一种盾构隧道始发与到达端头的加固方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构隧道始发与到达端头的加固方法，所述方法包括：(1)将水土合力梯形荷载等效为矩形均布荷载和三角形反对称荷载的叠加；(2)根据弹性力学轴对称问题对矩形均布荷载作用下加固土体的内力进行求解；(3)根据弹性力学轴对称问题对三角形反对称荷载作用下加固土体的内力进行求解；(4)对步骤(2)和步骤(3)中的加固土体的内力进行叠加；(5)利用强度理论求得端头加固土体的最大应力及纵向加固范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盾构施工的
，特别是涉及一种盾构隧道始发与到达端头的加 固方法。
技术介绍
随着盾构施工技术的不断发展和完善，盾构法自引入我国以来，已被广泛应用于 我国城市地铁、市政、电力等隧道工程中。但是，伴随着我国城市化进程的不断加快，城市人 口密度剧增，原有的小直径隧道已经无法满足城市发展的需要。因此，越来越多的国内外盾 构设备制造商和施工单位开始研发并使用大直径盾构修建大断面隧道。然而，盾构大小的 分类至今并没有一个严格的定义，理论研究仍然远远落后于工程实践，从小盾构到大盾构， 并不单纯意味着盾构直径的增加，盾构直径的变化会引发应力和位移相关参数的尺寸效应 问题，盲目使用可能会引发严重的工程事故，造成无法估量的经济损失和不良的社会影响。 始发与到达是盾构法的主要施工工序之一，也是盾构施工中最容易发生事故的环 节，直接关系到盾构隧道能否顺利实施与及时贯通。随着盾构直径不断增大，地层和环境条 件越来越复杂，始发与到达施工过程中的塌方、透水等工程事故有不断增多的趋势，且多数 端头事故与端头加固模型使用不当、纵向加固范围不足、加固强度不够有关。 目前，既有端头加固理论模型为日本JET GROUT协会（JJGA)利用弹性薄板理论， 在假设纵向加固范围为t，洞门一周为简支的边界条件下，将端头土体受到的侧向水土合力 梯形荷载简化为均布荷载，在均布荷载的作用下，加固土体中心的拉应力最大，一周支座处 的剪应力最大。则应力验算公式及纵向加固范围为：

【技术保护点】
一种盾构隧道始发与到达端头的加固方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将水土合力梯形荷载等效为矩形均布荷载和三角形反对称荷载的叠加；(2)根据弹性力学轴对称问题对矩形均布荷载作用下加固土体的内力进行求解；(3)根据弹性力学轴对称问题对三角形反对称荷载作用下加固土体的内力进行求解；(4)对步骤(2)和步骤(3)中的加固土体的内力进行叠加；(5)利用强度理论求得端头加固土体的最大应力及纵向加固范围。

【技术特征摘要】
1. 一种盾构隧道始发与到达端头的加固方法，其特征在于，所述方法包括： (1) 将水土合力梯形荷载等效为矩形均布荷载和三角形反对称荷载的叠加； (2) 根据弹性力学轴对称问题对矩形均布荷载作用下加固土体的内力进行求解； (3) 根据弹性力学轴对称问题对三角形反对称荷载作用下加固土体的内力进行求解； (4) 对步骤（2)和步骤（3)中的加固土体的内力进行叠加； (5) 利用强度理论求得端头加固土体的最大应力及纵向加固范围。2. 如权利要求1所述的盾构隧道始发与到达端头的加固方法，其特征在于，步骤（5)中 炉=0,p=D/2时，力口固土体的最大剪应力为：其中，D为洞门直径，μ为加固土体的泊松比；τ为加固土体的剪应力；qb为盾构隧道 洞底部的水平荷载；qa为盾构隧道顶部的水平荷载；t为端头土体的纵向加固厚度；P为极 坐标轴的极径；Φ为极坐标轴的倾斜角度。3. 如权利要求2所述的盾构隧道始发与到达端头的加固方法，其特征在于，步骤（5)中 φ= 〇Λ= (-51 + &g...

【专利技术属性】
技术研发人员：江华，江玉生，杨志勇，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11