PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站时结构关键节点的受力分析优秀毕业论文 参考文献 可复制黏贴.pdf

第 3 4 卷 ， 第 5 期 2 0 1 3年 9月 中 国 铁 道 科 学 chi na rai lw ay s ci ence v o 1 3 4 no 5 s e p t e mb e r ，2 0 1 3 文章编号：1 0 0 1 4 6 3 2( 2 0 1 3 )0 5 0 0 5 4 0 9 p b a法扩挖大直径盾构 隧道修建地铁车站时 结构关键节点 的受力分析 王 芳 ，汪 挺 ，贺少辉 ，刘 军。 ，邹 彪 ( 1 北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 1 0 0 0 4 4 ；2 北京市政建设集团有限责任公司，北京 1 0 0 0 4 5 ； 3 北京建筑大学 土木与交通工程学院， 北京1 0 0 0 4 4 ；4 北京市市政工程设计研究总院，北京1 0 0 0 8 2 ) 摘要：北京地铁 1 4号线东风北桥站至阜通东站 区段隧道采用土压平衡盾构修建，并采用 p b a ( p i l e - b e a m- ar c h )法小规模暗挖拓展形成地铁车站。将扩挖过程中车站结构的关键节点分为管片接头、k管片分块连 接处、纵梁与管片连接处以及主拱初支与 k管片连接处 4类。根据关键节点的结构形式，采用三维非连续接触 模型模拟施工过程，分析关键节点的变形和内力。结果表明：管片接头和 k管片分块连接处变形满足要求；施 工过程对管片内力重分布影响很大，部分连接螺栓超出抗拉强度；顶纵梁与顶管片连接处在对称开挖情况下未 产生相对滑移，但有略微分离现象，造成顶纵梁抗剪键超出抗拉强度；底纵粱和底管片连接处未出现相对滑移 和分离；主拱初支与 k管片连接处的焊缝强度满足要求。由此可见 ，本工程中车站结构基本处于稳定状态，只 有局部需要加强 。 关键词：盾构隧道；地铁车站；p b a法扩挖；车站结构；节点受力 中图分类号 ：u4 5 1 ；u 2 3 1 4 文献标识码 ：a d o i 扩挖盾构隧道修建地铁车站可以优化车站与区 间的设计 ，减少车站与区间施工的干扰，目前国内 外已取得 了一定 的成果b - 4 3 。根据现有 的施工技术 条件 ，北京地铁 1 4号线东风北桥站至阜通东站 区 段为单洞 双线 隧道，采用外径 1 o 2 2 m 的盾构机 连续长距离推进 3段地铁 区间 ，在此基 础上采用 p b a ( p i l e - b e a m- ar c h )法小规模 暗挖 拓展 形成 2 座车站 。 该工法可以发挥盾构法所具有的安全高效 的技 术优点 。但也存在如下风险 ：扩挖过程对管环的 影响很大 ，管片接头处可能发生过大错 动和张角 ， 以致引起管环失稳 ；扩挖过程 可能会造成 k管 片分块 间荷载差异大而出现错动现象 ，导致连接螺 栓变形而难 以拆卸 ；盾构隧道内的纵梁与管片连 接处是结构 的薄弱部位 ，在偏载作用下可能会发生 滑移分离，严重时梁柱体系可能产生倾覆；施工 主拱二衬之前，上部地层荷载由主拱初支承担，主 拱初支与k管片的连接处可能超出应力强度。 因此， 本文基于 p b a法扩挖修建地铁车站过 收稿 日 期：2 0 1 2 1 1 1 2 ；修订日期：2 0 1 3 0 5 3 l 基金项目：北京市自然科学基金资助项目 ( k z 2 0 1 3 1 0 0 1 6 0 1 6 ) 作者简介 ：王芳 ( 1 9 7 7 一) ，女，河南焦作人，博士研究生。 程 中存在的风险，采用三维非连续接触模型对该工 程进行模拟，分析管片接 头、k管片分块连接处、 纵梁与管片连接 处、主拱初支与 k 管片连接处 的 受力 。 