大斷面管幕-箱涵推進(jìn)技術(shù)研究匯報(bào)

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 同濟(jì)大1市隧道工程軌道交1二零零五年十二

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 術(shù)三研究成果題創(chuàng)新點(diǎn)2 課題

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 課題 線北虹路地為背國(guó)內(nèi)首次在軟土地層中進(jìn)行的管結(jié)合上述具體工程，對(duì)管涵推進(jìn)工法的設(shè)計(jì)、施工中的3鍵技術(shù)問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究 課題

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 a西西郊賓橋路橋路虹虹4 課題

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 b北工北工南工作管幕 ④號(hào)④號(hào)土含水量約50％，粘聚力10kPa，內(nèi)摩擦角10.5 課題

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 長(zhǎng)度 幕根數(shù)：80根，覆土6課題

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 d外包尺寸：34.2頂板厚度：1.3m側(cè)墻厚度：1.0m總長(zhǎng)：126m，8mmm2課題2

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 軟軟土不暗埋段復(fù)合泥漿89市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 9本本工一、概3

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 10m（Coller,Philip），以后大量應(yīng)用并開發(fā)出ESA（endlessself-advancing）、FJ(frontjacking)工法、PCR工法等。

FJ工法（管幕－FJ工ESA25.5m×7.7m，長(zhǎng)度

管幕－ESA工 箱ESA工 ，總長(zhǎng)ESA工 ，總長(zhǎng)156m市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 一、 3FJFJ工ESA工PCRESA工PCR工一、概3

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 1979年歐洲（比利時(shí)）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(zhǎng)13m(G.

1991 應(yīng)用管幕－礦山工法修建馬蹄形的雙圓隧道，單孔寬高7m,21 ，直徑為770mm，長(zhǎng)55m，土質(zhì)為砂礫石。(Coller,19931993硬采用管幕－礦山工法通道,長(zhǎng)65m,管徑中國(guó)采用管幕—ESA工法修建臺(tái)北松山機(jī)場(chǎng)通道，長(zhǎng)100m，箱涵22m×7m，72根直徑 ，水平注漿加固管內(nèi)土體（亞新工程顧問公司提供共同點(diǎn) 一、概3

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 分析;Satoh.S（1996）力學(xué)作用；W.L.Tan（新加坡，2003）利用FLAC大川孝等大川孝等，1985）研究；Yoshiaki ，1984）等,2004工法的設(shè)計(jì)要點(diǎn),并對(duì)松山機(jī)場(chǎng)的管幕ESA工法工程進(jìn)行

4關(guān)注的4

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 幕的頂進(jìn)精度幕的作用管幕內(nèi)土體不加固建筑空隙推進(jìn)力多大地表變形控 市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 二、技術(shù)難難點(diǎn)七：箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測(cè)及控制市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成1技術(shù)帶鎖口導(dǎo)致管幕姿態(tài)控80幕頂進(jìn)誤差積施工順序?qū)鹊挠绊懭?、研究?幕頂進(jìn)高精度姿態(tài)控制技

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 避免誤差機(jī)頭旋轉(zhuǎn)避免誤差機(jī)頭旋轉(zhuǎn)

合理施工

③三、研究成 幕頂進(jìn)高精度姿態(tài)控制技

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 合理施工順

上排管上排管地施工側(cè)面及下

施工側(cè)施工側(cè)面及下排幕前的上幕后的幕后的上

先施工面再兩側(cè)和下面先施工面再兩側(cè)和上先上后下施工影響

距中心距離有限元分析結(jié)先上排后下排頂 幕,則上排管幕沉降增加市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目三、研究成 幕頂進(jìn)高精度姿態(tài)控制應(yīng)用效采用以上措施后，管幕的精度可控制在30mm以-----

豎向偏差水平偏

2號(hào)管幕00北井110

0.10.00.00.00.00.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.1

上排管幕49m處豎向偏差曲-2 -1 -1 -

1 1 2 離/m市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成幕頂進(jìn)高精度姿態(tài)控制小 市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成箱涵進(jìn)、出洞控制技技術(shù)難出洞工墻拆除后整體穩(wěn)定進(jìn)洞穩(wěn)定性計(jì)算方市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成箱涵進(jìn)、出洞控制技支撐上覆土幕

梁加固

出洞前縱斷

上覆 變形

加固

箱涵出H幕 三、研究成 箱涵進(jìn)、出洞控制技

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 C出洞穩(wěn)定性計(jì)算f

抗抗FF2e0lh12(pnbQ2b0h0lb) F滑ehs1fuf0（２）按重力式擋土墻對(duì)μ 市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵進(jìn)、出洞控制技 k k上覆上覆 BD

