本書在北京市教委-北京市自然基金聯(lián)合重點資助項目的基礎(chǔ)上解決了始發(fā)與接收井GFRP筋基坑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計問題、變形規(guī)律及洞口土體的穩(wěn)定性問題,提出了一系列新的觀點并在工程中得到應(yīng)用。本書側(cè)重于基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用的介紹,定位于開闊工程技術(shù)人員的思路、提高工程技術(shù)人員解決實際工程問題的能力,對于提高盾構(gòu)施工的安全性、地下工程建設(shè)質(zhì)量、加快地下工程建設(shè)速度,都有重要的現(xiàn)實意義;同時研究成果形成了一整套創(chuàng)新、適用的盾構(gòu)始發(fā)與接收技術(shù),為城市軌道交通、地下綜合管廊及深層下空間開發(fā)建設(shè)提供了新的思路和技術(shù)經(jīng)驗。
盾構(gòu)隧道工程常用的施工方法之一,盾構(gòu)始發(fā)與接收是盾構(gòu)法施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。常規(guī)盾構(gòu)始發(fā)與接收時需要人工鑿除洞門處的擋土結(jié)構(gòu),人工鑿除中由于直接暴露了地層,極易造成地面坍塌、涌水等工程事故;盾構(gòu)始發(fā)與接收是各方關(guān)注的焦點問題,也是風(fēng)險管控的。作者嘗試將洞門處的鋼筋混凝土置換成易于切割的GFRP筋混凝土,以解決盾構(gòu)始發(fā)與接收中出現(xiàn)的工程事故;12年、15年、18年作者先后主持市科學(xué)技術(shù)委員會下達的應(yīng)急啟動項目、市自然科學(xué)項目一市教育委員會科技計劃項目(2項),系統(tǒng)研究GFRP筋物理力學(xué)性能、GFRP筋混凝土樁體變形破壞規(guī)律等一系列問題,在市市政四建設(shè)工程有限責(zé)任公一步資助下研發(fā)了模擬盾構(gòu)機,提出了盾構(gòu)無障礙始發(fā)與接收概念,構(gòu)建了盾構(gòu)無障礙始發(fā)與接收的基本理論。
本共5章:第1章緒論,介紹了盾構(gòu)施工的基本原理,闡述了盾構(gòu)始發(fā)和接收方法,提出無障礙始發(fā)與接收的基本概念;第2章盾構(gòu)無障礙始發(fā)與接收基本理論,閘述了盾構(gòu)無障礙始發(fā)與接收的施工力學(xué)行為而采用足尺試驗研究了GFRP筋混凝土樁體的變形破壞規(guī)律,發(fā)現(xiàn)GFRP筋混凝土樁體具有剪切破壞的特點,成為該類樁體設(shè)計的重大理論支撐;第3章盾構(gòu)無障礙接收三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗,構(gòu)建了盾構(gòu)地層動態(tài)相似系統(tǒng)行了盾構(gòu)無障礙接收三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗;第4章工程實踐,闡述了盾構(gòu)無障礙始發(fā)與接收工藝過程,提出了無障礙始發(fā)快速建立土倉壓力的方法,研究了盾構(gòu)無障礙接收中盾構(gòu)參數(shù)的設(shè)定方法;第5章結(jié)語結(jié)了盾構(gòu)無障礙始發(fā)與接收施工的關(guān)鍵問題。
盾構(gòu)無障礙始發(fā)與接收施工工藝簡單、經(jīng)濟與社會效益顯著:(1)性高:盾構(gòu)連續(xù)作業(yè),避免了人工鑿樁帶來的工程事故;(2)工藝簡單:減少了搭設(shè)腳手架、人工鑿樁、運輸渣土等環(huán)節(jié);(3)工期短:每次始發(fā)或接收由原來的7~10d,減少到目前的4~6h。市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會出臺文件(京建發(fā)【15】423)要求在全面技術(shù)成果的應(yīng)用;課題組已編制市地方標準《盾構(gòu)始發(fā)與接收切割玻璃纖維筋混凝土圍護結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》DB11/T1506-17,盾構(gòu)工程協(xié)會團體標準《盾構(gòu)始發(fā)、接收及空推施工技術(shù)標準》T/DGGC016-和正在編制的市地方標準《城市軌道交通工程盾構(gòu)法施工技術(shù)規(guī)程》均采納了本書成果。
本書撰寫時,力求做到突出、語言簡練、條理清晰。本書第1章、第2章、第5章由劉軍撰寫,第3章由劉軍、鄭仔弟、周政、賀美德撰寫,第4章由鄭仔弟、周政、賀美德、劉軍撰寫;后由劉軍統(tǒng)稿。
本書獲市自然科學(xué)項目-市教育委員會科技計劃項目(KZ1810016021)資助。
本書撰寫過程中,研究生周洪、宋旱云、金鑫、馬爍、南志領(lǐng)、劉禮楊、袁瀟、ALJELIDI MOUSA MOHAMEDA做了大量工作,沒有他們的辛勤工作是無法完成本書的,在此一并致謝!感謝地鐵12號線中鐵一局項目部在課題組現(xiàn)場測試中給予的幫助!
