基于统一解的盾构隧道施工引起地下管线竖向位移计算

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2017.06.002

中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊
中文核心期刊中文科技核心期刊
Scopus RCCSE中国核心学术期刊
美国EBSCO数据库俄罗斯《文摘杂志》
《日本科学技术振兴机构数据库（中国）》

隧道建设（中英文） ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (6): 655-661.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2017.06.002

基于统一解的盾构隧道施工引起地下管线竖向位移计算

魏纲^{1, 2}，崔程虹¹，张鑫海²，俞国骅¹

(1. 安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南 232001； 2. 浙江大学城市学院土木工程系，浙江杭州 310015)

收稿日期:2017-03-06 修回日期:2017-05-14 出版日期:2017-06-20 发布日期:2017-07-02
作者简介:魏纲（1977—），男，浙江杭州人，2006年毕业于浙江大学，岩土工程专业，博士，教授，现从事地下隧道施工对周边环境影响及风险评估与控制研究工作。Email: weig@zucc.edu.cn。
基金资助:
浙江省科技厅公益技术应用研究项目(2016C33051)；住房和城乡建设部2015年科学技术项目计划(2015-K5-026)

Calculation of Vertical Displacements of Underground Pipelines Induced  by Shield Tunneling Based on Unified Solution

WEI Gang^{1, 2}, CUI Chenghong¹, ZHANG Xinhai², YU Guohua¹

(1. School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Science and Technology,  Huainan 232001, Anhui, China; 2. Department of Civil Engineering, Zhejiang University City College,  Hangzhou 310015, Zhejiang, China)

Received:2017-03-06 Revised:2017-05-14 Online:2017-06-20 Published:2017-07-02

摘要/Abstract

摘要：

盾构隧道施工会对周围土体产生扰动，当土体沉降和变形过大时，会对邻近地下管线产生危害。采用统一土体移动模型解计算盾构隧道施工引起的土体自由位移场，通过能量方法建立变分控制方程，得到盾构隧道施工引起地下管线竖向位移的计算方法，将计算结果与刘晓强方法计算结果及实测数据进行对比，并分析土质条件、管线轴线埋深、管线材质等因素对管线竖向位移的影响。结果表明：与刘晓强方法相比，基于统一解的能量变分法计算结果与实测值更加吻合；双线盾构隧道施工引起的管线竖向位移在两隧道中轴线两侧呈不对称分布；不同土质条件对管线的竖向位移和沉降槽宽度有较大影响，而不同管线埋深、材质的影响较小。

关键词: 盾构隧道, 地下管线, 统一解, 能量变分法, 竖向位移

Abstract:

Settlements and deformations of soils induced by shield tunneling have adverse impact on adjacent underground pipelines, especially large settlements and deformations. The unified solution of vertical displacements of soil movement model is adopted to calculate soil free displacements induced by shield tunneling. The variation control equation is established by energy method. And then a calculation method of vertical displacements of underground pipelines induced by shield tunneling is obtained and put into comparison with LIU Xiaoqiang Method and field test. Meanwhile, the influence of soil condition and buried depth and material of underground pipeline on vertical displacement of underground pipeline is analyzed. The analytical results show that: 1) Compared to LIU Xiaoqiang Method, the results of energy variational calculus based on unified solution coincide with the actual condition better. 2) The vertical displacement of pipelines induced by doubletrack shield tunneling is asymmetrical along the central axis of two tunnels. 3) The soil conditions have significant impact on vertical displacement and width of settlement trough of pipeline, while the buried depth and material of pipeline have little impact.

Key words: shield tunnel, underground pipeline, unified solution, energy variational calculus, vertical displacement

中图分类号:

U 45

魏纲，崔程虹，张鑫海，俞国骅. 基于统一解的盾构隧道施工引起地下管线竖向位移计算[J]. 隧道建设, 2017, 37(6): 655-661.

WEI Gang, CUI Chenghong, ZHANG Xinhai, YU Guohua. Calculation of Vertical Displacements of Underground Pipelines Induced  by Shield Tunneling Based on Unified Solution[J]. Tunnel Construction, 2017, 37(6): 655-661.

[1]	张力, 苏芮, 何川, 封坤, 方若全, 徐培凯. 纯压弯受力下大断面盾构隧道管片接头抗弯足尺试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 997-1003.
[2]	韩贇. 水下盾构隧道管片钻穿引起的涌水突泥治理技术研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 1049-1056.
[3]	张亚洲. 考虑密封垫表面工作状态的盾构隧道接缝防水能力数值模拟研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 813-820.
[4]	金跃郎, 丁文其, 肖明清, 孙文昊, 吴炜枫, 叶美锡, 涂新斌. 苏通GIL 综合管廊超高水压盾构隧道接缝防水性能试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 538-544.
[5]	杜闯东, 张　杰, 吴乐斌. 以色列特拉维夫地铁红线先隧后站施工技术应用[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 562-568.
[6]	张稳军, 丁超, 张成平, 姜坤. 不同错台量对复合型密封垫影响及长期防水预测[J]. 隧道建设, 2020, 40(3): 337-345.
[7]	WANG Baiquan, PENG Tao, SHANG Wei, XIE Tao. Design and Application of Automatic Forming Module of Shield Tunneling Steel Cage′s Plane Mesh（盾构管片钢筋笼平面网片自动成型模块设计与应用）[J]. 隧道建设, 2020, 40(3): 444-451.
[8]	张稳军, 丁超, 张高乐, 王祎, 上官丹丹, 姜坤. 盾构隧道管片接缝复合型密封垫选型设计研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(2): 246-255.
[9]	朱瑶宏，高一民，董子博，柳献. 盾构法T接隧道结构受力足尺试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 9-18.
[10]	丁剑敏, 董子博, 莫振泽, 靳永福, 丁謇, 王乃龙 . 顶管法T接隧道现场试验研究分析 [J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 28-34.
[11]	桑运龙, 刘学增, 张强. 基于螺栓-凹凸榫连接的地铁盾构隧道管片环缝接头刚度分析及应用 [J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 19-27.
[12]	张勇, 马金荣, 陶祥令, 李阳. 地面堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形的解析解 [J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 66-73.
[13]	叶飞, 韩鑫, 牛若飞, 赵汝亮. 基于纵向沉降曲线的黄土地层盾构土舱压力分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 53-59.
[14]	曹淞宇, 封坤, 刘迅, 肖明清, 李策, 孙文昊. 纵向力对盾构隧道管片结构内力分配机制的影响分析 ———以苏通GIL 电力管廊隧道工程为例[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 154-162.
[15]	叶美锡, 丁文其, 陈俊伟, 金跃郎, 刘浩, 涂新斌. 盾构隧道管片接缝三元乙丙橡胶密封垫力学性能影响因素敏感度分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 200-206.

基于统一解的盾构隧道施工引起地下管线竖向位移计算

Calculation of Vertical Displacements of Underground Pipelines Induced  by Shield Tunneling Based on Unified Solution

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价