HH箱涵出加固變形Q1Q2箱涵出加固變形M Ql1bql 2 2 bb1h 1(Q1DxM11Cx)dx...02Q2Q4Mqbl MM221s221s 3E 6E2Ml Ml03M 3(Q24Es 3Es 6Es 11A0 11D0 10 10 2sksk2bl幕梁幕梁墻三、研究成 箱涵進(jìn)、出洞控制技D進(jìn)洞穩(wěn)接近接收井時(shí)的接收 三、研究成 箱涵進(jìn)、出洞控制技

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 D 挖面q穩(wěn)D 網(wǎng)格

V

土壓土壓力/ 將 幕的上覆土重簡(jiǎn)化為荷載，采用極限分析方法計(jì)算主動(dòng)土壓力值根據(jù)上述計(jì)算分析：當(dāng)箱涵逐漸接近接收 墻時(shí),由于前方土厚度的變薄，導(dǎo)致主動(dòng)土壓力越來(lái)越市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵進(jìn)、出洞控制技進(jìn)洞接收 墻穩(wěn)幕

梁 土壓

墻

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），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) 要是迎面阻力）不超過收井設(shè)計(jì)土壓力，并應(yīng)適當(dāng)在網(wǎng)格內(nèi)挖三、研究成 箱涵進(jìn)、出洞控制技

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 應(yīng)用效 2e0lh12(pnbQ2b0h0lb)1h1bl

抗 F max951kPaqu/1.25

1.56若不考慮管幕卸載作用，則加固長(zhǎng)度12m，強(qiáng)度市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成箱涵進(jìn)、出洞控制技小提出了幕卸載作用下彈性地基梁理論與重力式擋土墻結(jié)合進(jìn)洞時(shí)，隨著箱涵網(wǎng)格工具頭接近墻，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；接收井墻的穩(wěn)市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成箱涵推進(jìn)后靠穩(wěn)加固土沿縱向沿縱向最大位移沿縱向最大

加固寬

加固長(zhǎng)加固寬度與箱涵縱軸線方向上位

加固長(zhǎng)度與箱涵縱軸線方向上位市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵推進(jìn)后靠穩(wěn)暗埋段工作井變推進(jìn)臺(tái)應(yīng)三維分析結(jié)三維市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵推進(jìn)后靠穩(wěn)方案分析后靠土暗埋后靠墻豎向彎矩5592(-2725(-3903(-推進(jìn)臺(tái)x管幕約束力暗埋段等效彈簧結(jié)束力-市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成箱涵推進(jìn)后靠穩(wěn)應(yīng)用市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成3小采用加固土體作為推進(jìn)后靠時(shí)增加加固寬度采用暗埋段作為后靠安全經(jīng)濟(jì)快速；市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成箱涵推進(jìn)姿態(tài)控A技術(shù)難B控制方 市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵推進(jìn)姿態(tài)控水平姿態(tài)控制計(jì)算機(jī)同步推進(jìn)系 水平偏差導(dǎo)向墩控市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵推進(jìn)姿態(tài)控計(jì)算機(jī)同步推進(jìn)

控制箱控制箱

控制箱控制箱

控制箱

控制箱控制箱就地控制器就地

就地控制器就地

就地控制器 就地控制器就地 就地

主控

主控

主控 主控主控制組態(tài)軟

三、研究成 箱涵推進(jìn)姿態(tài)控

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 豎向姿態(tài)控制hh

dd

擠土變形

工具工具擠土推進(jìn)高程姿態(tài)計(jì)算f1f2b0(Fa6Fb62F)

F l2l2T6(EhTyf14(BA)f B (1 lB)F41bf1f B 4 A)225(33lB)2

三、研究成 箱涵推進(jìn)姿態(tài)控

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 豎向姿態(tài)控制

網(wǎng)格內(nèi)挖土推進(jìn)，網(wǎng)格 端受到 用力，促低hdh hdh b 挖土推進(jìn)高程姿態(tài)計(jì)算簡(jiǎn) 市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成l17.5mb57.5l17.5mb57.5mb0 EI729692kNk5000kN/q0aayy0.2459105F20.23021050.1509(Fa6Fb6 ))xx 箱涵平面偏差箱涵平面偏差隨頂進(jìn)距離的曲線0----------第三第一第四第五第六第七0 注 右 左 頂進(jìn)距離三、研究成 箱涵推進(jìn)姿態(tài)控偏差C偏差水平偏差可控制在±40mm范圍 市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵推進(jìn)姿態(tài)控C高程高程高 高

高

高

高高低

低

第二第二第一第八

第七

第六

第五

第四

長(zhǎng)度高程偏差可控制在±40mm范圍市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成4箱涵推進(jìn)姿態(tài)控D小 三、研究成

