小半径盾构隧道施工精细化数值仿真分析文献综述

 2022-10-11 14:21:23

文献综述(或调研报告):

伴随城市的发展,在建的地铁与地下建筑逐渐增多,隧道线路之间不可避免地出现交叉或者近接的情况,小半径盾构隧道的合理施工可有效缓解地下空间的利用压力。

目前的小半径盾构隧道在盾构施工时,采用铰接式盾构机,它能够在转弯段发挥独特的作用。普通的土压平衡盾构机在转弯段施工时,盾构机壳会与拼装好的管片形成夹角,因此盾构机壳与管片的间隙曲线隧道半径不能过小,一般是在300m左右;推进千斤顶分配压力转弯时,也容易造成管片破裂。铰接式盾构机能够折向通过隧道,盾构机后体能与管片保持同一姿态,避免机壳与管片之间的夹角;且利用铰接千斤顶施工,管片易安装、不易碎裂[1]

图1 铰接式盾构机转弯示意图

小半径盾构隧道使用铰接式盾构机时,盾构会对一侧的土体有挤压,造成盾构机负荷的增加以及土体的扰动,因此应使用仿形刀,它能在盾构机外围局部范围内完成超挖,满足转向时的需求。

图2 仿形刀操作面板示意图

关于盾构法施工最小曲线半径的取值,徐俊(2008)[2]结合地铁施工资料,利用现场调研、理论分析、数值模拟等研究手段做了全面而系统的研究,分析了盾构机特性、管片、沿线地层等因素对盾构法施工最小曲线半径的影响。文中表明,在综合考虑各主要因素的情况下,利用现有盾构,施工曲线半径为150m是可行的,具体施工方案需要依据线路经过的地层条件和覆土厚度确定,同时还要有相应的地层和管片加固措施及其它辅助措施作为保证;小曲线半径施工与直线段有着本质区别,无论半径多少都存在曲线施工而引起的超挖,而一旦有曲线段超挖发生,其半径并不是地表变形的主要因素。

戴仕敏,李章林,何国军(2006)[3]指出转弯段所使用的管片,目前一般使用通用楔形管片。相比于传统管片形式,它具有以下优点:①钢模数量单一,大大简便了管片生产施工,降低了施工成本;②单一的管片形式可适合多种不同曲线半径复合轴线推进;③施工动态调整方便,具有即时性,在盾构推进结束后根据测量的结构对管片进行拼装选型,对盾构推进起着良好的导向;④不同的楔形量调整有利于施工中盾构姿态与管片姿态的微调,从而提高隧道轴线控制质量;⑤管片成环质量高,踏步小,环面平整,止水效果明显。

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