DB37T 4788-2024城市軌道交通盾構(gòu)隧道下穿高架橋風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)規(guī)范

37Technicalspecificationforriskcontrolofshieldtunnelunderpassviaductinurbanrailtransit 5.2工程自身風(fēng)險(xiǎn)分級(jí) 6.2勘察與環(huán)境調(diào)查 6.3變形控制指標(biāo) 6,4線路設(shè)計(jì) 7.2掘進(jìn)施工控制 7.4掘進(jìn)參數(shù)控制 7.6盾構(gòu)注漿控制 8.2監(jiān)測(cè)要求 本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定城市軌道交通盾構(gòu)隧道下穿高架橋風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)規(guī)范GB/T51438盾構(gòu)隧道工程設(shè)計(jì)CJJ/T202—2013城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保TB10182—2017公路與市政工程下穿高速鐵路技術(shù)規(guī)程3.13.23.3監(jiān)測(cè)預(yù)警monitoringpre-w3.4——既有橋梁的設(shè)計(jì)資料、荷載情況、竣工資料等；——類似地層的盾構(gòu)選型及施工經(jīng)驗(yàn)。4.2城市軌道交通盾構(gòu)隧道下穿高架橋勘察設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)控量測(cè)中應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件、橋梁結(jié)構(gòu)4.3城市軌道交通盾構(gòu)隧道下穿高架橋工程應(yīng)根據(jù)需要委托具有相應(yīng)資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)的單位提供第三方監(jiān)4.4盾構(gòu)機(jī)選型應(yīng)根據(jù)工程場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、地面環(huán)境、隧道凈空尺寸、隧道平縱斷面、襯砌型式、施工組織等因素綜合確定，并符合GB/T51438相關(guān)要求。4.5城市軌道交通盾構(gòu)隧道下穿高架橋工程各階段均應(yīng)開(kāi)展安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)管理工作，并符合GB50652——勘察設(shè)計(jì)階段以規(guī)避和降低風(fēng)險(xiǎn)為原則，選擇安全合理、技術(shù)可靠、工藝成熟、對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)——施工階段以控制風(fēng)險(xiǎn)為原則，依據(jù)設(shè)計(jì)文件、施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求制定專項(xiàng)施工方案，并嚴(yán)5.1.3可采用事故樹(shù)法、檢查表法（見(jiàn)附錄A）、工程類比法、專家調(diào)查法和模糊綜合評(píng)判法等方法5.2工程自身風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)5.2.1工程自身風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)宜以盾構(gòu)隧道相互之間的空間位置關(guān)系、地質(zhì)條件適宜性以及工程部位等為5.2.2盾構(gòu)法工程自身風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)修正應(yīng)結(jié)合不良地質(zhì)、特殊性巖土、承壓水等不利于工程實(shí)施的條件5.3工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)5.3.1工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)宜根據(jù)橋梁重要性、與新建城市軌道交通工程的接近程度、軌道交通建設(shè)對(duì)5.3.2橋梁重要性依據(jù)高架橋的類型、功能、使用性質(zhì)、特征、規(guī)模等綜合確定，按照橋梁重要性由橋梁重要性基本分級(jí)條件），5.3.3橋梁與新建城市軌道交通工程的接近程度宜用接近關(guān)系表示，按照接近程度由近到遠(yuǎn)順序，分非常接近橋梁基礎(chǔ)位于隧道正上方0.7D(含)范圍內(nèi)；或隧道外側(cè)0.3D(含)范圍內(nèi)接近橋梁基礎(chǔ)位于隧道正上方0.7D～1.5D(含)范圍內(nèi)；或隧道外側(cè)0.3D～0.7D(含)范圍內(nèi)較接近橋梁基礎(chǔ)位于隧道正上方1.5D～3.0D(含)范圍內(nèi)；或隧道外側(cè)0.7D～2.0D(含)范圍內(nèi)不接近橋梁基礎(chǔ)位于隧道正上方大于3.0D；或隧道外側(cè)大于2.0D重要 