1 工程概况 扩控施 工段 为单洞双线 盾构隧道 ，隧道外径 1 0 m、内径 9 m、限界 8 8 m，车站为地下 3层侧 站台式车站 ，从上至下依次为设备层 、站厅层和站 台层 。盾构通过 车站 区段前 ，先在站端施工风道 ， 兼做暗挖横通道 ，站 台层在盾构 隧道贯通后 采用 p b a法进行暗挖拓展 ，形成双连拱 ，并逐 步拆 除 部分管片 ，最后形成车站站台。图 1为车站断面示 意图。 1 1 扩挖施工过程 p b a法扩挖施工步骤如图 2所示 。 第 1步 ：盾构通过车站区段后 ，自横通道进入 盾构隧道内施工中柱和纵梁，架设隧道内临时支 中国铁道科学 第 3 4卷 与顶纵梁之间设置抗剪键 ，抗剪键采用在注浆孔或 拼装定位孔位置设置螺栓的形式。顶纵梁采用花篮 梁形式 ，可以保证梁 的整体性 和施工缝抗剪问题 ， 同时预 留拆除 k管片两侧小块的施工空间 ，如图 5 所示。为避免底板施工缝处凿除多余管片，底板施 工缝与衬砌分块结合 ，保 留 2块完整的管片，如图 6所示 。 次 钢筋混凝十 图 5 顶纵梁 图 6 底纵梁 1 2 4 主拱初支与 k管片连接形式 主拱初支采用钢格栅c 2 5网喷混凝土 ( 夺 8 1 5 0 1 5 0 钢筋网) ，格栅间距 0 5 r f i ，其上焊接预 制传力盒，现场施作主拱初支后，通过传力盒与 k 管片预埋钢板焊接在一起 ，如图 7所示 。 f b )1 i 剖面图 图 7 主拱初支与 k管片连接示意图 ( 单位：mm) 1 3 工程地质条件 根据地质勘察报告 ，工程沿线地面 以下 5 0 9 m深度范 围内地层 ，按 其沉积年代及 工程性 质可 分为人工堆积层和第 四纪沉积层。本场区按地层岩 性及其物理力学性质进一步分为 1 2个大层 ，各土 层及其物理力学参数见表 1 。 表 1 土层物理力学参数 2 管片接头力学模型和受力过程 2 1 管片接头力学模型 管片接头 ( 主要考虑纵缝)处的力学行为是螺 栓受拉，弹性密封垫、传力衬垫和混凝土接触面受 压 5 - 1 1 。将管片接头简化成一系列的组合弹簧，管 片外缘混凝土、弹性密封垫、传力衬垫 1 和传力衬 垫 2 分别用受压弹簧模拟；螺栓与混凝土接头板的 受力形式为串联形式 ，取螺栓刚度作为螺栓与接头 板共同作用的总刚度，用受拉弹簧模拟。因此，采 第 5 期p b a法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站时结构关键节点的受力分析 5 7 用一系列的组合弹簧表示接头的相互作用，每个组 合弹簧由法向弹簧和切向弹簧组成，由此建立的接 头简化力学模型 1 如图 8所示 ，图中 k 是法向刚 度 ，k 是剪切刚度 ，r是摩擦角 ，c是抗拉( 压) 强度 ，h 是抗剪 强 度 ，pm是 管片 接头 受到 的弯 矩 ；p 是管片接头受到的轴力 ；d是滑块。 图8 管片接头力学模型 假定弹簧处于弹性工作 阶段 ，t 时刻的法向力 和切向力分别为 f 和 ，则 + 时刻 的法 向力 f 和切 向力 f 分别为 群 一 +k a+ a ( 1 ) 一 + k u a + 盯 a ( 2 ) 式中 ：“ 和 u 分别为法 向、切 向弹簧相对位移增 量 ，mm； 和 分别 为 初 始法 向、切 向应 力 ， p a ；a为弹簧代表的面积 ，mm 。 根据库伦剪 切强度 准则 ，图 8中的滑块 d 发 生相对滑动所需的最大切 向力 f一 为 f一 一 c a + f t a ( 3 ) 式中：9 5 为滑块问摩擦角 ， ( 。 ) ；c为黏 聚力 ，p a ； f 为法 向力 ，p a 。 i l i i i i i 中线 r ，i 屯 毒 l0 生 、 、 、 初始位 置 ( a ) 第1 阶段( 负弯矩作用) 若切向力 f 。 f 一 ，则弹簧处于弹性工作阶 段；若 f = =： f ，则弹簧进人塑性工作状态。