›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (11): 3079-3085.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

水下盾构隧道纵向上浮理论解及工程应用

王道远1, 2, 3,袁金秀2,朱正国3,朱永全3   

  1. 1.西南交通大学 土木工程学院,成都 610031;2.河北交通职业技术学院 土木工程系,石家庄 050091; 3.石家庄铁道大学 土木工程学院,石家庄 050043
  • 收稿日期:2013-07-17 出版日期:2014-11-11 发布日期:2014-12-10
  • 作者简介:王道远,男,1982年生,博士研究生,讲师,主要从事隧道及地下工程教学和科研工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51478277);河北省自然科学基金(No. E2012210011);河北省高等学校科学技术研究青年基金(No. QN2014161,No. QN2014194)。

Theoretical solution of longitudinal upward movement of underwater shield tunnel and its application

WANG Dao-yuan1, 2, 3, YUAN Jin-xiu2, ZHU Zheng-guo3, ZHU Yong-quan3   

  1. 1. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China; 2. Department of Civil Engineering, Hebei Jiaotong Vocational and Technical College, Shijiazhuang 050091, China; 3. School of Civil Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China
  • Received:2013-07-17 Online:2014-11-11 Published:2014-12-10

摘要: 考虑静动态上浮力、浆液时变性和上覆土体反向压缩性因素,基于弹性地基梁的弯曲微分方程、有限元理论和变形、转角、剪力以及弯矩协调方程和边界条件,获得了水下盾构隧道纵向上浮的理论解,并运用于“河北第一盾”曹妃甸工业区综合管廊工程。工程算例表明,理论解与数值解最大误差在2.5%以内,与正常掘进段监测值吻合度较高,可用于分析水下盾构隧道纵向上浮。另外,所得理论解摒弃了数值计算模型建立和细化单元的繁琐过程,易被设计、施工人员接受和应用,同时也为完善相关设计规范提供一定参考。

关键词: 盾构, 纵向上浮, 理论解, 弹性地基梁

Abstract: Considering the factors of static buoyancy and dynamic buoyancy, time variation of grout and compression of the overburden soil, based on curved differential equation of elastic foundation beam, finite element theory, boundary conditions and the coordination equations for deformation, angle rotation, shear and bending moment, a theoretical solution for longitudinal upward movement of underwater shield tunnel is obtained. It was applied to comprehensive pipe Project of Caofeidian Industrial Zone Gallery known as ‘the 1st shield of Hebei. The computation example of engineering shows that the maximum error of theoretical solution and numerical solution is within 2.5%. Furthermore, the result obtained by the proposed theoretical solution is well consistent with the monitoring result of normal excavation section and can be used to analyze the longitudinal upward movement of shield tunnel. Moreover, the theoretical solution has got rid of the tedious process when numerical model established and unit refined, so it will be accepted more easily by constructers or designers, so as to provide some reference to perfect the related design specifications.

Key words: shield tunnel, longitudinal upward movement, theoretical solution, elastic foundation beam

中图分类号: 

  • U 452
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