II級(jí)II級(jí)IV級(jí)b)當(dāng)高架橋建設(shè)期間與新建城市軌道交通工程設(shè)計(jì)存在相關(guān)配合或預(yù)留了一定下穿條件等情況時(shí)，可下調(diào)一5.3.5當(dāng)同一單位（子單位）工程范圍內(nèi)存在多個(gè)類型相近的環(huán)境設(shè)施，且可合并采取同一環(huán)境保護(hù)6.1.1初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)在風(fēng)險(xiǎn)辨試驗(yàn)研究，評(píng)估其影響程度和范圍。專項(xiàng)設(shè)計(jì)文件應(yīng)包含但不限于以——高架橋防護(hù)措施；6.1.4在設(shè)計(jì)文件中應(yīng)注明涉及超過(guò)一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程的重點(diǎn)部位和環(huán)節(jié)，提出6.2.1勘察工作中，宜開(kāi)展地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作。地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)宜包括地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)因素辨識(shí)、地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分——存在對(duì)工程安全影響較大的特殊地質(zhì)問(wèn)題；——場(chǎng)地范圍內(nèi)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，且預(yù)測(cè)對(duì)工程安全有影響；——工程方案變更或施工中出現(xiàn)新的地質(zhì)問(wèn)題，6.2.3周邊環(huán)境調(diào)查工作前，應(yīng)明確提6.3.1高架橋的水平位移、沉降、差異基礎(chǔ)類型、建筑材料、養(yǎng)護(hù)情況等基礎(chǔ)上，通過(guò)結(jié)構(gòu)檢測(cè)、計(jì)算分析和安全性評(píng)估6.3.3I級(jí)、II級(jí)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)工程的風(fēng)險(xiǎn)6.4線路設(shè)計(jì)6.4.1城市軌道交通盾構(gòu)隧道線路設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮下穿地質(zhì)條件、空間關(guān)系、功能需求等因6.4.2城市軌道交通盾構(gòu)隧道線路平面宜順直，與高架橋工程宜為正交；當(dāng)長(zhǎng)距離并行下穿時(shí)，應(yīng)采6.4.3線路縱斷宜避免穿越斷裂帶、巖溶、半軟半硬、孤石、砂卵石等不利地層，確因條件限制無(wú)法避開(kāi)不利地層時(shí)，應(yīng)結(jié)合所處的地質(zhì)條件進(jìn)行分析，必要時(shí)6.5.1盾構(gòu)隧道下穿高架橋的防護(hù)措施設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，綜合考慮工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特點(diǎn)、周6.5.2對(duì)注漿、旋噴等有壓力的地層預(yù)加固應(yīng)采取控制注漿壓力、設(shè)置減壓槽等措施，在實(shí)施前制定——盾構(gòu)隧道下穿高架橋，當(dāng)隧道位于軟黏土及飽和粉、細(xì)砂等不良地層時(shí)，或與隧道之間距離——隔離樁宜采用鉆孔樁，其與隧道結(jié)構(gòu)間的凈距不應(yīng)小于0.5m，與高架橋樁基的中心距不宜小6.5.4地層加固可采用注漿、深層攪拌、高壓旋噴等方式，地層加固應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)或室內(nèi)試驗(yàn)，以檢驗(yàn)加固方式b)注漿加固設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)加固目的、地層條件、d)注漿鉆孔宜采用梅花形布置，口徑70mm～120mm，間距0.6m～1.8m。