盾构隧道排水研究论文提纲

论文题目：城市深隧排水盾构隧道管片接头力学行为研究

摘要：随着浅层地下空间的利用趋于饱和,采用盾构法修建城市深层排水隧道已成为当前城市排水管网改造的重要课题。与一般交通盾构隧道不同,排水深隧盾构隧道衬砌结构不仅处于较大的埋深,同时在隧道运营期间还受到内部水压的作用,这使得衬砌结构的轴力与交通隧道相比产生了压力逐渐减小并转变成拉力的过程,以致进一步引起接头的力学行为（张开量、张开角以及抗弯刚度等）改变,对接头的承载能力以及防水渗漏提出了挑战。然而,国内针对深隧排水盾构隧道接头的研究仍较少,大多数集中在交通隧道,本文的研究探明了深隧排水盾构隧道接头的力学特性,为具体工程提供了指导。本文依托武汉大东湖区污水深隧盾构隧道工程,针对排水深层盾构隧道接头力学特性开展研究,主要的研究工作及成果如下:1.根据工程隧道所处的地质条件,选取了具有代表性的外水土荷载计算断面,依据不同的荷载计算方法计算外水土荷载。依据计算所得荷载以及工程实际内水压大小对利用有限元软件建立的单、双层衬砌结构模型进行加载,研究了不同外水土荷载与内水压下,衬砌结构内力的变化规律,确定了衬砌结构内力的取值范围。2.利用有限元软件建立了单层衬砌接头精细化模型,通过已经计算得到的单层衬砌结构内力的取值范围,对模型进行加载,探明了施工期与运营期,单层衬砌接头张开量、张开角、抗弯刚度以及接缝面应力随弯矩与轴力的变化关系。计算结果表明,运营期间接头的最大张开量为2.7mm,相较于施工期增加了371%;施工期间接头抗弯刚度取值在26~245MN·m·rad-1之间,运营期间接头抗弯刚度取值在6~25MN·m·rad-1之间。3.通过有限元软件建立了双层衬砌接头精细化模型,通过已经计算得到的双层衬砌结构内力的取值范围,对模型进行加载,研究了施工期与运营期,双层衬砌接头张开量、张开角、抗弯刚度以及接缝面应力随弯矩与轴力的变化关系。计算结果表明,运营期间接头张开量控制在1mm之内,接头抗弯刚度在4~90 MN·m·rad-1范围内。4.通过对比分析同等荷载（外水土荷载与内水压）情况下单、双层衬砌接头的最大张开量,后者比前者小,且在隧道主体通水运营期间同等荷载条件下双层衬砌管片接头的抗弯刚度较单层衬砌接头大,即同等条件下双层衬砌接头的变形能力弱于单层衬砌接头。故而,从接头承载能力以及防止污水渗漏这两个方面考虑,建议武汉大东湖区污水深隧盾构隧道工程采用双层衬砌,本文研究所得接头抗弯刚度可以作为依托工程接头设计与施工的可靠取值。

关键词：深隧排水;盾构隧道;管片接头;力学特性;内水压;双层衬砌

学科专业：建筑与土木工程（专业学位）

摘要

abstract

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外盾构隧道管片接头研究现状

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

1.4 工程背景

1.4.1 工程概况