盾构垂直下穿施工对地下综合管廊变形规律影响探究.pdf

摘要 地下综合管廊作为智慧城市的重要体现，已经很好的解决了“拉链式马路”的城市 弊病，地下综合管廊在城市建设、管理方面的明显优势，使其已经在我国进入了大规模 建设、运营阶段。随着地下综合管廊的大规模建设，盾构施工作为目前地下工程建设的 一项重要施工手段，其不可避免的会对既有地下综合管廊产生影响，而如何避免既有地 下综合管廊发生运营风险及灾害，成为了目前地下工程建设的一项重大挑战。 本文通过设计室内模型实验以及通过数值模拟手段，对盾构垂直下穿地下综合管廊 工况下，既有地下综合管廊结构的变形规律、破坏特征以及管廊结构的力学响应机制等 问题进行了探究，本文研究的主要成果如下： （1）通过室内模型试验，得到了地下综合管廊在盾构下穿施工过程中的变形规律： 管廊整体组合变形呈现柔性变形特征，符合 公式的描述，其单个管节则呈现刚性变 形特征，其变形主要为整体沉降、纵向挠曲、倾斜、横截面相对扭转。 （2）通过数值模拟方法一方面对室内模型实验得到的管廊结构变形规律进行了验 证，结果表明了室内模型试验数据的可靠性；另一方面，对盾构下穿施工过程管廊结构 的力学响应、演化机制进行了研究，主要通过分析盾构开挖面与管廊结构不同位置关系 时，管廊横、纵截面以及接触面的应力变化，从力学从角度对管廊结构的变形形式进行 了探究。 （3 ）结合模型试验数据、数值模拟结果，对管廊结构的主要变形破坏特征进行了 总结，其变形破坏主要为纵向挠曲破坏、纵向及横向剪切破坏、横截面扭转破坏、横向 翘曲和压弯破坏。基于变形破坏形式和管廊结构破坏机制，结合现有工程施工加固措施， 从减小地层变形、阻隔变形以及变形补偿三个方面提出了管廊变形控制措施。 关键词：地下综合管廊；垂直下穿；变形破坏特征；变形控制 i Abstract As an important embodiment of a smart city, the underground comprehensive pipe corridor has well solved the urban shortcomings of the "zipper road". The obvious advantages of the underground comprehensive pipe corridor in urban construction and management have made it enter large-scale construction in China. With the large-scale construction of underground comprehensive pipe corridors, shield construction, as an important construction method of current underground engineering construction, will inevitably affect the existing underground comprehensive pipe corridors, and how to avoid the existing underground comprehensive pipe corridors. The occurrence of operational risks and disasters has become a major challenge in the construction of underground projects. In this paper, through the design of indoor model experiments and numerical simulation methods, under the condition that the shield vertically penetrates the underground comprehensive pip