垂直精度應(yīng)小于1%，f)注漿加固后地層無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于0.5MPa深層攪拌加固c)攪拌樁的垂直度偏差不應(yīng)大于1.5%，樁位偏差不應(yīng)大于50mm，樁徑偏差不應(yīng)大于4%。d)深層攪拌樁7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于0.2MPa～0.5MPa，加固后地層無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于b)旋噴加固范圍應(yīng)根據(jù)加固目的、工程高壓旋噴加固d)高壓旋噴注漿的主要材料可以選用以水泥為主的單液型，也可選用水泥、水玻璃為主的雙液e)高壓旋噴樁鉆孔垂直度偏差不應(yīng)大于1.5%。樁位和樁體直徑偏差不應(yīng)大于50mm。樁身中f)采用高壓旋噴樁進(jìn)行地基加固時(shí)，對(duì)橋梁基礎(chǔ)產(chǎn)生的附加應(yīng)力不大于20kPa。g)加固后地層無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于0.5MPa——橋梁基礎(chǔ)托換設(shè)計(jì)前，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查收集相關(guān)資料，對(duì)原有地基進(jìn)行加密勘察，對(duì)橋梁基礎(chǔ)——橋梁基礎(chǔ)托換設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)既有橋梁鑒定結(jié)論，制定既有橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變超前和托換結(jié)構(gòu)應(yīng)力滯后的削減措施；并根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基——臨時(shí)托換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，荷載取值根據(jù)施6.5.6隧道的工作井、聯(lián)絡(luò)通道及泵房等附屬工6.5.7隧道施工應(yīng)在隔離樁及其它加固措施達(dá)到設(shè)計(jì)要求后——盾構(gòu)隧道施工期間應(yīng)進(jìn)行壁后注漿，壁后注漿分為同步注漿和二次補(bǔ)強(qiáng)注漿，應(yīng)根據(jù)地層特——同步注漿量應(yīng)按照公式(C.10)計(jì)算；——二次補(bǔ)強(qiáng)注漿應(yīng)通過(guò)管片預(yù)留注漿孔完成，特殊情況也可通過(guò)地面或地層注漿等其他方式完6.5.9城市軌道交通盾構(gòu)隧道下穿高架橋時(shí)，宜增設(shè)管片注漿孔作為應(yīng)急7.1.1盾構(gòu)隧道下穿高架橋施工前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提出的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)編制專項(xiàng)施工方案，并應(yīng)編制風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)7.1.2盾構(gòu)隧道下穿高架橋施工前，應(yīng)對(duì)盾構(gòu)機(jī)設(shè)備進(jìn)行全面故障排查及檢修，并組織條件驗(yàn)收，驗(yàn)7.2.2當(dāng)盾構(gòu)隧道在小半徑曲線段掘進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)采取措施減小已成型管片的橫向與豎向位移對(duì)盾構(gòu)7.3.1盾構(gòu)隧道下穿高架橋施工前，應(yīng)提前進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)線性復(fù)測(cè)及糾偏，避免在盾構(gòu)隧道下穿7.3.2盾構(gòu)隧道下穿高架橋施工過(guò)程中，應(yīng)做好管片點(diǎn)位選擇，合理控制油缸壓力和千斤頂7.3.3應(yīng)對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)及管片狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量和人工復(fù)核，按照設(shè)計(jì)軸線進(jìn)行掘進(jìn)控制。