在 剪切滑移过程 中，切 向力 f = ： = f一 保持不变 ，有 效法 向力 增 加 ，直 到拉 ( 压)应 力 超 过 了抗 拉 ( 压)强度，此时弹簧破坏，切向力和法向力全部 变为零。 2 2 管片接头受力过程 实际工程 中管片接头受力过程分 3个阶段：第 1阶段即拼装阶段，先承受垂直于接头的轴力 n0 ， 轴力偏心距为 e 。 ，施加螺栓预紧力 ， 0 ，管 片接头 产生位移 和转角 a ；第 2阶段 ，拼装完成后管片 从盾尾脱 出，作用在接头上的轴力为 n ，轴力偏 心距为 e ，管片接头在第 1阶段的基础上产生一定 的位移 和转角 ；第 3阶段 ，待盾构隧道施工完 成且地层变形趋于稳定后 ，进行扩挖施工 ，管片周 围土体卸载 ，在外力改变的情况下，管片接头再次 产生一定的位移和转角。 考虑管片接头的对称性 ，将纵缝中线一侧简化 成图 9 所示 的受力简图。图 9中：f 0 ，f1 ，f 2 ， 和 f 0 ，f ，f ，f 。 分别为相应的受压弹簧在 第 1 阶段和第 2 阶段受到的压力； ， ， ， 和 & ， ， ， b 分别为相应 的受压弹簧在第 1 阶段和第 2阶段的位移 ；h 。 ，h ，h ，h 。 分别为相 应 的 受 压 弹 簧 与 管 片 接 头 中 间 位 置 的 距 离； 2 f o c o s 0为 2根螺栓在垂直中线方向的预紧力分量 ； z 。 为螺栓受到预紧力作用下在垂直 中线方向的拉伸 量。f 4 为螺栓在第 2阶段受到 的在垂直 中线方向 的拉力分量。 第2 阶 第1 阶 段位 置段位置 ( b ) 第2 阶段( 负弯矩作用) 图 9 管片接头受力简图 管片接头变形 以 内侧受 拉为正 ，外 侧受拉 为 负。第 1阶段在轴力和较小的正弯矩的情况下 ，弹 性密封垫、传力衬垫 1 和 2 处于受压状态，螺栓在 预紧力作用下处于受拉状态。管片外缘混凝土的实 第2 阶 第 1 阶 段位置段位 置 中线 初始位置 ( c ) 第3 阶段( 负弯矩作用) 际接触端面较小，假定为均匀受压。混凝土的刚度 比弹性衬垫的刚度和传力衬垫的刚度大很多，所以 混凝土受压后的变形可以忽略，则第 1 阶段管片受 力后管片外缘混凝土端面与中线之间的距离 为 5 8 中国铁道科学 第 3 4 卷 a dd 。 一 a o +( o +h 2 ) ( 4 ) 式中：d 。为第 1阶段管片受力前管片外缘混凝 土 端面与纵缝 中线之间的距离 。 若 o ，则管片外缘混凝土刚好接触或未接 触，相应的受压弹簧不参与工作，若 a d 0 ，则弹 簧参与工作 ；并 由此判断管片外缘张开与否 。 第 2阶段在轴力不变的情况下，随着正弯矩的 增加 ，从接头 内侧 向外 侧受压 弹簧的压力逐渐 减 小 ，传力衬垫 2 、传力衬垫 1 和弹性密封垫可能依 次退出工作。此时受拉弹簧的拉力逐渐增大，达到 极限抗拉强度后失去作用 ，即螺栓退 出工作。根据 式 ( 4 )计算出第 2阶段的 a d，判断管片外缘混凝 土是否接触。 如果第 2阶段受到逐渐增大的负弯矩的作用 ， 从接头外侧向内侧受压弹簧的压力逐渐减小为零 ， 弹性密封垫、传力衬垫 1 和传力衬垫 2可能依次退 出工作。此时受拉弹簧的拉力逐渐增大，达到极限 抗拉强度后失去作用 ，即螺栓退 出工作。 第 3阶段管片接头是在第 2阶段的基础上再次 产生位移和转角 ，受力简图同第 2阶段 。 3 数值计算方法 3 1 三维非连续接触模型 在管片接头力学模型的基础上，建立管片接头 全断面接触面单元 。管片纵缝 ( 环缝)接触面单元 ( a ) 纵缝和环缝 4 分为 5 层 ，如图 l o所士 。对 于纵缝 ，l 一5层分别 代表管片外缘混凝土、弹性密封垫、传力衬垫 1 、 混凝土接头板和传力衬垫 2 。对于环缝 ，1 5 层分 别代表管片外缘混凝土、弹性密封垫、混凝土接头 板 1 、传力衬垫和混凝土接头板 2 。