盾构隧道管片上浮量计算方法技术

本发明专利技术提供了一种盾构隧道管片上浮量计算方法，在不考虑管片自身变形的情况下，综合考虑浆液凝固特性及上覆土层压缩特性对大直径盾构隧道管片上浮量的影响，包括计算管片在浆液中的上浮量S1及计算上覆土引起的管片上浮量S2，其中，S1的计算公式为：

【技术实现步骤摘要】
盾构隧道管片上浮量计算方法
本专利技术涉及盾构施工
，具体来说涉及一种盾构隧道管片上浮量计算方法。
技术介绍
随着我国城市化建设的发展，隧道工程越来越成为缓解城市交通压力的主要方式。在城市区域进行的隧道建设多为大直径的公路隧道，主要采用盾构法进行开挖施工。大量监测数据表明，在大直径盾构隧道的施工过程中，衬砌管片脱离盾尾之后容易发生上浮现象。管片的受力上浮会导致隧道轴线偏移、管片错台与破损、环间螺栓剪断以及渗漏水等安全事故，也会造成地面隆起，引起地面建筑的损坏，影响隧道的施工及安全运营。导致管片上浮的原因有很多，如浆液产生的浮力、注浆压力及施工扰动等。如图1至图3所示，在盾构隧道施工过程中，衬砌管片脱离盾尾之后，管片与土层之间存在空隙，需要对此空隙进行注浆填充，这个过程被称为同步注浆。刚注入的浆液尚未凝固呈液体状态，此时被浆液包裹的管片在竖直方向上主要受到浆液浮力Ff、上覆土压力P、千斤顶推进力F推力对管片产生的竖向分力Fy以及管片自身的重力G。其中，浆液浮力Ff与推进力竖向分力Fy为上浮力，上覆土压力P与管片自重G为抗浮力，当上浮力大于抗浮力时，管片将产生上浮运动。在浆液刚注入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构隧道管片上浮量计算方法，其特征在于，在不考虑管片自身变形的情况下，所述计算方法包括以下步骤：(1)计算管片在浆液中的上浮量S1，单位为m；

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道管片上浮量计算方法，其特征在于，在不考虑管片自身变形的情况下，所述计算方法包括以下步骤：(1)计算管片在浆液中的上浮量S1，单位为m；式中：M为单环衬砌管片的质量，单位为kg；K1为浆液粘滞系数，单位为Pa·h；Fp为剩余上浮力，单位为N；t为管片上浮时间，单位为h；k为浮力随时间变化的系数，单位为N/h；(2)计算上覆土压缩引起的管片的上浮量S2，单位为m；式中：μ为上覆土的泊松比；E0为上覆土的变形模量，单位为Pa；ω为沉降影响系数；B0为计算管片的有效宽度，单位为m；P0为剩余上浮力作用在管片上的等效压力，单位为N；(3)计算管片脱离盾尾后的总上浮量S；S＝S1+S2。2.根据权利要求1所述的盾构隧道管片上浮量计算方法，其特征在于，剩余上浮力Fp是基于以下公式计算获得：Fp＝Ff0+Fy-G-PFf0为浆液刚注入时管片受到的初始浮力，单位为N；Fy为千斤顶推进力F推力的竖向分力，单位为N；P为上覆土压力，单位为N；G为管片自重，单位为N。3.根据权利要求2所述的隧道盾构管片上浮量计算方法，其特征在于，当管片在浆液中发生上浮运动时，根据管片的受力状态，可得下式Ff+Fy-G-P-Fn＝Ma式中：Fn为管片在浆液中运动时将受到浆液产生的粘滞阻力，单位为N；a为加速度，单位为m/s2。4.根据权利要求2所述的隧道盾构管片上浮量计算方法，其特征在于，当浆液刚注入注浆层时处于液体状态，随着时间的推移，浆液逐渐凝固，产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孟喜，张梓升，林蔚劲，李永，肖晓春，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31