當(dāng)盾構(gòu)軸線偏離——盾構(gòu)糾偏應(yīng)防止盾尾漏漿而增大地面變形；——實(shí)施盾構(gòu)糾偏應(yīng)逐環(huán)、小量糾偏；——根據(jù)盾構(gòu)的橫向和豎向偏差及轉(zhuǎn)動(dòng)偏差，宜采取千斤頂分組控制、仿行刀適量超挖或反轉(zhuǎn)刀7.3.4在盾構(gòu)隧道下穿高架橋施工過(guò)程中，遇到下列情況時(shí)，應(yīng)停止掘進(jìn)、分析原因并及時(shí)采取處理——盾構(gòu)前方地層沉降或隆起超過(guò)報(bào)警值；——盾構(gòu)軸線偏離隧道設(shè)計(jì)軸線超過(guò)±50mm；——管片嚴(yán)重開(kāi)裂或嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)；7.3.5在盾構(gòu)隧道下穿高架橋施工過(guò)程中同時(shí)存在盾構(gòu)小半徑曲線掘進(jìn)時(shí)，制定相應(yīng)的小半徑曲線施——盾尾壁后注漿應(yīng)選擇體積變化小、早期強(qiáng)度高、速凝型的注漿材料；——施工過(guò)程中應(yīng)考慮小半徑曲線施工開(kāi)挖面不均勻附加推力、盾殼非對(duì)稱摩擦力、刀盤超挖引起盾尾間隙差異等因素對(duì)地表變形沉降的影響。盾構(gòu)小半徑曲線掘進(jìn)地表變7.4掘進(jìn)參數(shù)控制7.4.1盾構(gòu)隧道下穿高架橋施工前，應(yīng)根據(jù)隧道工程地質(zhì)及水文條件、地表環(huán)境、橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、橋7.4.2土壓平衡盾構(gòu)在軟土地層或含水量較大地層應(yīng)保持渣土充滿土倉(cāng)；在“上軟下硬”地層中，應(yīng)控制土倉(cāng)接近滿倉(cāng)掘進(jìn)；在石灰?guī)r等巖質(zhì)地層中，應(yīng)合理控制土倉(cāng)7.4.3盾構(gòu)掘進(jìn)速度應(yīng)與地表控制的隆7.4.4盾構(gòu)隧道下穿高架橋施工過(guò)程應(yīng)提前做好姿態(tài)調(diào)整及渣土改良，維持連續(xù)平穩(wěn)掘進(jìn)，避免長(zhǎng)期7.5.1應(yīng)加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，隨時(shí)調(diào)整推進(jìn)參數(shù)，控制施工后地表變形量，控制盾構(gòu)、管片、設(shè)計(jì)軸線三7.5.2推進(jìn)過(guò)程中應(yīng)掌握好開(kāi)挖面盾構(gòu)隧道軸線施工允許偏差應(yīng)為±50mm。7.6盾構(gòu)注漿控制7.6.1城市軌道交通盾構(gòu)隧道下穿高架橋工程，應(yīng)加強(qiáng)注漿控制，并根據(jù)注漿填充效果進(jìn)行壁后二次7.6.2同步注漿控制應(yīng)以注漿量和注漿壓力雙指標(biāo)結(jié)合的方法，填充系數(shù)應(yīng)根據(jù)地層條件、施工狀況7.6.3二次補(bǔ)強(qiáng)注漿不宜超過(guò)盾尾管片脫出后5凝結(jié)時(shí)間、可填充性、流動(dòng)性、收縮率和環(huán)——注漿壓力根據(jù)地質(zhì)條件、注入方式、管片類型、設(shè)備性能、漿液特性以及隧道埋深等綜合確8.1.1盾構(gòu)隧道下穿高架橋施工應(yīng)建立施工測(cè)量和監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)，并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)信息化動(dòng)態(tài)管理。8.1.2城市軌道交通盾構(gòu)隧道下穿高架橋監(jiān)測(cè)項(xiàng)目見(jiàn)附錄D，并根據(jù)相應(yīng)安全評(píng)估8.1.4盾構(gòu)隧道下穿鐵路、軌道交通橋梁宜采用遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方8.1.5城市軌道交通盾構(gòu)隧道下穿高架橋監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目特點(diǎn)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目控制值、當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)黃色預(yù)警變形監(jiān)測(cè)的絕對(duì)值和速率值雙控指標(biāo)均達(dá)到控制值的70%，或雙控指標(biāo)之一達(dá)到控制值的85%。橙色預(yù)警變形監(jiān)測(cè)的絕對(duì)值和速率值雙控指標(biāo)均達(dá)到控制值的85%，或雙控指標(biāo)之一達(dá)到控制值。