[发明专利]一种盾构隧道管片错台变形获取方法

说明书

本发明属于地下工程施工技术领域，公开了一种盾构隧道管片错台变形获取方法，包括如下步骤：S1、建立管片环数值计算模型，根据其获取管片环缝的剪切刚度；S2、使用压力传感器获取管片环所受挤压力及沿轴向的衰减；S3、使用粘滞阻力测试仪获取浆液对管片的粘滞阻力；S4、使用管片环浆液上浮力试验装置及试验方法获取盾尾注浆对管片上浮力；S5、建立管片错台变形获取模型，并根据其获取管片错台变形结果；本发明解决了现有技术存在的缺乏一种能够对盾尾刚拖出盾尾管片环发生上浮和错台可能性及不利影响作出准确评价的方法，更无法为优化盾构掘进方案提供依据及解决方案的问题。

技术领域

本发明属于地下工程施工技术领域，具体涉及一种盾构隧道管片错台变形获取方法。

背景技术

本世纪初以来，我国沿海、沿江主要城市地铁建设逐渐进入高潮；截止2017年底，获得国家发改委批准建设地铁的城市已经达到了43个，其中不仅包括北上广深等一线城市，还有不少二三线城市；在运营里程方面，上海已经成为世界上地铁运营里程最长的城市，北京排名第二；我国城市地铁建设大多采用单液浆进行管片环壁后注浆，当地层具有一定的自稳性时，比如全断面围岩地层、砂卵石地层，刚拼装后拖出盾尾的管片环在壁后注浆上浮力的作用下，管片易发生上浮和错台，导致管片环缝渗漏、破损严重，严重影响我国地铁隧道“百年大计”工程实施，也加大了后期维护运营的成本和难度，现有技术中，更是缺乏一种能够对盾尾刚拖出盾尾管片环发生上浮和错台可能性及不利影响作出准确评价的方法，更无法为优化盾构掘进方案提供依据及解决方案。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种盾构隧道管片错台变形获取方法，用于解决现有技术存在的缺乏一种能够对盾尾刚拖出盾尾管片环发生上浮和错台可能性及不利影响作出准确评价的方法，更无法为优化盾构掘进方案提供依据及解决方案的问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种盾构隧道管片错台变形获取方法，包括如下步骤：

S1：建立管片环数值计算模型，根据其获取管片环缝的剪切刚度；

S2：使用压力传感器获取管片环所受挤压力及沿轴向的衰减；

S3：使用粘滞阻力测试仪获取浆液对管片的粘滞阻力；

S4：使用管片环浆液上浮力试验装置及试验方法获取盾尾注浆对管片上浮力；

S5：根据管片环缝的剪切刚度、管片环所受挤压力及沿轴向的衰减、浆液对管片的粘滞阻力以及盾尾注浆对管片上浮力，建立管片错台变形获取模型，并根据其获取管片错台变形结果。

进一步地，步骤S1中，管片环数值计算模型为：建立环缝错台量与外荷载剪力之间的关系曲线，并根据其获取与剪切变形相对应的环缝剪切刚度；

关系曲线的影响因素包括环缝接触摩擦、一根轴向螺栓剪切以及剪切销。

进一步地，步骤S2中，压力传感器埋设于管片环缝面，其与外部设备通信连接。

进一步地，步骤S3中，粘滞阻力测试仪包括上层钢板、下层钢板以及弹簧测力器；

上层钢板与下层钢板平行设置，上层钢板的一侧与下层钢板的对应的一侧固定连接，且两者之间填充浆液，上层钢板的宽度与下层钢板的宽度相同，且上层钢板的长度大于下层钢板的长度；

下层钢板远离上层钢板的端面与平面平行且固定连接，弹簧测力器与上层钢板远离下层钢板的端面垂直且固定连接。

进一步地，步骤S4中，盾构隧道管片浆液上浮力试验装置，包括主体、孔压计组、空压机以及调压装置，主体包括中空的有机玻璃圆柱、底盘以及盖板，底盘与有机玻璃圆柱的底端固定连接，盖板与有机玻璃圆柱的顶端可拆卸连接，调压装置与空压机连接，盖板顶端设置有通孔，空压机通过通孔连通有机玻璃圆柱的内部；