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地铁盾构区间机械法联络通道施工全过程正线隧道力学响应分析 被引量:2
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作者 杜明芳 赵洁 +4 位作者 易领兵 张鹏 王宗勇 任方毅 朱行通 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第3期6-13,共8页
[目的]机械法联络通道施工对地铁正线隧道管片结构内力的影响较大,需要探明正线隧道结构在施工过程中的受力变化规律、受力薄弱点等情况,以保证正线隧道结构安全。[方法]以郑州某地铁盾构区间联络通道机械法顶管施工工程为背景,采用ABA... [目的]机械法联络通道施工对地铁正线隧道管片结构内力的影响较大,需要探明正线隧道结构在施工过程中的受力变化规律、受力薄弱点等情况,以保证正线隧道结构安全。[方法]以郑州某地铁盾构区间联络通道机械法顶管施工工程为背景,采用ABAQUS有限元软件建立了数值计算模型,对联络通道顶管施工全过程进行了仿真分析,研究施工过程中正线隧道结构变形及内力变化规律。通过比较仿真值与实测值的变化趋势及发生位置,验证了该数值模型的可靠性。[结果及结论]实测值与仿真值的变化趋势、发生位置基本一致,有限元模型具有准确性。施工过程中,切削环最大变形值呈逐渐增大趋势,始发端切削环弯矩最大值呈先增加后减小趋势,接收端切削环弯矩最大值呈先缓慢减小后增加趋势,切削环轴力最大值呈缓慢增加趋势。施工完成时的最大变形值和内力值均在设计允许范围内。 展开更多
关键词 地铁 盾构区间 机械法联络通道施工 力学响应
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偏心开洞条件下市域铁路机械法联络通道施工力学响应分析
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作者 李逸涛 孙双篪 +2 位作者 余鲸 周萌 汪文忠 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第7期116-123,共8页
[目的]机械法联络通道施工技术在以地铁为代表的6 m级别直径盾构隧道中已得到广泛应用,但在市域铁路这类采用9 m级别直径的大盾构隧道中尚无工程实践案例,也鲜有相关研究。[方法]针对某市域铁路9 m级别直径盾构隧道,建立了“主隧道+联... [目的]机械法联络通道施工技术在以地铁为代表的6 m级别直径盾构隧道中已得到广泛应用,但在市域铁路这类采用9 m级别直径的大盾构隧道中尚无工程实践案例,也鲜有相关研究。[方法]针对某市域铁路9 m级别直径盾构隧道,建立了“主隧道+联络通道”的三维荷载结构模型,考虑不同的埋深、土层参数、盾构机推力等条件,从不同工况下主隧道特殊管片的变形、轴力、弯矩3个方面分析了机械法联络通道施工对主隧道结构的影响。[结果及结论]联络通道施工引起的附加变形受到埋深和盾构机推力共同影响,当埋深较大时,联络通道施工会增大主隧道收敛变形,埋深较小时则相反,盾构反力的增大会进一步减小主隧道收敛变形。主隧道内力变化主要集中在3环特殊管片中的钢管片部分,其半开洞环在拱腰处的轴力、弯矩均会显著增大,最大出现在运营工况,需要在设计时对其重点关注,而混凝土管片的内力变化则较小。 展开更多
关键词 市域铁路 盾构隧道施工 机械法联络通道 偏心开洞 数值模拟
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偏心开洞条件下机械法联络通道抗震性能研究
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作者 张晓宾 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第10期38-42,共5页