8.1.6出現(xiàn)突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事件時(shí)，應(yīng)在原有監(jiān)測(cè)工作的基礎(chǔ)上有針對(duì)性地加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)、提高監(jiān)測(cè)頻率或增8.2.1橋梁結(jié)構(gòu)豎向位移、水平位移及垂直度測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在墩頂和墩身上，并宜在墩頂和墩身兩側(cè)對(duì)稱布置；群樁承臺(tái)宜適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)；工程地質(zhì)不良地段宜適當(dāng)增加監(jiān)8.2.2橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)宜布設(shè)在橋8.2.3橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫寬度監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)裂縫的具體情況，選擇應(yīng)力或應(yīng)力變化較大部位的裂縫或?qū)挾取?017和GB50911—2013相關(guān)要求；當(dāng)采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，數(shù)據(jù)采集頻率宜采用20min/次~監(jiān)測(cè)部位監(jiān)測(cè)對(duì)象開(kāi)挖面至監(jiān)測(cè)點(diǎn)或監(jiān)測(cè)斷面的距離5D＜L2≤8D3D＜L2≤5D3D＜L2≤8DL2＞8D監(jiān)測(cè)頻率（1次～2次）/1d注2：L2為開(kāi)挖面至監(jiān)測(cè)點(diǎn)或監(jiān)測(cè)斷面的——監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整理，并結(jié)合施工進(jìn)度對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)及發(fā)生預(yù)警的可能性進(jìn)行——當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警條件時(shí)，應(yīng)按相應(yīng)的預(yù)警狀態(tài)發(fā)出預(yù)警并啟動(dòng)相應(yīng)的預(yù)警響應(yīng)；當(dāng)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)對(duì)其原因及風(fēng)險(xiǎn)征兆進(jìn)行及時(shí)——監(jiān)測(cè)報(bào)告應(yīng)包括監(jiān)測(cè)日?qǐng)?bào)、預(yù)警報(bào)告、階段報(bào)告和總結(jié)報(bào)告。監(jiān)測(cè)日?qǐng)?bào)應(yīng)在盾構(gòu)隧道下穿高架橋工程監(jiān)測(cè)周期內(nèi)逐日?qǐng)?bào)送當(dāng)日監(jiān)測(cè)情況；階段報(bào)告可根據(jù)下穿工程進(jìn)程及相關(guān)要求提交；預(yù)警報(bào)告應(yīng)在出現(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)警后提交，及時(shí)報(bào)告發(fā)生預(yù)警的項(xiàng)析原因、提出處置建議；總結(jié)報(bào)告應(yīng)在下穿工程監(jiān)測(cè)工作完成后提交，匯總整理監(jiān)測(cè)資記錄分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，總結(jié)預(yù)警及處置情況，得出監(jiān)測(cè)城市軌道交通盾構(gòu)隧道下穿高架橋施工風(fēng)險(xiǎn)清單見(jiàn)表指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)類別編號(hào)13456789風(fēng)險(xiǎn)因素盾構(gòu)軸線偏移風(fēng)險(xiǎn)管片接縫滲透水開(kāi)挖面土壓失衡風(fēng)險(xiǎn)盾尾注漿質(zhì)量不良風(fēng)險(xiǎn)地層變形過(guò)大風(fēng)險(xiǎn)墩臺(tái)傾斜風(fēng)險(xiǎn)橋樁單樁沉降過(guò)大相鄰橋樁差異沉降風(fēng)險(xiǎn)橋梁結(jié)構(gòu)損傷風(fēng)險(xiǎn)高鐵軌道變形風(fēng)險(xiǎn)附屬設(shè)施損害風(fēng)險(xiǎn)近距離下穿疊加擾動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)兩區(qū)間施工擾動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)營(yíng)振動(dòng)動(dòng)力影響風(fēng)險(xiǎn)盾構(gòu)施工對(duì)橋樁變形影響盾構