组合施工，是先开挖，形成初始衬砌，再推进盾构机，并组装管片的工法   珠海出租云梯车, 珠海云梯车出租, 珠海云梯车   分析组合施工中，盾构姿态对管片受力的影响。矿山法爆破开挖时，隧道横截面的尺寸难以掌握。盾构推进时，管片是隧道的主要受力体系。空推拼装管片时，推力变化会影响盾构姿态。盾构姿态控制不好，空推时易导致管片出现下沉、错台、偏移、上浮等问题，管片受力不均，易引起管片压紧不密实、成型隧道整体弯曲变形等质量问题。

     盾构姿态对管片受力的影响，一直以来都受地铁隧道行业的关注。施工过程中，姿态调整不好，推进时易出现盾构旋转，造成整个工程质量低、管片破损，隧道渗水等缺陷。展开盾构机姿态对管片受力的影响研究，探讨由于盾构姿态改变导致的管片的应力、位移、压紧不密实、环间渗水等问题。具有实际工程理论指导意义，可为相似工程的提供理论依据，指导实际施工。

   （1）组合施工技术在我国的发展, 单一的盾构法或矿山法对土层有很大的局限性。目前，在我国的隧道施工中，矿山法与盾构法组合施工在地铁修建行业也得到了发展，并且逐渐成为关注的课题。当遇到软硬不均且距离较长地层时，杨书江[12]采用了盾构管片衬砌掘进的方法，顺利通过硬岩地层。施工时，在风井处作施工竖井，进行相应初步支撑。待隧道连通之后，盾构机空推通过导台，同时拼装管片，填充管片后空隙。在组合施工控制中，提出了相应的几点建议：（1）合理布置施工竖井；（2）矿山法隧道尺寸的选取，施工顺利进行的关键取决于合理的隧道尺寸；（3）矿山法施工时，盾构机沿着隧道轴线推进十分重要。在分析施工中的测量、导台精度、盾构空推、回填注浆时，提出了组合施工方法的控制要点，并且针对施工中的难点，提出了有效的解决办法，为成型隧道的质量提供了保障。在组合施工中拼装管片方面， 从空推中渗漏机理进行分析，针对渗漏水的问题，提出了对应的解决办法。  在城市地下隧道组合施工技术研究中，在矿山法段施工段，方案的总体设计以“矿山法开挖＋锚喷初支＋管片衬砌”（复合施工）为思路，应用特殊工艺，降低施工风险，保障工程安全。并且对推力进行模拟，得出符合设计要求的推力。针对武汉地铁6号线下穿2号线既有车站遇到的问题，对盾构穿越暗挖段中的不足，提出了解决方案，并对施工中的建筑物轨面沉降及轨面沉降进行分析。在此基础上，在组合施工研究中，对施工工法的介绍很详尽。但是，在施工中，管片受力及姿态控制等理论方面分析涉及甚少，对实际施工也缺乏理论性的支撑和指导。理论性的分析和数值模拟能为实际施工提供参考，对其进行分析研究也是社会发展的需要。（2）姿态控制及管片受力的研究4在盾构姿态控制研究中，很多学者做了相关的分析。考虑到一些因素，如超挖土体、盾尾空隙、刀盘转动方向、土体松驰及动态平衡、盾体滑移等情况，并模拟了荷载与力矩达到平衡，观察盾构姿态的改化。根据模型，土体挖掘超限会影响盾构姿态。在盾构姿态研究方面，分析了管片的纵向、横向受力、位移分布情况,并与无推力时进行了比较。该研究对类似地质分布的管片受力和盾构姿态调整,有工程指导意义及参考价值。分析了土层分布、刀盘扭矩、千斤顶、壁后注浆等方面对盾构姿态的影响。在详细分析盾构掘进受力的基础上，等把加载在盾构上的各力转化为纠偏力矩，分析在纠偏力矩作用下俯仰角，找到纠偏力矩与俯仰角间的关系。表明：双环控制结构动态能完成调节千斤顶区域的推力作用，从而达到纠偏的目的。研究了隧道设计轴线、管片中线及盾构轴线三者的5种关系。从三方面（偏移量、最小盾尾间隙及油缸行程差）分析盾构掘进姿态参数；盾构施工中姿态控制主要从纠偏、前进方向调整两方面阐述。运用ANSYS有限元软件，模拟组合施工的动态过程。在模拟中，盾构管片周围设置的监测点，进行计算，分析得出了组合施工时管片的受力变化规律。以盾构姿态调整为背景，研究了影响盾构姿态的因素，技术要求。介绍管片姿态和盾构姿态之间的关系时，以数学模型来量化分析。应用弹性力学厚壁圆筒理论，对组合施工段进行相关研究。应用ANSYS分析软件模拟，监测管片的纵向应力、围岩位移。在以上研究的组合施工中，盾构姿态与管片受力的分析也很详细，但是对二者的分析基本上是独立进行的，对于二者间的关系未曾明确的作出分析。组合施工中，盾构姿态与管片受力之间存在相应的关系，理想的盾构姿态，为管片受力创造了合适的运行空间，通过分析管片的受5力状态判断盾构姿态，二者联系紧密。

