盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件.ppt

盾构始发与到达端头加固理论与实践专 题 讨 论盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件1.为什么要进行端头加固？2.端头加固的理论计算方法是什么？3.端头加固的基本要求是什么？4.常用的加固方法及其优缺点和适用范围讨论的主要内容讨论的主要内容盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件端头加固的目的与意义满足土体强度的要求满足土体稳定性的要求 加固土体的静态稳定，包括施工期稳定性和长期稳定性 加固土体的扰动影响，破洞门振动过大对土体的扰动等满足加固（土体）的渗透性要求（特别是水+沙+压力的情况）满足加固（土体）的变形特征的要求 （土压建立前和土压消失后）1 1、为什么要进行端头加固？、为什么要进行端头加固？盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件需要注意的问题l强度和稳定性 参数的选取，特别是土体的抗拉强度和水土压力； 稳定性验算只适合于粘性土（滑移失稳理论）； 长期稳定性问题没有解决； 加固土体的扰动问题没有解决；l渗透性问题 渗透系数10-7的根据？ 水+沙+压力对加固长度的要求l变形特征 保持在土压建立起来之前（盾构始发）和消失之后（盾构到 达）的一段时间里，上覆土体变形的可控1.1.为什么要进行端头加固？为什么要进行端头加固？盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件传统的端头加固计算方法新的研究结果 2.2.端头加固的理论计算方法端头加固的理论计算方法盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件加固土体强度要求：薄板弯曲理论计算加固体厚度传统端头加固的理论计算方法传统端头加固的理论计算方法薄板理论计算模型图加固土体加固土体盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件强度计算公式l国外: P :洞门中心处的水土合力； D ：封门直径； t ：加固土体的极限抗拉强度； 安全系数KO 取1.52.0，计算系数取1.2。

传统端头加固的理论计算方法传统端头加固的理论计算方法盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件l国内：（静力学理论）最大弯曲应力（中心处）： 最大剪力（支座处）： 传统端头加固的理论计算方法传统端头加固的理论计算方法盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件强度验算要求盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件整体稳定性验算图传统端头加固的理论计算方法传统端头加固的理论计算方法盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件稳定性计算公式l纵向加固范围（粘性土滑移失稳理论）抗滑安全要求：其中： M： 滑动力矩； M抗：抗滑力矩； C： 加固前土体的粘结力； C：加固后土体的粘结力； H： 上覆土体的厚度； P1： 地面荷载传统端头加固的理论计算方法传统端头加固的理论计算方法盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件l横向加固范围（土体扰动极限平衡理论）l l 式中l R:松动圈半径；l a:盾构隧道半径传统端头加固的理论计算方法传统端头加固的理论计算方法松动圈松动圈隧道隧道盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件l横向加固范围计算公式传统端头加固的理论计算方法传统端头加固的理论计算方法盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件加固范围的确定盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件端头加固计算方法的新结果端头加固计算方法的新结果盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件计计算算模模型型水土合力梯形荷载水土合力梯形荷载矩形均布荷载矩形均布荷载三角形反对称荷载三角形反对称荷载弹性薄板理论弹性薄板理论弹性薄板理论弹性薄板理论叠加后梯形荷载作用下加固土体内力叠加后梯形荷载作用下加固土体内力加固土体纵向加固厚度加固土体纵向加固厚度剪应力理论剪应力理论拉应力理论拉应力理论荷载等效荷载等效内力叠加内力叠加盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件加固计算示意图：端头土体纵向加固厚度：端头加固计算方法的新结果端头加固计算方法的新结果盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件最大拉应力理论l径向弯曲应力当 时， 取纵向加固厚度： 端头加固计算方法的新结果端头加固计算方法的新结果盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件最大拉应力理论l环向弯曲应力当 时， 取纵向加固厚度： 端头加固计算方法的新结果端头加固计算方法的新结果盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件最大剪应力理论当 时纵向加固厚度：端头加固计算方法的新结果端头加固计算方法的新结果盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件端头土体纵向加固长度要求盾构始发 无水 有水（特别是水+沙+压力）盾构到达 无水 有水（特别是水+沙+压力）3.3.端头加固基本的设计要求端头加固基本的设计要求 盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件满足条件：满足条件：强度强度+ +稳定性稳定性+ +变形特征（土压建立前）变形特征（土压建立前） 盾构始发端头加固长度（无地下水）盾构始发端头加固长度（无地下水） 无水始发 盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件满足条件：满足条件：强度强度+ +稳定性稳定性+ +变形特征（土压建立前）变形特征（土压建立前）+ +渗透性（水渗透性（水+ +沙沙+ +压力）压力） 盾构始发端头加固长度（有地下水）盾构始发端头加固长度（有地下水） 有水始发 盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件满足条件：满足条件：地层条件较差：必须加固端头土体，加固土体满足强度+稳定性+变形特征要求（土压消失后）。

地层条件较好：可以不加固或者局部加固端头土体，但必须采取相应措施，如合理控制盾构到达时掘进参数，增加封门处喷射混凝土厚度，待盾构刀盘顶至围护桩时再破除洞门等盾构到达端头加固长度（无地下水）盾构到达端头加固长度（无地下水） 无水到达 盾构隧道始发与到达端头加固理论与实践课件。