jìn)工法的設(shè)計(jì)、施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究1課題背景 一、概況 21a 工程地理位置 西郊賓館1課題背景虹橋路 一、概況 22b 工程地質(zhì)情況號土含水量約50，粘聚力1

7、0kPa，內(nèi)摩擦角10.5度1課題背景北工作井南工作井管幕段 一、概況 23c 鋼管幕情況長度：126m，鋼管幕：97010根數(shù)：80根，覆土厚度：4.55.0m1課題背景基準(zhǔn)管 一、概況 24d 箱涵情況34.2m7.85m外包尺寸：34.2 7.85m頂板厚度：1.3m，底板厚度：1.4m 側(cè)墻厚度：1.0m，中墻厚度：0.8m 總長：126m，8節(jié)1課題背景 一、概況 252課題特點(diǎn)大斷面、長距離推進(jìn)軟土不加固暗埋段后靠復(fù)合泥漿減阻 一、概況 26本工法273 一、概況 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀工程回顧 （）大池成田線高速公路通道：箱涵19.8m7.33m，總長47m，37根直徑800mm鋼管；（

8、）日本山陽通道：箱涵37.6m9.0m,總長43.2m；（）日本東海道線垂井霞關(guān)原通道：箱涵32.26m8.9m,總長47.2m FJ工法（管幕FJ工法，注漿加固管幕內(nèi)土體）ESA工法 (注漿加固待開挖土體)（）1997年東海道線新莊立體交叉工程（管幕ESA工法）：箱涵25.5m7.7m，長度82m, 45根直徑812.8mm鋼管;（）日本寶來隧道（ESA工法）：箱涵21.6 m7.8 m，總長279.5m;（）日本信太山隧道（ ESA工法 ）：箱涵26.6 m8.3 m，總長156m。1971年首次在日本的KawaseInae采用管幕法穿越鐵路的通道,長10m（Coller, Philip

9、），以后大量應(yīng)用并開發(fā)出ESA（endless self-advancing）、FJ(front jacking)工法、PCR工法等。28FJ工法ESA工法 一、概況 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀3PCR工法 291979年歐洲（比利時）采用管幕礦山工法Antewerp地鐵車站，上單排，直徑為1.5m石棉水泥管，管幕長13m(G. Musso)1991年美國應(yīng)用管幕礦山工法修建馬蹄形的雙圓隧道，單孔寬6.4m,高7m, 21根鋼管，直徑為770mm，長55m，土質(zhì)為砂礫石。(Coller, Philip)1989年中國臺灣采用管幕ESA工法修建臺北松山機(jī)場地下通道，長100m，箱涵22m7m，72根直徑81

10、2.8mm鋼管，水平注漿加固管幕內(nèi)土體（亞新工程顧問公司提供）1993年馬來西亞采用管幕礦山工法修地下通道,長65m,管徑780mm, 硬土(G.Musso) 3 一、概況 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀工程回顧 共同點(diǎn): 管幕內(nèi)土體自立或被加固;箱涵推進(jìn)需先設(shè)置導(dǎo)洞30理論研究 試驗(yàn)研究 設(shè)計(jì)理論 3 一、概況 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀Yoshiaki GOTO（日本，1984）對管幕接頭做過理論分析; Satoh.S（1996）采用彈性地基梁分析管幕的力學(xué)作用；W.L.Tan（新加坡，2003）利用FLAC軟件對管幕法隧道進(jìn)行了二維數(shù)值分析大川 孝等（日本，1985）對管幕接頭試驗(yàn)研究； Yoshiaki GOTO

