竖向顶管法中的水平盾构隧道管片设计方法研究

摘要

竖向顶管法施工具有对周边环境影响小、施工便利等优点,与普通的水平盾构隧道管片的内力计算不同,在竖向顶管法施工过程中,竖向管节的重力、顶管机朝下的顶升反力、竖向开挖引起的土体卸载等因素会引起水平盾构隧道管片的内力变化,因此,有必要对水平盾构隧道管片的内力计算进行研究。将竖向顶管法中的水平盾构隧道分为开口区、反力区、邻接区、主线隧道区四个区域,基于自由变形法,对施工阶段和运营阶段的管片进行了受力分析,根据不同区域及阶段下管片的受力情况,得到各组荷载作用下的内力计算公式,通过算例进行内力计算分析。结果表明:管片环顶部和底部的弯矩在侧向水平地层压力处的差别最大,其它荷载对引起的顶底部弯矩值差异相对较小;除侧向水平压力外,其它各荷载引起的剪力值在管片环顶部和底部基本呈现出互为相反数的关系。