2003岩土工程总报告-我国隧道工程理论与实践
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1 综述

1.1 国内外发展情况

1.1.1 基坑工程设计及施工技术的进展

(1)设计理论与方法:时空效应方法

(2)施工技术:新型围护桩(SMW,咬合桩,复合土钉等)

1.1.2 隧道工程技术的进展

(1)设计方面:结构形式,计算方法(全过程,反馈分析,错缝),耐久性考虑,纵向影响,长大隧道通风防灾(预应力混凝土管片、无筋混凝土管片)

(2)施工技术:流沙底层,大直径长距离掘进,盾构刀具适应性,近距离小半径穿越施工控制,大跨度管幕法

我国的现代化建设的深入发展使城市的地铁交通面临着一个建设高潮,盾构法施工技术由于独特的优点使得它广泛地应用于城市地铁隧道建设中。作为盾构法施工技术的重要组成部分,衬砌管片的错缝与通缝拼装技术一直是工程界关注的重点;但由于历史原因、经济技术条件等的限制,长期以来国内一直沿用通缝拼装技术而忽略了更具有一般性和普遍意义的错缝拼装技术;错缝拼装管片隧道在变形、防水控制方面的优越性,以及为盾构自动化施工技术的发展(如曲线拟和与纠偏控制、自动拼装、通用管片技术等)提供的广阔前景使其在在国外隧道工程尤其是在对控制变形、防水要求较高的隧道中得到广为应用;而在国内除了广州地铁以及上海个别工程外,尚无其它应用工程例子。即便如此这些工程所出现的问题业已在国内隧道工程界引起了较大的争论。这其中的缘由,除由于施工技术水平的限制之外,还因为国内对错缝拼装方式认识不全面所至。鉴于此,本文将从几个方面对盾构法隧道错缝拼装方式进行介绍,并指出当前对错缝拼装衬砌受力机理及使用性能进行研究的必要性,以及所要解决的问题。

第一阶段为六、七十年代,该阶段为起步阶段,主要是在借鉴国外的设计理论,如前苏联朱拉波夫和布加也娃法,布耳的链杆杆法,日本的山本稔法。在此基础上,上海隧道通过地铁试验段的实测与理论摸索,开始大胆推荐和采用适合上海饱和软土地区的薄型管片,并通过减少管片纵横向螺栓,增加接头数量来达到减少管片刚度与内力的柔性管片衬砌设计理论。采用该理论和设计方法,隧道管片厚度的柔性指标(衬砌厚度与隧道直径之比)从传统的8%减至4~5%。地铁试验段101号井至151号井原设计为单层衬砌的6块450mm厚管片及双层衬砌的4块350mm厚管片,在151号井向北推进的西线隧道上尝试改为8块300mm厚薄型衬砌,环纵向螺栓也由原来的M36改为M27,并 进行了足尺试验。尽管如此,由于历史条件的限制及战备需要,当时在打浦路直径达10m的巨型管片隧道设计中仍采用了600mm厚(壳板厚300mm)管片及双排螺栓(外排弯螺栓,内排直螺栓)刚性连接方式,在一定程度上影响了管片的拼装效率。进入80年代即第二阶段后,经过反复实践,柔性衬砌开始广泛用于上海地铁一号线及越江隧道的设计中,延安东路南线、北线隧道,直径达11m,相邻管片的每条纵缝仅采用了单排三根M36螺栓的柔性连接方式,地铁一号线隧道环向也采用了单排2根短直螺栓。实践证明柔性衬砌的设计理论大大改进了隧道的环、纵向受力性能,提高了管片拼装效率。