礦山法—盾構(gòu)地鐵隧道的管片設(shè)計(jì)與受力研究

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1、ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＯｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ碩士學(xué)位論文礦山法—盾構(gòu)地鐵隧道的管片設(shè)計(jì)與受力研究類型／領(lǐng)域：建筑與土木工程研究生：徐玉林指導(dǎo)教師：周麟副教授校外導(dǎo)師：王波高級工程師培養(yǎng)單位：資源與土木工程學(xué)院二〇——ｂ年ｉ月分類號：TU744學(xué)校代號：10490學(xué)號：201503071密級：公開武漢工程大學(xué)碩士學(xué)位論文礦山法—盾構(gòu)地鐵隧道的管片設(shè)計(jì)與受力研究作者姓名：徐玉林指導(dǎo)教師姓名、職稱：周麟副教授校外導(dǎo)師姓名、職稱：王波高工申請學(xué)位類別

2、：工程學(xué)科專業(yè)名稱：建筑與土木工程研究方向：深基坑與地下工程論文提交日期：2017年11月30日論文答辯日期：2017年11月25日學(xué)位授予單位：武漢工程大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會主席：柴華友StudyonSegmentDesignandStressofMetroTunnelUnderMiningMethodandShieldAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor：ArchitectureandcivilengineeringCandidate

3、：YulinXuSupervisor：Prof.ZhouLinWuhanInstituteofTechnologyWuhan,Hubei430073,P.R.China摘要摘要現(xiàn)如今國內(nèi)城市地鐵的發(fā)展使得隧道建設(shè)水平得到飛速提高，將盾構(gòu)法與礦山法結(jié)合的組合隧道施工工法，能夠有效發(fā)揮兩種工法的長處，避免二者的不足，并以工期短、風(fēng)險(xiǎn)低、經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)點(diǎn)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。其中襯砌管片作為隧道的永久性支撐結(jié)構(gòu)，為了保證隧道穩(wěn)定性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性，其內(nèi)力分布以及受力特征需要重點(diǎn)關(guān)注。本文以武漢地鐵

4、3號線過漢江段組合工法施工隧道為依托背景，對組合工法中的盾構(gòu)管片的設(shè)計(jì)以及受力分析做了如下研究：（1）系統(tǒng)的分析了管片類型以及管片的組合形式，比較了其各自的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，針對分析的結(jié)果給出了不同的適用范圍；并根據(jù)規(guī)范和本工程的實(shí)際情況確定了管片的外徑、厚度、寬度等構(gòu)造參數(shù)，以及縱向構(gòu)造形式。為類似工程管片參數(shù)設(shè)計(jì)提供了參考和依據(jù)。（2）通過比較不同管片內(nèi)力計(jì)算方法的適用條件，依據(jù)實(shí)際情況選用修正慣用法對本工程單一盾構(gòu)法管片內(nèi)力進(jìn)行分析計(jì)算，最后對管片內(nèi)力值以及分布規(guī)律進(jìn)行總結(jié)。（3）根據(jù)有限元的思

5、想，建立了礦山法初支和盾構(gòu)管片隧道復(fù)合襯砌二維模型，分析漿液凝固階段管片受力情況，通過對比單一盾構(gòu)法的受力情況，組合工法下管片彎矩約為盾構(gòu)法直接開挖拼裝管片的1/10，軸力約為其2/3，發(fā)現(xiàn)組合工法直接采用盾構(gòu)法管片會使管片性能得不到充分利用造成材料的浪費(fèi)。（4）為了優(yōu)化管片設(shè)計(jì)，合理的利用管片性能，本文對地層參數(shù)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了研究分析，定量的分析了各個參數(shù)與管片內(nèi)力分布及變化規(guī)律的關(guān)系，通過多項(xiàng)式擬合得出了相關(guān)的函數(shù)關(guān)系，為今后的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論參考與依據(jù)。關(guān)鍵詞：組合工法；管片設(shè)計(jì)；有限

6、元；受力分析；內(nèi)力變化規(guī)律IAbstractAbstractAshieldtopassthroughthetunnelsectionexcavatedbydrillandblast(D&B)isacombinedconstructionmethodappearslate,ithastheadvantagesofshortconstructionperiod,lowriskandhigheconomicbenefit.Theliningsegmentisthepermanentsupportstr

7、uctureofthetunnel,inordertoensurethelong-termstabilityofthetunnel,itsinternalforcedistributionandstresscharacteristicsshouldbepaidmoreattentionto.HerewetakestheconstructiontunneloftheHanRiversectionofWuhanMetroLine3asthebackground,designtheshieldsegm

8、entinthecombinedconstructionmethod,andcalculatetheinternalforceofthesegment.Themainresearchworkisasfollows:(1)Thetypeofsegmentanditscombinationformaresystematicallyanalyzed.Accordingtotheactualsituationoftheproject,theiradvantagesanddisadvantagesarec