摘要：为探究冻结法地铁联络通道施工对邻近盾构隧道管片的影响,依托南昌地铁1号线东延段瑶湖东站—麻丘站区间2#联络通道工程开展现场测试,对邻近管片水土压力、结构内力、竖向位移、净空收敛以及地表沉降进行长期监测。结果表明:(1)联络通道开挖前,受冻胀力影响,邻近盾构隧道管片环外水土压力有所增大,其最大值分别为170 kPa、150 kPa,相较于冻结前分别增大11.1%、15.4%;土体稳定后水土压力最大值分别为173 kPa、148 kPa,相较于冻结前分别增大12.4%、13.8%。(2)受地层冻结影响,邻近管片最大弯矩、轴力分别为-103.1 kN·m、2314 kN,相较于冻结前分别增大28.09%和19.8%。(3)受冻胀力影响,邻近冻结侧管片安全系数降低,拱底附近安全系数降幅最大,为22.9%;土体解冻稳定后各管片安全系数增大但小于冻结前。(4)整个施工期间,地表最大隆起为2.18 mm,最大沉降为1 mm,管片最大上移量为2.3 mm,最大下沉量为0.9 mm,管片收敛变形最大值不超过3.4 mm,表明地铁联络通道冻结法施工具有较高的可靠性。

摘要：地表堆载或侧方开挖卸载易诱发盾构隧道病害,影响施工及运营安全.现有研究难以综合定量评价超、卸载作用下盾构隧道的承载性能,其数值模型大多仅考虑环向或纵向接头的单一影响,将接头等效为切向及法向弹簧,难以考虑接头的非线性,或是直接将螺栓嵌入混凝土中,忽略螺栓预紧力的承载贡献,接头精细化程度不足.为此,建立考虑环、纵向接头的盾构隧道精细化数值模型,对顶部超载和侧方卸载工况作用下结构的受力特性和承载性能展开分析,获取不同工况下结构的承载极限及相应的变形阈值,并利用足尺试验验证了数值模型的可行性.研究结果表明:本文数值计算结果与足尺试验吻合良好,二者椭圆度变形差异小于10%;计算精度较仅考虑环向接头影响时提高约6%,较未考虑接头影响时(均质圆环)提高约30%,可实现盾构管片结构变形过程及损伤演化的动态模拟;盾构隧道有一定的富余承载力,当隧道上方超载达138 kPa或侧方压力卸载达26.3%时,结构相应的椭圆度分别为27.4‰和22.1‰,结构达到正常服役的极限状态,当隧道超出正常服役极限状态后,接头塑性铰逐步成型,结构软化并逐渐失效,接缝张开及管片错台也急剧上升;隧道侧方压力卸载达26.3%后,其接缝张开及管片错台曲线不再光滑,侧压卸载超36.8%后,曲线的起伏波动更为明显,隧道侧方卸载过程中结构受力响应更为复杂、敏感.

摘要：为探究空洞对盾构隧道的影响机理,通过建立考虑环、纵向接头的盾构隧道精细化数值模型,研究不同空洞深度、面积、位置等多种情况下管片内力、变形及截面安全系数的变化规律,并探讨管片不同拼装点位对含壁后空洞隧道的影响。研究结果表明:隧道壁后不同位置空洞对结构安全不利影响的排序为:隧腰>隧底>隧顶;空洞面积为5.0 m^(2)时,随空洞深度增加,隧顶或隧底空洞中心处隧道截面弯矩及安全系数呈先减小后反向增大的趋势,且管片椭变先减小至0后反向增大,弯矩分别在空洞深0.3、0.2 m时反弯,左隧腰空洞中心处截面安全系数不断降低,管片椭变及弯矩大幅提升;空洞深度为0.5 m时,隧顶或隧底空洞中心处隧道截面弯矩均在空洞面积3.75 m^(2)时反弯;空洞范围内存在纵缝会降低空洞中心处隧道截面内力并提升其安全系数,但其最大张开为空洞内无接缝时的2.0~3.5倍。研究成果可为盾构隧道壁后空洞安全评价、拼装点位选取提供参考。