【技术实现步骤摘要】
一种地层交界段盾构隧道管片衬砌结构及设计方法
本专利技术涉及隧道工程领域，具体涉及一种地层交界段盾构隧道管片衬砌结构及设计方法。
技术介绍
盾构隧道是在纵断方向上通过环间接头将管片环连接起来的柔性结构，在隧道由坚硬地层向软弱地层过渡区间，由于不同性质的下卧层沉降固结程度存在差异，容易使隧道发生较大的纵向不均匀沉降。混凝土管片在不同大小的沉降变形作用下相互之间发生挤压、扭转，导致管片局部应力过大、边角碎裂、环间产生错台和张开变形等问题。现有研究指出隧道纵向沉降半径R越小，环间错台量越大，当半径小于1000m时环缝张开量过大造成止水措施失效，引发隧道渗漏水问题。此外，错台变形超过容许值时，道床易与管片发生局部脱离，地铁运行引发的共振效应会加速道床破坏，对行车安全造成极大威胁，且纵向不均匀沉降引起的管片环间张开变形易使环间纵向接头螺栓所承受的拉力和剪切力急剧增大，当应力水平超过螺栓材料的极限强度后会发生接头屈曲破坏。因此，在盾构隧道研究和应用中不能忽视盾构隧道纵向不均匀沉降问题，尤其是隧道所处地层特性突变处。针对盾构隧道在软硬地层交界段易产生不均匀沉降的问题，现有的应对...
【技术保护点】
1.一种地层交界段盾构隧道管片衬砌结构，其特征在于，包括交界段，交界段的两侧为常规管段；所述交界段上相邻管片环间的纵向接头螺栓刚度大于常规管段的纵向接头螺栓刚度。
【技术特征摘要】
1.一种地层交界段盾构隧道管片衬砌结构，其特征在于，包括交界段，交界段的两侧为常规管段；所述交界段上相邻管片环间的纵向接头螺栓刚度大于常规管段的纵向接头螺栓刚度。2.根据权利要求1所述的地层交界段盾构隧道管片衬砌结构，其特征在于，所述交界段的管片为钢管片，所述常规管段的管片为混凝土管片。3.一种权利要求1或2所述的地层交界段盾构隧道管片衬砌结构的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、使用计算软件ANSYS建立盾构隧道纵向有限元数值计算模型，并将模型中的隧道衬砌管片参数设置为混凝土管片，通过模型计算地层交界段产生的纵向沉降量hi及纵向变形曲线半径R；S2、当纵向变形曲线半径的目标设定值为Rs时，带入模型中，并计算交界段的长度L；S3、将模型中的隧道衬砌管片参数设置替换为钢管片，带入模型中，计算地层交界段产生的纵向沉降量h’i及纵向变形曲线半径R’；S4、增加交界段的纵向接头螺栓数量m或螺栓尺寸A，以提高环间螺栓刚度；S5、调整交界段钢管片的钢材类型，得到调整后的钢管片的弹性模量ex6；S6、将S4和S5调整后的纵向接头螺栓数量m、螺栓尺寸A和钢管片弹性模量ex6带入模型中，计算得到调整后的纵向沉降量h″1及纵向变形曲线半径R″；S7、将调整后的纵向变形曲线半径R″与目标设定值Rs比较，当R″＜Rs时，重复步骤S4至S6，当R″≥Rs时，...
【专利技术属性】
技术研发人员：何川，王士民，陈健，王承震，杨赛舟，王焕，包雨生，李占先，
申请(专利权)人：西南交通大学，中铁十四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51
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