Ключевые технологии и приемы использования щитовых проходческих комплексов при сооружении туннелей

Основными факторами, влияющими на строительство передовых туннелей, являются нагрузки при строительстве последующих туннелей, включая тягу, давление забойной цементации, давление глинистой воды и давление грунта, которые действуют на передовые туннели через прижимную грунтовую массу. При эксцентрическом давлении в поперечном и продольном направлениях передового туннеля возникают аномальные смещения и напряжения. Хотя строительные нагрузки носят временный характер, нагрузки на межтуннельный грунт, вызванные тягой щитовой проходки, трудно быстро уменьшить даже после прохождения щита, а иногда они сохраняются в течение длительного времени, поэтому рассмотрению строительных нагрузок необходимо уделять должное внимание.

(2) Влияние близкого строительства

Строительство других сооружений в непосредственной близости от завершенных туннелей приведет к возникновению возмущения на вмещающую породу на окрестности туннеля и изменению нагрузок, действующих на туннель. Из-за этого необходимо применять соответствующие защитные меры по укреплению обделки, основания и т. д. При наличии условий, эти меры должны быть учтены по возможности при проектировании туннеля по планировочной ситуации.

Влияние близости конструкции относительно велико, поэтому при разумной оценке нагрузки необходимо использовать метод расчета, который может учитывать изменение нагрузки с течением времени (история нагрузки и история напряжений в облицовке). Кроме того, если вторичная облицовка рассматривается как структурный компонент для изменений нагрузки, которые произойдут в будущем, необходимо полностью продемонстрировать структурную модель.

1. Новые сооружения строятся в верхней части туннеля или вблизи нее, и верхняя нагрузка сильно меняется.

2. Выемка грунта проводится в нижней части туннеля или вблизи нее, и условия нагрузки, такие как вертикальное давление грунта и горизонтальное давление грунта, а также свойства вмещающих пород, такие как коэффициент сопротивления основания, сильно изменились.

3. Боковое основание туннеля нарушается, и боковое давление грунта и сопротивление основания сильно изменяются.

4. Большие изменения гидравлического давления, действующего на туннель. Различие между временными и долгосрочными последствиями вышеупомянутых ситуаций должно быть тщательно проведено при выдвижении этого аргумента.

(3) Влияние осадков основания

При строительстве туннелей в мягких или сильно изменчивых пластов, помимо просадки основания, вызванной строительством туннеля, необходимо также учитывать просадку самого исходного пласта. Последствия просадки основания ощущаются в основном в самом туннеле и в соединении туннеля с другими сооружениями, и поэтому должны быть полностью изучены.

1. Субстанция туннеля

Когда туннель строится в основании, находящемся в процессе консолидации, место расположения туннеля будет иметь разную величину консолидационной осадки по сравнению с окружающим основанием для части грунта, соответствующей высоте секции туннеля, так что туннель будет испытывать вынужденное смещение, эквивалентное этой дифференциальной осадке.

С другой стороны, влияние неравномерного оседания на туннель следует учитывать на участках, где продольная жесткость туннеля различна. А также на участках, где мягкие и жесткие основания ограничены или даже на слабых основаниях, которые находятся в процессе консолидационного оседания или где консолидационное оседание произойдет в будущем, а также на участках, где толщина мягкого и слабого грунта под туннелем значительно различается.

В этих случаях, когда механика туннеля не ясна, прочность обделки проверяется путем моделирования боковой структуры туннеля, либо путем увеличения вертикального давления грунта, либо путем принудительного смещения пружин основания. При продольной неравномерной осадке туннеля учитывается осадка основания в месте расположения туннеля с помощьюпружин основания, которые моделируют процесс слежения за туннелем при неравномерной осадке основания, и при необходимости принимаются такие меры, как снижение продольной жесткости туннеля, уменьшение осадки за счет усиления основания и увеличение чистого сечения туннеля.

2. Секция соединения туннеля и шахты

В месте соединения туннеля и шахты, поскольку соединяются две разные конструкции, могут легко возникнуть относительные смещения. В качестве альтернативы следует обработать основание шахты, чтобы уменьшить эффект неравномерного оседания. Кроме того, для обеспечения запаса высоты эффективным методом является увеличение поперечного сечения.

(4) Воздействие землетрясений

При рассмотрении последствий землетрясений следует провести тщательные исследования с учетом важности туннеля, его окрестностей, состояния вмещающей породы, сейсмической интенсивности района, в котором он расположен, структуры и формы туннеля и т. д., а также принять необходимые сейсмические меры.