注浆缝用于考 虑管片与注浆层之间径 向挤压和切向摩阻作用。纵 梁与管片连接处设置接触面单元 ，用于模拟二者之 间的滑移和分离。由此建立 的三维非连续接触模 型 如图 1 】 所示，图 1 1 ( a ) 中纵缝 1 代表 k管片分块 间 接缝 ，纵缝 2 6 代表邻接管片和标准管片间接缝。 i 管片宽度 ( 长度 )1 8 0 0 图 1 o 接触面单元 ( 单位：mm) 1 层 2 层 3 层 4层 5 层 无厚度接触 面单元 的本构模 型为库伦剪切模 型 。设接触面单元最大侵入 深度值 为零 1 引，表明 接触面单元两侧实体不 能相互侵入 。土层 、管 片、 注浆均采用实体单元模拟 ，螺栓采用梁单元模 拟 ， 预紧力施加在梁单元节点上 ，管片接头间拉力 由螺 栓承担 。 ( b ) 注浆缝 ( c ) 纵梁与管片间接缝 图 l 1 三维非连续接触模型 3 2 参数选取 3 2 1纵缝和 环缝 传力衬垫和弹性密封垫只考虑受压作用，法向 刚度为 2 4 8 g p a m r 13 ，根据文献 8 中建议 混凝土的法向刚度取 1 o 2 o倍混凝土弹性模量， 本文混凝土的法向刚度取 6 9 0 g p a m 。根据材 料的实际面积和对应的接触面面积，采用等效刚度 原则 确 定 接 触 面单 元 的 等效 法 向刚度 ，结 果 见 表 2 。 考虑管片接头的剪切移动，假定管片接头剪切 刚度沿接缝均匀分布 。按 照文献 6 中的式 ( 6 ) 计算得出纵缝 ( 即图 1 1( a )纵缝 2 6 )剪切刚度 为 0 0 8 g p a m一、环缝 剪切 刚度为 0 0 7 gp a m - 。k管片分块预埋 钢板接 触面 ( 即图 1 1( a ) 第 5 期p b a法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站时结构关键节点的受力分析 5 9 纵缝 1 )的等效法 向刚度取 2 1 0 0 g p am一 ，剪 切刚度取 0 0 8 gp a 1 t i _ 。 。混凝土 、螺栓采用理 想弹塑性本构关系。 表 2 纵缝与环缝接触面单元等效法向刚度 3 2 2注浆 缝 扩挖施工在盾构隧道施工完成后地层位移基本 稳定的情况下进行 ，所 以注浆层的弹性模量取 6 0 mp a 。注浆缝法向刚度和剪切刚度取相邻实体单元 等效刚度的 1 0倍【 1 引，接触面两侧材料的刚度差别 较大时 ，体积模量和剪切模量按较 “ 软”材料取 ， 由此得出注浆缝 的等效法 向刚度和剪切 刚度均为 5 5 gpam _。 。 3 2 3 纵梁与管片接缝 纵梁与管片接缝的法向刚度和剪切刚度算法同 注浆缝 ，对于接触面两侧材料的刚度差别不大时， 体积模量和剪切模量按较 “ 硬”材料取，即取 c 5 0 钢筋混凝土 ( 管片材料)的体积模量 和剪切模量， 得出纵梁 接缝 的等效 法 向刚度 和剪 切 刚度 均 为 3 8 00 gpa 1t i _。 4 车站结构关键节点 的变形和受力 分析 4 1 管片接头和 k管片分块连接处变形分析 管片接头中纵缝对结构的稳定性影响较大 ，而 环缝对结构的稳定性影 响较小 ，因此不再对环缝进 行分析。通过分析管片接 头 ( 纵缝 2 6 )和 k管 片分块连接处 ( 纵缝 1 )接触面单元的法 向和切 向 位移 ，可以得出在盾构隧道施工完成基础上各施工 步纵缝的张开量增量和错动量增量 ，详见表 3和表 4 ，其 f 1 外侧指管片靠近土体一侧，内侧指隧道 内 何 表 3 纵缝张开量增量t r im o 5 8 0 0 0 1 o o o 2 o 0 5 7 0 0 0 2 0 0 0 0 1 4 2 3 0 0 0 0 3 0 0 1 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 