(gòu)施工對(duì)橋樁應(yīng)力影響地質(zhì)條件勘探不明風(fēng)險(xiǎn)細(xì)砂層及卵石層風(fēng)險(xiǎn)地下水流失風(fēng)險(xiǎn)地表沉降過(guò)大周圍建(構(gòu))筑物損傷風(fēng)險(xiǎn)施工揚(yáng)塵及噪聲污染地下水?dāng)嗔骰蛭廴緶y(cè)點(diǎn)布置不良監(jiān)控量測(cè)信息反饋滯后量測(cè)儀器損壞或精度不良應(yīng)變措施和加固措施不當(dāng)施工人員安全意識(shí)淡薄施工組織管理風(fēng)險(xiǎn)工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)工期延長(zhǎng)風(fēng)險(xiǎn)不可預(yù)知因素風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)，開(kāi)挖面位于x=0處的yoz平面，盾構(gòu)直徑為D，盾構(gòu)機(jī)盾殼長(zhǎng)度為L(zhǎng)，隧道軸線埋深為H。5ox4y1zc)盾構(gòu)曲線掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)定盾尾千斤頂分組推力及行程來(lái)實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)姿態(tài)偏轉(zhuǎn)。根據(jù)盾構(gòu)d)開(kāi)挖面推力由于千斤頂分組的影響而表現(xiàn)出不均勻性，假定開(kāi)挖面附加推力以刀盤中線為界左側(cè)、右側(cè)分別均勻分布，分別為摩擦力f1、f2，且f2=ηf1(η≤1)，η為盾殼摩擦力差異系f)盾尾注漿壓力p沿管片圓周徑向均勻分布，作用范圍為盾尾后方1環(huán)管片寬度。5Z8Z837678890°90°Z1Z6Z7Z19Z224Z3Z4/Z18Z17Z16\Z141Z13Z9Z11Z10Z129Z21Z22Z5Z2090°90°Z1Z6Z7Z19Z224Z3Z4/Z18Z17Z16\Z141Z13Z9Z11Z10Z129Z21Z22Z5Z20a)盾構(gòu)千斤頂推力分組b)r為該微元至開(kāi)挖面中心的距離；θ為該微元與開(kāi)挖面中心水平面的夾角。該微元所受集中力為dPh=qrdrdθ,q為某一點(diǎn)的開(kāi)挖面附加推力；為求dPh在坐標(biāo)系xyz中某一點(diǎn)(x，y，z)處引起的地表豎向位移dw2，圖中Mindlin解x′y′z′坐標(biāo)系的坐標(biāo)系變換按照公式(B.1)計(jì)算。1y′yy′yHHdAdθz′z··········································································································B.2.2根據(jù)曲線盾構(gòu)線路左、右側(cè)附加推力不等而分區(qū)間積分，可得開(kāi)挖面附加推力引起的地層變形wq按照公式(B.2)計(jì)算?！ぁぁぁ?B.2)Rq1=√x2+(y?rcosθ)2+(z?H+rsinθ)2········································(B.3)Rq2=√x2+(y?rcosθ)2+(z+H+rsinθ)2········································(B.4)Rq3=√x2+(y+rcosθ)2+(z?H?rsinθ)2········································(B.5)Rq4=√x2+(y+rcosθ)2+(z+H+rsinθ)2········································(B.6)B.3.1盾殼摩擦力引起的地層變形計(jì)算模型如圖B.4所示，對(duì)于盾殼上任一微元的面積dA=Rdθds，R為盾殼半徑；s為該微元至開(kāi)挖面的軸向距離。該微元所受集中力為dPh=fRdθds，坐標(biāo)系變換按照公················································1xxoyx′y′sfsf鄉(xiāng)dθdAds2ds2′3z′3zds——沿盾殼軸向微元的長(zhǎng)度；B.3.2根據(jù)曲線盾構(gòu)線路內(nèi)、外側(cè)盾殼摩阻力不等而分區(qū)間積分，可得盾殼摩擦力引起的地層變形wfRf1=√(x+s)2+(y?Rcosθ)2+(z?H+Rsinθ)2··································(B.9)Rf2=√································Rf3=√(x+s)2+(y+Rcosθ)2+(z?H?Rsinθ)2································(B.11)Rf4=√(x+s)2+(y+Rcosθ)2+(z+H+Rsinθ)2································(B.12)填盾尾管片外圍間隙。