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   组合施工工法及优点:  在遇到硬岩段（未风化、微风化、中风化）土体时，常用组合施工法。该工法在城市地铁修建时，结合地面灌浆充填工艺，能改善管片的防渗，保障工程质量。组合施工法将两种方法组合，用于解决盾构法遗留的问题。具体的做法是：先用矿山法爆破硬岩段土体，形成轮廓，进行初步支撑，空推盾构机，拼装管片形成二衬，填充管片和初支间的空隙，构成喷射砼、注浆液和管片复合形式支护隧道。组合施工工法具有以下优点：（1）爆破开挖局部硬岩隧道，扩展了盾构法的应用范围，对附近环境产生的影响不大。（2）规避了设备在长距离硬岩段施工中造成的损耗，对刀盘的磨耗较小。（3）区间隧道以拼装的管片作为二次衬砌，整体隧道线形统一、有利于通风。组合施工法对地质条件和环境有较高的要求，结合了2种方法的优点，能创造经济、社会和环境和谐发展的新局面。组合施工法的关键技术和创新点体现在以下3点：（1）管片与初支间空隙的填充使用机头前喷豆砾石、地面钻孔注浆、同步注浆的三级填充方式；（2）盾构空推施工工序的优化；（3）早强混凝土技术的应用。管片与初支间建筑空隙的填充，是影响隧道施工质量的重要环节。一般采用的三级填充方式，新三级填充方式采用喷豆砾石、地面钻孔注浆、同步注浆，不仅避免了建筑空间对隧道的限制，提高施工进度，而且很好的提高了管片的防水效果。在组合施工条件下，研究盾构机姿态对管片受力的影响，分6析二者间的关系，提出相应的盾构姿态调整与控制的措施。

     研究内容（1）组合施工过程中管片力学分析, 组合施工中，由于拼装顺序的前后、管片受到来自盾构千斤顶的推力、以及管片环间的摩擦力和挤压力、管片环外回填豆砾石注浆握裹力大小等因素影响，对管片的纵向及横向都会产生相应的影响，从而产生相应的位移。（2）盾构机姿态对管片受力的影响分析, 在组合施工中，盾构机姿态经常会改变。假定部分外界条件不变，模拟盾构姿态发生变化时管片受力。当推力大小及方向变化时，分析管片应力及位移。（3）盾构姿态调整与控制方法研究影响, 盾构机姿态的因素有很多，通过分析管片的受力，提出有效的控制方法与调整步骤，进而改善管片受力，解决在工程施工中出现的隧道弯曲变形，管片压紧不实渗水等问题，从而提高工程质量。

      文章的创新点体现在：组合施工中，直接分析盾构机姿态变化对管片受力的影响较困难，以推力为中间桥梁，连接盾构姿态与管片受力，通过推力变化引起盾构姿态变化，分析管片的应力及位移的变化，完成姿态变化对管片受力的影响。论文的研究方法（1）数值模拟分析分析盾构机姿态对组合施工中管片受力的影响时，用大型有限元分析软件ANSYS，分析姿态变化时管片横向、纵向应力及位移。在模型中，将隧道断面视为圆形截面。忽略管片纵向连接处的作用，将管片看作薄壁圆环，将一环管片视为均质环管。注浆层及管片以solid45单元(三维实体单元)模拟。根据模拟结果，分析数据。

    （2）理论分析法对影响盾构姿态的因素进行理论分析，找到主要因素——推力。管片拼装时，对空推反力进行理论计算，为数值模拟时的推力取值提供依据。盾构姿态发生变化时，推力取值也以此理论计算为基础。对管片受到的上部荷载地基反力、管片自重进行理论分析，得出管片应力及应变的关系式。

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