[目的]目前,在市域铁路9 m级大直径盾构隧道施工中,尚无采用偏心开洞方式进行机械法联络通道开挖案例,因此有必要对其在地震作用下的抗震性能进行研究。[方法]依托某市域铁路联络通道工程,采用Plaxis 3D有限元软件建立数值模型,对垂直... [目的]目前,在市域铁路9 m级大直径盾构隧道施工中,尚无采用偏心开洞方式进行机械法联络通道开挖案例,因此有必要对其在地震作用下的抗震性能进行研究。[方法]依托某市域铁路联络通道工程,采用Plaxis 3D有限元软件建立数值模型,对垂直联络通道方向水平入射地震波作用下的主隧道-联络通道结构的抗震性能进行仿真分析。[结果及结论]对于大直径主隧道与联络通道的组合结构,其连接处断面的轴力、弯矩变化十分显著,在峰值加速度为0.1 g的地震波作用下,其最大轴力相较于初始工况增大53%,弯矩增大410%,且均位于隧道拱腰处;在联络通道中部断面处内力变化较小,断面内力最大增幅小于30%;受主隧道约束作用影响,主隧道与联络通道连接处的绝对位移和收敛变形均显著小于联络通道中部断面处,在峰值加速度为0.2 g的地震波作用下,接头处断面附加收敛变形为-0.25 mm,联络通道中部断面附加收敛变形为0.59 mm;在水平入射地震波作用下,联络通道中部会发生斜向椭圆化变形,最大位移点位于上半圆弧45°及135°位置,其斜向附加收敛变形为1.56 mm。 展开更多
关键词 机械法联络通道 抗震性能 偏心开洞 数值模拟
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复杂富水地层超大直径盾构隧道机械法联络通道施工关键技术与应用实践
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作者 黄书华 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第S1期280-289,共10页
为攻克复杂富水地层超大直径盾构区间联络通道建设难题,以海珠湾隧道区间5号联络通道工程为依托开展研究,创新性提出一套超大直径盾构隧道机械法联络通道的综合施工工艺,包括研发同步施工内支撑辅助系统,通过独特设计的上下传力支撑构... 为攻克复杂富水地层超大直径盾构区间联络通道建设难题,以海珠湾隧道区间5号联络通道工程为依托开展研究,创新性提出一套超大直径盾构隧道机械法联络通道的综合施工工艺,包括研发同步施工内支撑辅助系统,通过独特设计的上下传力支撑构件连接主线隧道管片,为通道掘进提供稳定反力并预留运输空间确保同步施工;利用地层注浆微加固技术依据地层特性精心设计注浆点位及浆液,增强土体强度;采用由玻璃纤维与钢筋混凝土组合形成的特殊衬砌管片结构并在关键部位设置内覆钢板缓解应力集中;优化密封套筒始发接收工艺保障施工安全。经工程实践与监测分析可知:该工艺可实现主线隧道与联络通道高效同步施工,大幅提升效率;施工中5号联络通道周边环境及主线管片沉降变形均未超限,顶管机掘进时始发端洞门区域管片受扰明显,最大沉降为-5.6 mm,接收端破洞时管片最大沉降为-8.6 mm,整体变形控制良好。 展开更多
关键词 超大直径盾构隧道 机械法联络通道 施工工艺 施工监测
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盾构隧道机械法联络通道破洞施工中管片衬砌洞门结构力学响应的数值模拟研究 被引量:11
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作者 王儒 翟五洲 +1 位作者 倪海波 黄宏伟 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第S01期178-188,共11页
为深入探究盾构隧道机械法联络通道破洞响应力学机制,依托足尺试验对“玻璃纤维筋混凝土管片+钢混复合管片”的联络通道洞口结构开展三维有限元数值模拟分析,考虑初始、预撑、切削、成洞及拆撑5个关键施工步骤下管片的受力特征,并通过... 为深入探究盾构隧道机械法联络通道破洞响应力学机制,依托足尺试验对“玻璃纤维筋混凝土管片+钢混复合管片”的联络通道洞口结构开展三维有限元数值模拟分析,考虑初始、预撑、切削、成洞及拆撑5个关键施工步骤下管片的受力特征,并通过试验数据比对验证模拟结果的准确性。计算结果表明:在联络通道洞口破洞过程中主隧道开洞区域出现明显应力集中,破洞后切削环出现“悬臂”变形,最大弯矩、轴力出现在洞口两侧邻近管片,混凝土损伤主要分布在拱顶内弧面以及开洞侧拱腰的外弧面。在此基础上,依托杭海城际铁路工程实践提出“环梁加固”洞门结构模型,并对比2种结构在破洞施工过程中主隧道管片的力学响应,发现2种不同结构在轴力和弯矩方面的差异较小,但后者衬砌位移更小。认为外浇环梁能够显著提升主隧道纵向结构刚度,通过环梁传力能有效控制管片切削过程中相邻环之间的差异变形。 展开更多