在盾尾同步注漿過(guò)程中，由于注漿液在間隙中相互貫通，假定注漿壓力p沿管片圓周徑向均勻分布，忽略注漿壓力p水平分量引起的豎向位移，其豎向分量引起的地表變形wp按照公式Rp1=√(x+s+L)2+(y?Rcosθ)2+(z?H+Rsinθ)2·····························(B.14)Rp2=√(x+s+L)2+(y?Rcosθ)2+(z+H?Rsinθ)2·····························(B.15)S——盾尾注漿段長(zhǎng)度，單位為米(m)，一般取1環(huán)管片B.5.1盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，刀盤超挖將使盾殼與周圍土層間產(chǎn)生一定空隙，造成地層損失進(jìn)而引起地層損失集中在盾尾處，隧道周圍地層損失均勻分布，其引起的地表······················B.5.2對(duì)于地層損失量Vloss可根據(jù)等效土體損失參數(shù)g進(jìn)行計(jì)算，如圖B.5所示，在盾構(gòu)直線施工中，R′=R?g/2，R′為隧道管片結(jié)構(gòu)外半徑，地層損失量Vloss按照公式(B.17)計(jì)算。vloss=πR2?πR′2=π(Rg?.17)B.5.3而對(duì)于盾構(gòu)小半徑曲線施工，由于盾構(gòu)小半徑曲線掘進(jìn)線路內(nèi)側(cè)超挖較大，會(huì)使內(nèi)側(cè)等效土體損失參數(shù)g大于外側(cè)，設(shè)線路內(nèi)側(cè)額外超挖量為δ,單位為米（m）。因此，由盾構(gòu)直線施工修正得到的gc=g+δ······································································(B.18)將公式(B.18)中的gc替代式(B.17)中的g，可得到曲線盾構(gòu)的地層損δ=(Rc?R)?√(Rc?R)2?L]················································(B.20)Rc——曲線盾構(gòu)線路的曲線半徑，單位為米（m）；L1——單段盾殼長(zhǎng)度，單位為米（m考慮盾構(gòu)機(jī)鉸接裝置的作用，取L1=L/2。對(duì)盾構(gòu)直線掘進(jìn)引起的圓柱體均勻分布地層損失理論進(jìn)行修改，將坐標(biāo)系沿y軸進(jìn)行平移，平移距離為0.5δ,進(jìn)行坐標(biāo)變換y′=y+0.5δ,得到盾構(gòu)曲線掘進(jìn)地層損失引起的地表豎向位移wv按照公式o′oy′yH0.5gδHR′RR′RR′2R0.5δ23′z′z漿壓力以及地層損失引起的地表變形4部分組成，其總變形w按照公式(B在盾構(gòu)平穩(wěn)掘進(jìn)時(shí)，其總推力F按照公式(C.1)計(jì)算：Ft——盾構(gòu)總推力理論計(jì)算值；F2——盾構(gòu)掘進(jìn)的正面阻力；F4——切口環(huán)貫入地層的貫入阻力；F6——牽引后配套拖車的牽引阻力。在盾構(gòu)實(shí)際施工中，F(xiàn)4、F5、F6的影響較小，為便于工程應(yīng)用可不予考慮，影響盾構(gòu)總推力的主要組成部分為F1、F2、F3，F(xiàn)1按照公式(C.2)或(C.3)計(jì)算，F(xiàn)2按照公式(C.4)計(jì)算，F(xiàn)3按照公式F1=πDlLc········································································(C.2)Dl——盾殼外徑；對(duì)于高滲透性地層中掘進(jìn)，作用在盾殼上的土壓力應(yīng)按有效重度計(jì)算，F(xiàn)1按照公式(C.3)計(jì)算。F1=fy′Dl[2(1+ka)H?Dl(π+2ka)]L+fw······································(C.3)γ'——土體有效重度；L——盾構(gòu)主機(jī)長(zhǎng)度；對(duì)于面板式盾構(gòu)機(jī)，F(xiàn)2按照公式(C.4)計(jì)算。F2=λ····························p——土倉(cāng)壓力平均值；p′——面板上的壓力附加值。根據(jù)盾尾管片、盾尾刷與盾殼的摩擦力關(guān)系，F(xiàn)3按照公式(C.5)計(jì)算。F3=n1WSμS+πDsbpTn2μS·························································(CPT——盾尾刷內(nèi)的油脂壓力；n2——盾尾刷的層數(shù)。盾構(gòu)機(jī)刀盤在切削巖、土體過(guò)程中，其刀盤扭矩T按照公式(C.6)計(jì)算。TTT1=ptan2(45°++2cta在黏性土中，T2按照公式(C.8)計(jì)算。K0fYH·················