破碎围岩错缝拼装盾构隧道结构承载性能与变形控制指标

来源：中国血液净化杂志2017年第8期北京时间：

作者：刘学增, 蔡光远, 杨帆, 桑运龙, 吴建勋

单位：1. 同济大学 土木工程学院, 上海 200092;2. 同济大学 土木信息技术教育部工程研究中心, 上海 200092;3. 厦门轨道交通集团有限公司, 福建 厦门 361008;4. 上海同岩土木工程科技股份有限公司, 上海 200092

摘要：为确定破碎围岩错缝拼装盾构隧道结构变形控制指标，考虑顶部堆载、侧向卸载2种常见荷载工况，开展了错缝拼装盾构隧道承载性能演化规律研究。首先，基于接头刚度等效原则提出了不设传力衬垫的管片接头简化模拟方法，通过与相关文献实测数据对比螺栓轴力计算结果，验证了该方法具有一定合理性和适用性；其次，基于接头简化模拟和荷载结构法进行了隧道结构承载性能数值模拟，分析了管片承载状态随断面变形的发展规律；最后，根据管片承载状态临界点，提出盾构隧道结构安全等级划分方法和断面变形控制指标。研究结果表明：2种工况下管片承载构件屈服顺序存在差异，顶部堆载工况下屈服顺序为拱顶、拱底内侧钢筋，拱腰内侧混凝土，而侧向卸载工况下为拱顶、拱底纵缝螺栓，拱腰外侧钢筋，拱顶、拱底内侧钢筋，拱腰螺栓；考虑隧道耐久性、承载安全性以及结构加固时机，堆载工况下断面变形椭圆度控制值分别为0.712%、1.694%、2.156%，卸载工况下分别为0.876%、1.873%、2.757%。

关键词：盾构隧道,承载特性,数值分析,管片结构,破碎围岩,变形控制指标

基金资助：国家重点基础研究发展计划（“九七三”计划）项目（2015CB057806）；厦门市科技计划重大项目（3502Z20151006）；国家电网公司科技项目（SHJJGC160053）