关键词 盾构隧道 机械法联络通道 管片衬砌 洞门结构 数值模拟
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机械法联络通道用掘进机始发接收密封装置研究 被引量:17
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作者 王昆 叶蕾 +3 位作者 程永龙 高文梁 张树祺 郑亮奎 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2020年第1期134-142,共9页
为解决机械法联络通道掘进机在破除联络通道与主隧道相交处始发接收洞门时因压力泄露而产生的地层失稳、涌水涌砂等问题,对常规联络通道施工方法进行分析研究,并基于土压平衡掘进机的掘进原理,研究设计了一种机械法联络通道用掘进机始... 为解决机械法联络通道掘进机在破除联络通道与主隧道相交处始发接收洞门时因压力泄露而产生的地层失稳、涌水涌砂等问题,对常规联络通道施工方法进行分析研究,并基于土压平衡掘进机的掘进原理,研究设计了一种机械法联络通道用掘进机始发接收密封装置。建立了密封装置扭转剪切与轴向拉伸复合力学模型及关键参数强度校核模型,并利用ANSYS仿真平台对其进行力学性能分析,同时将该装置应用于宁波某联络通道项目。研究结果表明:1)理论仿真分析为合理选取钢套筒外径和壁厚提供了参考依据;2)设计的密封装置结构等效应力大多在100MPa以下,满足强度、刚度等施工荷载要求;3)在始发接收密封装置内建立一定压力以稳定掌子面的方法对于实际施工有积极效果;4)机械法联络通道施工时使用始发接收密封装置能有效缩短工期,提高安全可靠性,同时也可为类似工程设计及施工提供一定参考。 展开更多
关键词 机械法联络通道 地层失稳 土压平衡 始发接收密封装置 力学性能分析 工程设计
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机械法施工联络通道管片严重错台冻结法修复技术
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作者 晏超 杨平 张婷 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期392-401,共10页
针对某地铁盾构隧道机械法施工联络通道施工期间出现的涌砂涌水、管片严重错台,以及在原有小断面联络通道内修复作业困难等难题,提出并实施人工冻结修复施工关键技术。首先,将错台联络通道圆形结构优化为直墙拱顶结构;其次,在已完工联... 针对某地铁盾构隧道机械法施工联络通道施工期间出现的涌砂涌水、管片严重错台,以及在原有小断面联络通道内修复作业困难等难题,提出并实施人工冻结修复施工关键技术。首先,将错台联络通道圆形结构优化为直墙拱顶结构;其次,在已完工联络通道内回填土后设置封堵墙,采用放射状布孔单侧分次冻结的冻结方案;再次,改进钻孔技术,利用高精度测斜仪,结合跟踪补偿钻孔方位角钻孔纠偏技术进行高精度成孔,并采用加密植筋和高强度混凝土浇筑进行盾构管片与人工构筑物修复搭接;最后,对冻结施工全过程的温度及变形位移进行研究分析。结果表明:1)放射状冻结帷幕外侧冻结壁发展速度约为常规联络通道的0.5倍;内侧发展速度与常规通道相近,且内侧发展速度约为外侧的2倍。2)地表沉降主要集中在冻结区周围,钻孔期间由于提前注浆控制涌砂冒水,导致地表隆起3.7 mm;撤出受困联络通道盾构后,引起地表沉降8 mm。3)在开挖施工和融沉注浆期间,由于联络通道顶部土体加固体的存在、冻结壁的持续发展以及开挖构筑物的影响,使得联络通道顶部变形显著,隆起达15 mm。 展开更多
关键词 机械施工联络通道 管片严重错台控制 修复工程 人工冻结
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复合地层超长联络通道机械法建造方案研究 被引量:1
8
作者 魏旭鹏 付增 +2 位作者 程鹏 李鹏 张东彦 《都市快轨交通》 北大核心 2024年第6期91-98,共8页
