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1、盾构始发与到达端头加固理论与实践专 题 讨 论,1.为什么要进行端头加固？2.端头加固的理论计算方法是什么？3.端头加固的基本要求是什么？4.常用的加固方法及其优缺点和适用范围。,讨论的主要内容,端头加固的目的与意义满足土体强度的要求满足土体稳定性的要求 加固土体的静态稳定，包括施工期稳定性和长期稳定性。加固土体的扰动影响，破洞门振动过大对土体的扰动等。满足加固（土体）的渗透性要求（特别是水+沙+压力的情况）满足加固（土体）的变形特征的要求（土压建立前和土压消失后）,1、为什么要进行端头加固？,需要注意的问题强度和稳定性 参数的选取，特别是土体的抗拉强度和水土压力；稳定性验算只适合于粘性土（滑
2、移失稳理论）；长期稳定性问题没有解决；加固土体的扰动问题没有解决；渗透性问题 渗透系数10-7的根据？水+沙+压力对加固长度的要求变形特征 保持在土压建立起来之前（盾构始发）和消失之后（盾构到 达）的一段时间里，上覆土体变形的可控。,1.为什么要进行端头加固？,传统的端头加固计算方法新的研究结果,2.端头加固的理论计算方法,加固土体强度要求：薄板弯曲理论计算加固体厚度,传统端头加固的理论计算方法,薄板理论计算模型图,加固土体,强度计算公式国外:XXJET GROUT 协会（JJGA）规范的计算公式，加固厚度为：其中：P:洞门中心处的水土合力；D：封门直径；t：加固土体的极限抗拉强度；安全系数K
3、O 取1.52.0，计算系数取1.2。,传统端头加固的理论计算方法,国内：（静力学理论）最大弯曲应力（中心处）：最大剪力（支座处）：,传统端头加固的理论计算方法,强度验算要求,整体稳定性验算图,传统端头加固的理论计算方法,稳定性计算公式纵向加固范围（粘性土滑移失稳理论）抗滑安全要求：其中：M：滑动力矩；M抗：抗滑力矩；C：加固前土体的粘结力；C：加固后土体的粘结力；H：上覆土体的厚度；P1：地面荷载,传统端头加固的理论计算方法,横向加固范围（土体扰动极限平衡理论）式中 R:松动圈半径；a:盾构隧道半径。,传统端头加固的理论计算方法,松动圈,隧道,横向加固范围计算公式,传统端头加固的理论计算方法
4、,加固范围的确定,端头加固计算方法的新结果,计算模型,水土合力梯形荷载,矩形均布荷载,三角形反对称荷载,弹性薄板理论,弹性薄板理论,叠加后梯形荷载作用下加固土体内力,加固土体纵向加固厚度,剪应力理论,拉应力理论,荷载等效,内力叠加,加固计算示意图：端头土体纵向加固厚度：,端头加固计算方法的新结果,最大拉应力理论径向弯曲应力当 时，取纵向加固厚度：,端头加固计算方法的新结果,最大拉应力理论环向弯曲应力当 时，取纵向加固厚度：,端头加固计算方法的新结果,最大剪应力理论当 时纵向加固厚度：,端头加固计算方法的新结果,端头土体纵向加固长度要求盾构始发 无水 有水（特别是水+沙+压力）盾构到达 无水 有水（特别是水+沙+压力）,3.端头加固基本的设计要求,满足条件：强度+稳定性+变形特征（土压建立前）,盾构始发端头加固长度（无地下水）,无水始发,满足条件：强度+稳定性+变形特征（土压建立前）+渗透性（水+沙+压力）,盾构始发端头加固长度（有地下水）,有水始发,满足条件：地层条件较差：必须加固端头土体，加固土体满足强度+稳定性+变形特征要求（土压消失后）。地层条件较好：可以不加固或者局部加固端头土体，但必须采取相应措施，如合理控制盾构到达时掘进参数，增加封门处喷射混凝土厚度，待盾构刀盘顶至围护桩时再破除洞门等。,盾构到达端头加固长度（无地下水）,无水到达,