11、（日本，1984）對管幕工程進(jìn)行過現(xiàn)場實(shí)測研究姚大鈞等（中國臺灣,2004 ）介紹了軟粘土中管幕ESA工法的設(shè)計(jì)要點(diǎn),并對松山機(jī)場的管幕-ESA工法工程進(jìn)行了有限元分析和比較。314 一、概況 關(guān)注的問題鋼管幕的頂進(jìn)精度 ?管幕內(nèi)土體不加固 ?推進(jìn)力多大 ?建筑空隙?鋼管幕的作用 ?后靠如何?出洞安全?地表變形控制 ?32 二、技術(shù)難點(diǎn) 難點(diǎn)一：鋼管幕頂進(jìn)高精度姿態(tài)控制技術(shù)難點(diǎn)二：箱涵進(jìn)、出洞穩(wěn)定性控制難點(diǎn)三：箱涵推進(jìn)后靠穩(wěn)定性分析方法難點(diǎn)四：箱涵推進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)難點(diǎn)五：箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻技術(shù)難點(diǎn)六：箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)難點(diǎn)七：箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測及控制技術(shù)33A 技術(shù)難點(diǎn) 鋼

12、管帶鎖口導(dǎo)致管幕姿態(tài)控制困難 80根鋼管幕頂進(jìn)誤差積累 施工順序?qū)鹊挠绊憜栴}1鋼管幕頂進(jìn)高精度姿態(tài)控制技術(shù) 三、研究成果 34B 控制要點(diǎn)鋼管幕頂進(jìn)高精度姿態(tài)控制技術(shù)1高程和水平偏差控制研制出泥水平衡掘進(jìn)機(jī)避免誤差積累機(jī)頭旋轉(zhuǎn)控制 研制SJ型泥水平衡掘進(jìn)機(jī) RSG激光反射誘導(dǎo)糾偏裝置 傾斜儀傳感器顯示 過渡鋼管導(dǎo)向措施 姿態(tài)控制曲線 刀盤逆轉(zhuǎn) 單側(cè)加配重 傾斜儀傳感器顯示 限位塊設(shè)置多重基準(zhǔn)管采用異型鎖口 合理施工順序 三、研究成果 35鋼管幕頂進(jìn)高精度姿態(tài)控制技術(shù)1合理施工順序先上后下施工影響示意有限元分析結(jié)果先上排后下排頂進(jìn)鋼管幕,則上排管幕沉降增加25mm 三、研究成果 36C 應(yīng)用

13、效果采用以上措施后，管幕的精度可控制在30mm以內(nèi)鋼管幕頂進(jìn)高精度姿態(tài)控制技術(shù)1 三、研究成果 37D 小結(jié)帶鎖口的鋼管幕的頂進(jìn)精度可控制在3cm內(nèi)設(shè)置多根基準(zhǔn)管頂進(jìn)能消除誤差積累作為施工對策，當(dāng)偏差較大時可采用異型鎖口鋼管幕由下至上的鋼管幕施工順序?qū)苣豁斶M(jìn)精度和地表變形均有利鋼管幕頂進(jìn)高精度姿態(tài)控制技術(shù)1 三、研究成果 38A 技術(shù)難點(diǎn)：箱涵進(jìn)、出洞控制技術(shù)2出洞工藝地下墻拆除后整體穩(wěn)定性 鋼管幕對出洞穩(wěn)定的作用 出洞加固的穩(wěn)定性計(jì)算方法進(jìn)洞穩(wěn)定性計(jì)算方法 三、研究成果 39箱涵進(jìn)、出洞控制技術(shù)2出洞前縱斷面出洞時縱斷面縱斷面 B 出洞示意： 三、研究成果 40C 出洞穩(wěn)定性計(jì)算方法箱涵進(jìn)

14、、出洞控制技術(shù)2加固體穩(wěn)定性計(jì)算簡圖 抗滑穩(wěn)定 強(qiáng)度條件 建立管幕作用下重力式擋土墻的計(jì)算方法（）采用彈性地基梁理論分析鋼管幕的卸載作用（）按重力式擋土墻對加固體抗滑穩(wěn)定與強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算 三、研究成果 41縱向受力計(jì)算簡圖箱涵進(jìn)、出洞控制技術(shù)2平衡方程 位移協(xié)調(diào)方程 體積相等 三、研究成果 42箱涵進(jìn)洞示意 接近接收井時的開挖面穩(wěn)定性接收井地下墻的穩(wěn)定性D 進(jìn)洞穩(wěn)定性箱涵進(jìn)、出洞控制技術(shù)2 三、研究成果 43將鋼管幕的上覆土重簡化為荷載，采用極限分析方法計(jì)算主動土壓力值根據(jù)上述計(jì)算分析：當(dāng)箱涵逐漸接近接收井地下墻時,由于前方土體厚度的變薄，導(dǎo)致主動土壓力越來越小(1) 進(jìn)洞開挖面穩(wěn)定箱涵進(jìn)、出洞