常规工法在长距离联络通道建造过程中存在风险大、工期长等诸多负面问题,为解决此问题,拟在华南复合地层首次采用机械法联络通道建造方案,为此从整体方案、工法选择、设备设计及管片设计等方面进行研究,结果表明:机械法联络通道工法在... 常规工法在长距离联络通道建造过程中存在风险大、工期长等诸多负面问题,为解决此问题,拟在华南复合地层首次采用机械法联络通道建造方案,为此从整体方案、工法选择、设备设计及管片设计等方面进行研究,结果表明:机械法联络通道工法在复合地层具有适用性,可解决长距离、大夹角、大倾角的工程难题;通过修改管片设计方案,将机械法联络通道中管片拼装方式由径向插入修改为先纵向插入后径向插入是可行的。 展开更多
关键词 城市轨道交通 机械法联络通道 复合地层 设备设计 管片设计 拼装方式
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顶管法T接隧道结构受力足尺试验研究 被引量:32
9
作者 朱瑶宏 高一民 +1 位作者 董子博 柳献 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2019年第9期1392-1401,共10页
为了探究机械法联络通道切削过程中由于结构体系变化导致主隧道衬砌内力重分布的变化规律,并总结其传力机制,通过基于无锡地铁顶管法施作联络通道案例的足尺试验,研究联络通道采用机械法施工时,主隧道衬砌结构在施工全过程中的受力性能... 为了探究机械法联络通道切削过程中由于结构体系变化导致主隧道衬砌内力重分布的变化规律,并总结其传力机制,通过基于无锡地铁顶管法施作联络通道案例的足尺试验,研究联络通道采用机械法施工时,主隧道衬砌结构在施工全过程中的受力性能。通过本文的分析,得出:这一过程中各环的变形量较小,是较为安全的工法;机械法联络通道中的内力重分布工况效应明显;在内支撑等辅助设施的协同作用下,环内的内力重分布主要集中在被直接切削的衬砌环,环间的内力传递主要集中在切削位置的临近环,且主要发生在内支撑卸力工况。 展开更多
关键词 盾构隧道 机械法联络通道 足尺试验 内力重分布 传力机制
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盾构隧道环间剪切效应模拟分析——以隧道开孔为例
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作者 高一民 柳献 +2 位作者 RAMOS Gonzalo TURMO Jose 朱瑶宏 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第5期2242-2256,共15页
盾构隧道处于不对称荷载下或结构体系发生变化时(如隧道联络通道开孔等),环缝剪切对盾构隧道的结构响应影响增大,环间剪切效应将进一步影响结构的极限承载力。然而现有的模型对环缝接头进行了不同程度的简化,这给在此过程中对隧道内环... 盾构隧道处于不对称荷载下或结构体系发生变化时(如隧道联络通道开孔等),环缝剪切对盾构隧道的结构响应影响增大,环间剪切效应将进一步影响结构的极限承载力。然而现有的模型对环缝接头进行了不同程度的简化,这给在此过程中对隧道内环间剪切分布进行全面细致分析带来了困难。为此,以接触原理为基础,建立一种“壳-接触”精细化模型,并与机械法联络通道主隧道开孔足尺试验结果对比,探明该过程的盾构隧道的环间剪切效应机理。研究结果表明:壳-接触模型采用“软接触”的方式,在保证可以模拟接头转动的前提下,也可以实现接头位置压力与剪切的耦合模拟,与实际环缝力学性质相符;在机械法联络通道开孔案例中,考虑摩擦损失的精细化模型结果对足尺实验结果模拟较好;开孔管片的环间剪切力以径向剪切力为主;结构体系发生变化时,环缝的剪切力不再满足自平衡现象;且环缝剪切力的突变位置均为纵缝的位置;环间的最大径向剪切力发生位置揭示了盾构隧道开孔后的“环间传力”方向:从开孔位置逐渐向顶部靠近并最终消失;在实际工程中,应关注环间最大剪切力移动方向,经济高效地对环间剪切进行加固,确保有效环间传力。研究成果补充了机械法联络通道盾构隧道中开孔后的环间剪切效应,可为易发生环间错台的盾构隧道工程给出指导建议。 展开更多
关键词 盾构隧道 环间剪切效应 壳-接触模型 环间摩擦模拟 机械法联络通道 摩擦损失 环间传力
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