大断面类矩形钢顶管结构受力性能现场试验研究——以上海轨道交通14号线静安寺站顶管车站工程为例

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2022.06.005

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隧道建设（中英文） ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (6): 975-983.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2022.06.005

大断面类矩形钢顶管结构受力性能现场试验研究——以上海轨道交通14号线静安寺站顶管车站工程为例

潘伟强¹，焦伯昌²，柳献^{2， *}

（1. 上海隧道工程有限公司，上海 200032； 2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092）

出版日期:2022-06-20 发布日期:2022-07-05
作者简介:潘伟强(1979—)，男，浙江湖州人，2002年毕业于长沙理工大学，土木工程专业，本科，正高级工程师，现从事地下工程施工和技术研究工作。E-mail: pwq21@163.com。*通信作者：柳献， E-mail: xian.liu@tongji.edu.cn。

Mechanical Behaviors of QuasiRectangular Steel Pipe Jacking Structure with Large CrossSection:
a Case Study of Jing′an Temple Pipe Jacking 
Station on Shanghai Metro Line 14

PAN Weiqiang¹, JIAO Bochang², LIU Xian^{2, *}

(1. Shanghai Tunnel Engineering Co., Ltd., Shanghai 200032, China; 
2. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)

Online:2022-06-20 Published:2022-07-05

摘要/Abstract

摘要：

为解决城市核心区地铁车站施工难题，上海轨道交通14号线静安寺站采用超大断面的类矩形钢顶管建造地铁车站。由于该新型结构的施工工艺及受力特性的研究目前仍处于初期阶段，设计关键点、受力薄弱点尚不清晰，因此基于该实际工程进行现场试验研究。通过布置水土压力传感器、钢结构应变计，获取顶管施工全过程外荷载及钢结构应变的大小及变化规律，探究顶管结构在各个施工工况下的结构受力性能。结果表明： 1）运营工况下，总压力值分布均匀、左右对称，顶部总压力略大于底部，下半环压力大致呈马鞍形分布； 2）同步注浆工况下，泥浆套能快速传递注浆压力； 3）二次注浆工况下，整环注浆压力约为330 kPa，相较运营工况提高了1.56倍，为最不利受力工况； 4）管节环向受力机制接近整环矩形框架结构，结构顶、底部为最不利受力截面； 5）管节纵向应力较小，需关注顶管隧道回退量，必要时增大止退反力，做好环缝防水措施。

关键词:

大断面类矩形钢顶管, 结构受力, 现场试验, 水土压力, 注浆荷载, 力学性能

Abstract: To construct metro stations in core urban areas, superlarge crosssection quasirectangular steel pipe jacking is adopted to construct Jing′an Temple station of Shanghai metro line 14. However, because research on the construction technology and stress characteristics of the new structure is still at the initial stage, and the design key points and stress weak points are unclear, the field experimental research is conducted in this study. Water and soil pressure sensors and steel structure strain gauges are arranged to collect the magnitude and variation law of external load and steel structure strain during pipe jacking, and the mechanical performance of the pipe jacking structure under various construction conditions is studied. The results reveal the following: (1) Under the operation condition, the total pressure distribution is uniform and symmetrical, the total pressure at the top is slightly larger than that at the bottom, and the pressure in the lower half ring is roughly reversed Ushaped. (2) Under the condition of synchronous grouting, the slurry sleeve quickly transfers the grouting pressure to the pipeline. (3) Under the secondary grouting condition, the entire ring grouting pressure is approximately 330 kPa, which is 1.56 times higher than that under the operation condition, and the structure is the most unfavorable. (4) The circumferential stress mechanism of the pipe joint is similar to that of the entire ring rectangular frame structure, and the top and bottom of the structure are the most unfavorable stress sections. (5) The longitudinal stress of the pipe joint is small; therefore, it is necessary to note the retreat amount of the pipe jacking tunnel, increase the backstepping reaction force, and implement waterproof measures for the ring joint.

Key words:

large crosssection quasirectangular steel pipe jacking, structural stress, field test, water and soil pressure, grouting load, mechanical properties

潘伟强, 焦伯昌, 柳献.

大断面类矩形钢顶管结构受力性能现场试验研究——以上海轨道交通14号线静安寺站顶管车站工程为例 [J]. 隧道建设, 2022, 42(6): 975-983.

PAN Weiqiang, JIAO Bochang, LIU Xian.

Mechanical Behaviors of QuasiRectangular Steel Pipe Jacking Structure with Large CrossSection:

a Case Study of Jing′an Temple Pipe Jacking 

Station on Shanghai Metro Line 14 [J]. Tunnel Construction, 2022, 42(6): 975-983.

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大断面类矩形钢顶管结构受力性能现场试验研究——以上海轨道交通14号线静安寺站顶管车站工程为例

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