15、控制技術(shù)2距地下墻的距離與土壓力的關(guān)系 三、研究成果 44(2) 進(jìn)洞接收井地下墻穩(wěn)定箱涵進(jìn)、出洞控制技術(shù)2 三、研究成果 因箱涵擠土推進(jìn)，接收井基坑土壓力過大（大于靜止土壓力），需要在接收井內(nèi)設(shè)置斜撐為避免箱涵擠土推進(jìn)，需控制推進(jìn)阻力（主要是迎面阻力）不超過接收井設(shè)計(jì)土壓力，并應(yīng)適當(dāng)在網(wǎng)格內(nèi)挖土45E 應(yīng)用效果箱涵進(jìn)、出洞控制技術(shù)2抗滑穩(wěn)定 強(qiáng)度條件 分析：在管幕作用下，采用3m加固長度，強(qiáng)度（qu）為1.2MPa可滿足穩(wěn)定若不考慮管幕卸載作用，則加固長度12m，強(qiáng)度300kPa實(shí)際采用的3m攪拌樁5m注漿加固措施 三、研究成果 46F 小結(jié)箱涵進(jìn)、出洞控制技術(shù)2 三、研究成果 提出了鋼管幕

16、卸載作用下彈性地基梁理論與重力式擋土墻結(jié)合的加固體穩(wěn)定性分析方法基于上述方法，可對加固長度和加固體強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化，使得抗滑穩(wěn)定系數(shù)和強(qiáng)度系數(shù)基本接近進(jìn)洞時，隨著箱涵網(wǎng)格工具頭接近地下墻，開挖面土壓力逐漸減小，開挖面的穩(wěn)定性因此逐漸得到提高；接收井地下墻的穩(wěn)定則依靠坑內(nèi)的斜撐設(shè)置、推進(jìn)阻力控制和網(wǎng)格內(nèi)挖土降壓方式來解決47箱涵推進(jìn)后靠穩(wěn)定性分析方法3A 加固土體為后靠加固寬度與箱涵縱軸線方向上位移采用三維有限單元法研究加固長度和寬度的關(guān)系加固長度與箱涵縱軸線方向上位移 三、研究成果 48箱涵推進(jìn)后靠穩(wěn)定性分析方法3B 暗埋段為后靠三維分析模型采用三維有限單元法研究工作井、后靠墻體、推進(jìn)平臺及暗埋段

17、受力及變形工作井變形后靠墻彎矩推進(jìn)臺應(yīng)力三維分析結(jié)果 三、研究成果 49箱涵推進(jìn)后靠穩(wěn)定性分析方法3C 方案優(yōu)選分析結(jié)果后靠土體暗埋段 159900kN 200000kN280000kN后靠墻豎向彎矩(kN.m)5592(-5940)2725(-2764)3903(-4583)推進(jìn)臺x向膜應(yīng)力(kPa)5468956311434管幕鋼管約束力(kN)210422193176暗埋段等效彈簧結(jié)點(diǎn)約束力(kN)-557837 三、研究成果 50箱涵推進(jìn)后靠穩(wěn)定性分析方法3D 應(yīng)用效果 采用暗埋段能顯著節(jié)約造價、節(jié)省工期暗埋段作為后靠，顯著減小了后靠結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力（減小30%）,安全度提高暗埋段能提供更

