大口径污水管道在盾构推进微扰动状态下的沉降分析

摘要

针对上海轨道交通7号线5标区间隧道在盾构推进施工工程中所遇到的复杂问题，本文探讨了在复杂应力状态下，大口径埋地管道在受微扰动情况下的管线沉降问题。考虑到管线由管节搭接而成的特殊结构，在对管道进行整体刚度分析时做了等效处理。并运用非个固结-梁理论和里茨差分法分析了大口径埋地污水管道的微扰动沉降问题。本文的主要工作及其创新点：
　　 (1)在分析管线沉降时，针对钢筋混凝土污水管线整体刚度大和局部搭接问题，运用能量原理，导出受扰动的大口径污水管线的势能方程式，提出非全固结--梁理论来解决埋地管线的沉降问题。
　　 (2)结合工程实际分析了大口径管线在多次扰动情况下的沉降以及管线在沉降时管节间搭接的张开角和张开量问题，探讨了管线在运行状态下的防渗安全性问题。
　　 (3)针对管线在扰动状态的沉降力学特征，采用数值模拟的方法，运用FLAC3D对实际工程进行模拟分析，得出管线的沉降变化趋势，并和理论计算以及工程实测值进行对比，趋势相当吻合。
　　 (4)对埋地管线进行参数敏感性分析，考虑到土层变化、土层扰动范围、埋置深度以及管道自身管径的大小变化等参数的影响，得到管线在微扰动状态时各种工况下的沉降规律。
　　 本文研究的方法和成果，将为复杂工况下管线扰动沉降分析和穿越管线的安全施工及相关防护提供有益的参考方案和理论补充。