由于著者水平有限,書中定有不足之處,敬請讀者批評指正。
第1章緒論
1.1盾構(gòu)法隧道施工概述·
1.2盾構(gòu)始發(fā)與接收
1.2.1盾構(gòu)常規(guī)始發(fā)與接收
1.2.2盾構(gòu)無障礙始發(fā)與接收方法
1.2.3盾構(gòu)鋼套筒始發(fā)與接收方法
1.3 GFRP筋物理力學(xué)性能
1.3.1GFRP筋基本物理力學(xué)性能
1.3.2GFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能
1.3.3GFRP筋與鋼筋搭接拉伸性能
1.3.4小結(jié)
第2章盾構(gòu)無障礙始發(fā)與接收基本理論
2.1前言
2.2盾構(gòu)無障礙始發(fā)施工力學(xué)行為研究
2.2.1 始發(fā)井基坑開挖中GFRP筋混凝土樁體變形和地表變形分析
2.2.2盾構(gòu)無障礙始發(fā)對GFRP筋混凝土樁體和地表變形影響
2.2.3盾構(gòu)無障礙始發(fā)推力分析
2.2.4小結(jié)
2.3盾構(gòu)無障礙接收施工力學(xué)行為
2.3.1三維有限差分軟件FLAC3D模型建立
2.3.2接收井基坑開挖中地表變形和GFRP筋混凝土樁體變形分析
2.3.3盾構(gòu)無障礙接收對地表變形和GFRP筋混凝土樁體影響
2.3.4盾構(gòu)切割GFRP筋混凝土樁體機理·
2.3.5小結(jié)·
2.4GFRP筋混凝土樁體設(shè)計原理
2.4.1概述
2.4.2設(shè)計的依據(jù)與原則
2.4.3圓形截面GFRP筋混凝土梁變形破壞足尺試驗
2.4.4正截面受彎承載力分析
2.4.5斜截面受剪承載力分析
2.4.6樁體構(gòu)造規(guī)定
2.5結(jié)論
第3章盾構(gòu)無障礙接收三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗
3.1前言
3.2盾構(gòu)-地層動態(tài)相似系統(tǒng)的建立
3.2.1相似基本原理
3.2.2 模型材料相似
3.2.3模擬盾構(gòu)機相似
3.2.4盾構(gòu)過程相似
3.3三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗設(shè)計
3.3.1土箱
3.3.2模型材料配置
3.3.3模型GFRP筋混凝土樁體
3.3.4模擬盾構(gòu)機
3.3.5量測系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集
3.4模型試體思路
3.4.1模型試驗布置
3.4.2模擬盾構(gòu)機
3.5模型材料填筑與傳感器埋設(shè)
3.5.1模型材料夯實遍數(shù)的確定
3.5.2模型材料填筑過程
3.6試驗數(shù)據(jù)分析
3.6.1有限土體內(nèi)地表沉降變化規(guī)律
3.6.2有限土體內(nèi)深層土體位移變化規(guī)律
3.6.3模型GFRP筋混凝土樁體變形、受力變化規(guī)律
第4章工程實踐
4.1前言
4.2盾構(gòu)無障礙始發(fā)工程實踐
4.2.1工程背景
4.2.2盾構(gòu)無障礙始發(fā)工藝
4.2.3現(xiàn)場監(jiān)測
4.3盾構(gòu)無障礙接收工程實踐
4.3.1工程背景
4.3.2盾構(gòu)無障礙接收工藝
4.3.3現(xiàn)場監(jiān)測
第5章結(jié)語
5.1盾構(gòu)無障礙始發(fā)
5.2盾構(gòu)無障礙接收
參考文獻
第1章緒論
盾構(gòu)法施工由于、,已廣泛應(yīng)用于城市軌道交通工程和其他領(lǐng)域地下空間建設(shè),也是深層地下空間開發(fā)的方法。盾構(gòu)法問世至今已有100多年,其始于英國,發(fā)展于日本、德國,壯大于我國。當(dāng)今中國已是世界上隧道及地下工程規(guī)模大、數(shù)量多、地質(zhì)條件復(fù)雜、修建技術(shù)發(fā)展速度快的國家,積累了很多在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境、建(構(gòu))筑物密集和穿越大江大河等各種風(fēng)險條件下的施工經(jīng)驗,并取得了大量創(chuàng)新型的成果,其中很多成果已經(jīng)達到水平。
截至目前,我國共有40余個城市的軌道交通建設(shè)規(guī)劃獲得批復(fù),規(guī)里程達8600km,此外城市地下空間(尤其是大深度地下空間)的開發(fā)建設(shè)規(guī)模也將逐年增加。就而言,根據(jù)《城體規(guī)劃(16一35年)》,軌道交通里程在35年底將達到2500km;、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于開展中央財政支持地下綜合管廊試點工作的通知》等文件已掀起地下綜合管廊建設(shè)的高潮。可見,未來盾構(gòu)法的應(yīng)用必將持續(xù)快速發(fā)展。
1.1盾構(gòu)法隧道施工概述
盾構(gòu)法是在地面以下暗挖隧道的一種施工方法,其施工過程如圖1.1-1所示。
首先在擬建隧道的兩端修建盾構(gòu)始發(fā)和接收井,盾構(gòu)在始發(fā)井里組裝、就位、調(diào)試;然后,盾構(gòu)從始發(fā)井出發(fā),在地層中沿著設(shè)計軸線,向接收井;盾構(gòu)過程中不斷切削土體并排出,每一環(huán)(管片寬度)距離,在盾尾里拼裝一環(huán)管片,并及時向緊靠盾尾后面的襯砌環(huán)與土體之間的空隙中壓注足夠的漿液,保證圍巖壓力能施加在管片上,以防止圍巖松弛。盾構(gòu)是一種既能支承地層荷載,又能在地層中的鋼制筒狀結(jié)構(gòu)(圖1.1-2)。
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