18、高的推進(jìn)反力 約增加14000t實(shí)際采用暗埋段作為后靠 三、研究成果 51箱涵推進(jìn)后靠穩(wěn)定性分析方法3E 小結(jié) 采用加固土體作為推進(jìn)后靠時，增加加固寬度比加固長度有效；采用暗埋段作為后靠，安全、經(jīng)濟(jì)、快速；暗埋段作為后靠需要驗(yàn)算暗埋段的局部抗壓和穩(wěn)定性 三、研究成果 52A 技術(shù)難點(diǎn)長距離、大斷面，水平姿態(tài)控制困難首次采用管幕內(nèi)箱涵網(wǎng)格擠土推進(jìn)B 控制方法采用計(jì)算機(jī)液壓同步推進(jìn)系統(tǒng)控制水平姿態(tài)采用彈性地基梁理論預(yù)測豎向姿態(tài)采用網(wǎng)格內(nèi)挖土動態(tài)調(diào)整豎向姿態(tài)箱涵推進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)4 三、研究成果 53導(dǎo)向墩箱涵水平偏差導(dǎo)向墩控制水平姿態(tài)控制措施計(jì)算機(jī)同步推進(jìn)系統(tǒng)箱涵推進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)4 三、研究成果 5

19、4箱涵推進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)4計(jì)算機(jī)同步推進(jìn)系統(tǒng)由行程儀傳感器測得的位移信號傳至計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)調(diào)整10臺泵站電機(jī)變頻器，調(diào)整油泵流量控制油缸推進(jìn)速度 三、研究成果 55 擠土推進(jìn)高程姿態(tài)計(jì)算簡圖 擠土推進(jìn)，網(wǎng)格前端受到向上作用力，促使抬頭豎向姿態(tài)控制計(jì)算方法箱涵推進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)4 三、研究成果 56挖土推進(jìn)高程姿態(tài)計(jì)算簡圖網(wǎng)格內(nèi)挖土推進(jìn)，網(wǎng)格前端受到向下作用力，促使低頭豎向姿態(tài)控制計(jì)算方法箱涵推進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)4 三、研究成果 57以第四節(jié)箱涵推進(jìn)結(jié)束后為例，計(jì)算箱涵豎向位移當(dāng)計(jì)算得到抬頭量為 3cm實(shí)測抬頭量為4.5cm箱涵推進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)4 三、研究成果 58C 應(yīng)用效果水平偏差可控制在40mm

20、范圍內(nèi)箱涵推進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)4 三、研究成果 59箱涵推進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)4C 應(yīng)用效果高程偏差可控制在40mm范圍內(nèi) 三、研究成果 60D 小結(jié)箱涵推進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)4 三、研究成果 大斷面箱涵液壓同步推進(jìn)系統(tǒng)，可以動態(tài)調(diào)整箱涵的水平姿態(tài)；采用彈性地基梁理論，根據(jù)不同的挖土工況建立的鋼管幕作用下的計(jì)算模型，可以有效地預(yù)測箱涵的豎向姿態(tài)；網(wǎng)格內(nèi)挖土推進(jìn)減小抬頭，而擠土推進(jìn)則加劇抬頭；通過網(wǎng)格內(nèi)挖土可有效地調(diào)整網(wǎng)格工具頭姿態(tài)61A 技術(shù)難點(diǎn)箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻技術(shù)5B 技術(shù)措施 三、研究成果 摩擦系數(shù)不易確定迎面阻力理論解析困難箱涵推進(jìn)注漿減阻無先例通過試驗(yàn)配置特種減阻泥漿試驗(yàn)測定摩擦系數(shù)提出大斷

21、面箱涵注漿工藝及減阻措施按被動土壓力近似計(jì)算迎面阻力根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)給出經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式62研制特種復(fù)合泥漿：鈉基膨潤土、聚合物、正電膠。 采用止水泥漿和復(fù)合泥漿兩類注漿系統(tǒng)特種泥漿箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻技術(shù)5 三、研究成果 63測定不同泥漿配比的摩阻系數(shù)摩阻系數(shù)測定箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻技術(shù)5 三、研究成果 64迎面阻力理論計(jì)算箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻技術(shù)5 迎面阻力擠土推進(jìn)迎面阻力近似計(jì)算公式： 三、研究成果 根據(jù)不同挖土工況，分別采用不同的計(jì)算模式對于擠土推進(jìn)而言，可按被動土壓力近似計(jì)算迎面阻力,同時考慮管幕的作用 (本工程管幕超載約30%)。65推進(jìn)阻力規(guī)律分析箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及

