【摘 要】
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近现代施工、制造技术发展迅猛,盾构施工相关技术、经验也日渐成熟完善,但由于城市地上、地下空间的不断开发应用,在轨道交通线路的选择上,受规划及周边建（构）筑物的制约,线路线型越来越复杂,盾构施工环境也越来越苛刻,如此快速、大量地修建地铁工程,难免会遇到棘手的工程问题。例如,类似成都轨道交通9号线一期工程土建3标在泥岩复合地层、37.5‰长大纵坡、310m极小半径曲线等复杂条件下近10km的盾构掘进过
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近现代施工、制造技术发展迅猛,盾构施工相关技术、经验也日渐成熟完善,但由于城市地上、地下空间的不断开发应用,在轨道交通线路的选择上,受规划及周边建（构）筑物的制约,线路线型越来越复杂,盾构施工环境也越来越苛刻,如此快速、大量地修建地铁工程,难免会遇到棘手的工程问题。例如,类似成都轨道交通9号线一期工程土建3标在泥岩复合地层、37.5‰长大纵坡、310m极小半径曲线等复杂条件下近10km的盾构掘进过程中,出现常发性管片上浮错台、质量缺陷的工程案例极为少见。本文正是以此盾构区间工程为背景展开相关研究,主要研究内容及成果如下:（1）考虑注浆等代层、千斤顶推力及盾尾间隙等施工条件,建立了直线平坡段、大坡度段及小曲线半径段盾构隧道掘进有限元分析模型,揭示了不同坡度、曲线半径等不同施工条件下盾构隧道管片衬砌受力特征及地表沉降等施工力学特性规律。（2）基于管片上浮影响因素的系统分析,提出了不同注浆环境下的浆液扩散理论模型,并推导了相应的动浮力计算方法;综合考虑上浮力作用、接头抗浮效应（螺栓剪切抗浮、接头端面摩阻力抗浮）、上覆土抗浮效应等因素,提出了单块管片错动、整环管片错动两种环间局部抗浮计算力学模型,依据接头螺栓的剪切破坏条件,得到两种局部错动破坏模式下注浆压力临界控制值。（3）基于盾构隧道纵向刚度折减理论,建立盾构隧道纵向整体上浮有限元分析模型,探明了管片衬砌结构纵向刚度及动、静浮力因素对盾构隧道长距离大范围上浮挠曲变形的影响规律,并与现场实测上浮量进行了对比分析。（4）引入ABAQUS中的混凝土损伤塑性本构,建立了不同施工条件下顶推力作用的衬砌管片有限元分析模型,揭示了不良顶推力作用下的管片受力特征及破损行为,研究成果可指导盾构掘进施工过程中对千斤顶推力的控制,同时对不同强度标号混凝土的受力破损特性进行对比研究,可为管片设计重要参数提供参考意见。
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