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻摩擦系數(shù)不易迎面阻力理論解箱涵推進(jìn)技術(shù)通過試驗(yàn)試驗(yàn)測(cè)定摩擦系提出大斷面箱涵 土壓力近似計(jì)算迎面阻根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)給出經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公 三、研究成

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻研制特種復(fù)合泥漿：鈉基膨潤(rùn)土、聚合物、正電膠采用止水泥漿和復(fù)合特種泥

表觀粘度塑性粘粘粘00 止水泥 水

復(fù)合劑摻

‰槽鋼厚200三、研究成 箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻摩阻系數(shù)測(cè)測(cè)定不同泥漿配比的摩阻系三、研究成

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻迎面阻力理論

擠土推進(jìn)迎面阻力近似計(jì)p1p1kp(psh2) k

11 1 B

pp2p1kph1kp[ps(h1h2)] kRnRn(p1p2)h122d據(jù)同土況，別用同計(jì)算式對(duì)土進(jìn)言可按 壓近計(jì)算面力,同時(shí)考慮管幕的作用(本工程管幕超載約30%。三、研究成

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻推進(jìn)阻力規(guī)律

每鎬開始

數(shù)約為

力增每節(jié)

第六節(jié)第七節(jié)第八摩阻系數(shù)減?。?/p>

推進(jìn)距離三、研究成

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻推進(jìn)阻力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算未形成泥漿T首節(jié)啟TT0.26(pT0.26(pspx2pc)x形成泥漿Te(Te(pspx2pc)xTmaxT臺(tái)阻＋qpspx2pc)x每節(jié)結(jié)束推力迎面RnRnkhA

本工kk66500eq相當(dāng)于靜止土壓力的1.37倍，重力的1.12 三、研究成

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻

經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)

0

- 100110120推進(jìn)距離三、研究成

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 箱涵推進(jìn)阻力計(jì)算方法及減阻小面進(jìn)關(guān)土進(jìn)近按 計(jì)；推進(jìn)阻力經(jīng)驗(yàn)公式三、研究成

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制穩(wěn)定性計(jì)算理論和方三、研究成

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技術(shù)措

借鑒網(wǎng)格式盾構(gòu)經(jīng)驗(yàn)采用一定入土建立維持開挖面穩(wěn)定的計(jì)算方（３）根據(jù)網(wǎng)格內(nèi)摩阻力平衡條件建立網(wǎng)格三、研究成

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制B技術(shù)措非飽和土的力學(xué)性質(zhì)對(duì)穩(wěn)定飽和度飽和度 臨界高度

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制網(wǎng)格工具頭內(nèi)壁土壓力分σxτxστxG

hσx+dσh側(cè)視

σz軸測(cè)AABC迎面x土A網(wǎng)BCz網(wǎng)格內(nèi)土壓力的分析示三、研究成 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 dx2k(bh) b

h2khb2c(bh)hkku(b xJIJpIIlnpIlnI 120h JIl1三、研究成 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制技

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 網(wǎng)格臨界入土深度計(jì)算值與試驗(yàn)

網(wǎng)格內(nèi)壁頂板土壓力 網(wǎng)格內(nèi)壁頂板土壓力 50 距網(wǎng)的距離

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制網(wǎng)格前端土拱效N

N

eNNN

土拱卸載效應(yīng)rr0NS

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制三、研究成 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 土壓土壓-------------％土拱％土拱效應(yīng)值

-

水平間距1.7m水平間距2.0m水平間距2.3m-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.81.0距網(wǎng)格中線距離 土拱卸載效應(yīng)

r

網(wǎng)格間距三、研究成 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 土壓力/土壓力/

網(wǎng)格長(zhǎng)網(wǎng)格長(zhǎng)

---

-

-----0.6-

-

0.0

--- 5 1

網(wǎng)格長(zhǎng)度/三、研究成 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 土壓力土壓力0

土拱影響范

lc5,119kPa，封門拆

0土壓力-土壓力--

-

-

--

11土拱卸載效應(yīng)的存在顯著減小網(wǎng)格面的2網(wǎng)格間距越大，土拱卸載效應(yīng)越大；網(wǎng)格入土深土拱卸載效應(yīng)也越大,且在10％～50三、研究成 箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 使用網(wǎng)格設(shè)計(jì)

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成箱涵網(wǎng)格開挖面穩(wěn)定性控制小市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測(cè)及控制技術(shù)市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測(cè)及控制技術(shù)措通過模型試驗(yàn)研究推進(jìn)速率對(duì)地表變形的影通過有限元法研究注漿壓力對(duì)地表變形的影通過經(jīng)驗(yàn)估算確定建筑市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成 箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測(cè)及控制幕的卸載 地 箱涵 O′ E幕三、研究成 箱涵推進(jìn)地層變形預(yù)測(cè)及控制技

市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 OAOAQAΔQABBBOMAMBΔOABO

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)[市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 三、研究成