22、減阻技術(shù)5首節(jié)箱涵在推進(jìn)平臺上推進(jìn)時，啟動摩阻系數(shù)為0.83；啟動后，在平臺上摩阻力系數(shù)約為0.42；每鎬的開始推力比結(jié)束推力大，約增加3整體而言，隨著推進(jìn)距離增加，推進(jìn)阻力增大；每節(jié)箱涵推進(jìn)中推進(jìn)力逐漸減小，其原因是推進(jìn)中泥漿套完全形成后摩阻系數(shù)減小 三、研究成果 66推進(jìn)阻力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式a）未形成泥漿套首節(jié)啟動推力為 b）形成泥漿套c）迎面阻力相當(dāng)于靜止土壓力的1.37倍，重力的1.12倍 啟動后推力為 每節(jié)啟動推力為 每節(jié)結(jié)束推力為 本工程 本工程 本工程 箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻技術(shù)5 三、研究成果 67經(jīng)驗(yàn)公式擬合圖箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻技術(shù)5 由于摩擦系數(shù)是變化的，且第二節(jié)箱

23、涵一部分與管幕接觸，而導(dǎo)致擬合誤差。 三、研究成果 68C 小結(jié)采用特種泥漿減阻，可極大的降低推進(jìn)阻力，泥漿套的減阻作用取決于泥漿套的形成程度；開挖面迎面土壓力與推進(jìn)工況密切相關(guān)，擠土推進(jìn)時可近似按被動土壓力計(jì)算；每節(jié)箱涵起始推進(jìn)阻力大于結(jié)束阻力，每鎬起始推進(jìn)阻力大于結(jié)束推進(jìn)阻力；推進(jìn)阻力經(jīng)驗(yàn)公式對以后工程有重要的參考價值箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻技術(shù)5 三、研究成果 69A 技術(shù)難點(diǎn)管幕內(nèi)軟土不加固,如何維持開挖面的穩(wěn)定性穩(wěn)定性計(jì)算理論和方法 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6鋼管幕對穩(wěn)定性作用 網(wǎng)格前端土壓力分布網(wǎng)格內(nèi)摩阻力分布規(guī)律網(wǎng)格尺寸計(jì)算方法 三、研究成果 70借鑒網(wǎng)格式盾構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，采用一

24、定入土深度的開口網(wǎng)格工具頭維持穩(wěn)定建立維持開挖面穩(wěn)定的計(jì)算方法： （）采用彈性地基梁理論建立計(jì)算模型，考慮管幕的卸載作用 （）采用有限元分析網(wǎng)格前端的土拱卸載效應(yīng) （）根據(jù)網(wǎng)格內(nèi)摩阻力平衡條件，建立網(wǎng)格內(nèi)土壓力分布規(guī)律公式B 技術(shù)措施箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6 三、研究成果 71箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6實(shí)驗(yàn)研究表明：在土體飽和度降低的條件下，土體自立高度明顯的提高穩(wěn)定性得到提高。B 技術(shù)措施非飽和土的力學(xué)性質(zhì)對穩(wěn)定影響研究 三、研究成果 72網(wǎng)格內(nèi)土壓力的分析示意圖側(cè)視圖 軸測圖 網(wǎng)格工具頭內(nèi)壁土壓力分布規(guī)律箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6 三、研究成果 73 平衡方程土壓力分布網(wǎng)格臨

25、界入土深度箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6 三、研究成果 74正面土壓力kPa計(jì)算值/m試驗(yàn)值/m841.201.2993.51.311.3698.21.361.40網(wǎng)格臨界入土深度計(jì)算值與試驗(yàn)值箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6 三、研究成果 75采用三維有限元模擬土拱卸載效應(yīng)網(wǎng)格前端土拱效應(yīng)箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6應(yīng)力轉(zhuǎn)移土拱卸載效應(yīng)值 三、研究成果 76土拱卸載效應(yīng)計(jì)算模型及云圖箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6 三、研究成果 77不同網(wǎng)格間距的土拱卸載效應(yīng)E-E線箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6土拱卸載效應(yīng)值 三、研究成果 78不同網(wǎng)格長度時的土拱卸載效應(yīng)E-E線箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)

26、6 三、研究成果 79研究結(jié)果表明：1 土拱卸載效應(yīng)的存在顯著減小網(wǎng)格面的土壓力2 網(wǎng)格間距越大，土拱卸載效應(yīng)越大；網(wǎng)格入土深度越小，土拱卸載效應(yīng)也越大, 且在1050之間變化網(wǎng)格入土深度越大，平衡土壓力的摩擦力越大箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6 三、研究成果 80C 使用情況箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6 網(wǎng)格內(nèi)壁土壓力分布模式 網(wǎng)格內(nèi)土體的力學(xué)平衡條件 土體抗剪強(qiáng)度條件 土體自穩(wěn)高度網(wǎng)格設(shè)計(jì)依據(jù) 計(jì)算結(jié)果（依據(jù)理論分析與模型試驗(yàn)） 網(wǎng)格凈寬為1.11.3m（刃口寬20cm） 凈高為1.21.4m， 長度為1.21.5m。 實(shí)際采用 網(wǎng)格凈寬約為1.3m（刃口寬20cm） 凈高約為1.4m，

27、 長度約為1.3m。 三、研究成果 81D 小結(jié)箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)6 三、研究成果 管幕的作用：在網(wǎng)格內(nèi)挖土管幕起卸載作用，減小了開挖面的土壓力，提高了開挖面土體的穩(wěn)定性；土拱卸載效應(yīng)：因網(wǎng)格前端產(chǎn)生土拱卸載效應(yīng)，使網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性系數(shù)提高約1050；網(wǎng)格內(nèi)壁平衡的作用：網(wǎng)格內(nèi)土體和鋼板間的摩擦力可平衡前端土壓力。82A 技術(shù)難點(diǎn)箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測及控制技術(shù)7 三、研究成果 鋼管幕對地表變形的力學(xué)作用機(jī)理挖土工況、推進(jìn)速率、注漿壓力對地表變形影響建筑空隙大小的確定83通過理論和模型試驗(yàn)研究了管幕的不同挖土狀態(tài)下管幕的力學(xué)作用計(jì)算方法通過模型試驗(yàn)研究推進(jìn)速率對地表變形的影響通過有限元

28、法研究注漿壓力對地表變形的影響B(tài)P人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多步滾動預(yù)測方法對管幕頂進(jìn)和箱涵頂進(jìn)中地表變形進(jìn)行預(yù)測通過經(jīng)驗(yàn)估算確定建筑空隙 B 技術(shù)措施箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測及控制技術(shù)7 三、研究成果 84鋼管幕的卸載作用箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測及控制技術(shù)7假設(shè)：鋼管幕為彈性地基梁網(wǎng)格前方土體處于主動平衡狀態(tài) 三、研究成果 85箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測及控制技術(shù)7強(qiáng)度條件 位移協(xié)調(diào)方程 三、研究成果 86管幕下土壓力數(shù)值模擬結(jié)果 開挖后，管幕下土壓力減小，表明松動區(qū)范圍內(nèi)管幕承擔(dān)部分上部荷載 箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測及控制技術(shù)7松動區(qū) 三、研究成果 87頂部管幕承擔(dān)上覆土重比例箱涵前端松動區(qū)范圍彈性地基梁理論31.815.3m數(shù)值模擬3111m相似模型試驗(yàn)(1:25)304012.5m結(jié)論：箱涵前端約15m的范圍為主要的松 動區(qū)域，相應(yīng)管幕段的卸載量約為30。 三種研究結(jié)果比較表箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測及控制技術(shù)7 三、研究成果 88研究表明：箱涵每推進(jìn)1m，隆起量控制在3mm時，超載比為30鋼管幕的超載作用箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測及控制技