0 0 o 2 o o 0 0 0 0 0 0 0 4 0 表 4 纵 缝错 动量增量 mm 纵缝编号第 1 步第 2步第 3 步第 4步第 5步第 6步 1 o 1 o o 1 o z 0 0 1 0 3 0 63 o 5 5 0 2 6 4 0 01 0 o 8 o o 2 3 5 o 5 o 1 4 0 1 7 0 1 4 1 25 0 1 2 6 o 0 o 0 o 0 由表 3和表 4可以看出：扩挖过程中纵缝的张 开量和错动量均不大，这是 由于先在隧道 内施工 了 纵梁和中柱，加之钢支撑也起到了一定的作用；第 l和第 2施工步时 ，拱腰 以上纵缝 的张开量和错动 量 比下部管片大 ，说明小导洞开挖和中导洞主拱土 体开挖对顶管片影响大 ；第 3 施工步时 ，下部管片 纵缝的张开量和错动量 变化不大 ，这是 由于在 k 管片两侧小块拆除后 ，管环成为开 口状 ，参与受力 的主要是顶管片和底管片，其余待拆除的管片在侧 向土压力和横向钢支撑的作用下保持稳定；第 4 至 第 6 施工步时 ，纵缝的张开量和错动量稍大，但是 对结构 内力没有影 响，这是 由于主拱 二衬形成后 ， 其余待拆除管片仅受自重作用，施工过程中只需借 助机械外力保持待拆除管片稳定即可。 4 2 连接螺栓受力分析 管片接头 ( 纵缝 2 6 )的连接螺栓形式为斜 直螺栓， 受力简图如图 1 2 所示，k管片分块连接 处 ( 纵缝 1 )的螺栓形式为正交直螺栓。可模拟计 6 0 中国铁道科学 第 3 4 卷 算出螺栓剪力 q和拉力 丁，以及 接头断面剪轴 比 ( q t ， ) ，见表 5 。 从表 6可 以看 出：纵缝断 面剪轴 比为 o 5 5 o 5 8 ，接近管片纵缝断面的摩擦系数 o 5 e h ，说明 纵缝发生轻微错动。根据施工现场提供的本工程螺 栓拉拔试 验结果 ，m3 6螺栓最大拉 力荷载 为 6 7 8 k n，保证荷载为 4 9 0 k n，对 比表 5的数据可 以看 出 ，纵缝 1 和纵缝 4处的螺栓强度不满足要求 。 表 5 纵缝连接螺栓 内力 图 1 2 螺栓受力简图 4 3 纵梁与管片连接处受力分析 纵梁和中柱采用 c 4 0钢筋混凝土直接与管片 浇注在一起，依靠顶纵梁与顶管片之间的抗剪键承 受结构偏载 ，因此纵梁与管片之间可能会发生滑移 分离 。采用模拟计算 的方法计算 图 1 3中点 1和 2 处的分离值和抗剪键拉力，结果见表 6 。 图 1 3 纵梁与管片分离与滑移模拟计算位置 表 6 纵梁与管片分离值及抗剪键拉力 施工步 分离值 m m 点 1 点 2 o o 0 o o o 拉力 k n o 0 1 5 0 1 6 0 1 6 0 1 6 o 1 6 从表 6 可以看出，顶纵梁与顶管片之间略有分 离，导致抗剪键拉力过大，超出其抗拉强度。这是 由于中柱纵向宽 2 m，间距 2 m，顶纵梁在中柱 的 支撑作用下，相 当于多跨连续梁 ，各跨跨中产生弯 曲变形 ，从而产生分离现象 ，可能导致梁柱失稳 。 4 4 主拱初支与 k管片连接处受力分析 主拱初支与 k管片通过直角焊缝 连接。主拱 初支沿结构纵向每延米有 2道钢格栅 ，每道钢格栅 上焊接 1个传力盒，每个传力盒 有 2条直角焊缝 。 计算参数见图 7 。 角焊缝的强度为 一 其 中， ( 5 ) 一 4 -一6 m h 。 。 h 焉 v 订一 式 中： 为 垂直 于焊缝 长度 方 向 的每延 米应 力 ， n mm ；n为沿 焊缝 长度方 向 的每延米应 力 ， n i n m- 。 ；h 为角焊缝计 算厚度 ，mm；l 为角 焊缝计算长度，mm； 为角焊缝强度设计值增大 系数； m，n和 v在此是模拟计算得出的主拱初 支与 k 管片连接处每延米长度上 每条 角焊缝受到 的弯矩 ( k n m) 、轴力 ( k n)和剪力 ( k n) 。 m，n 和 的值 见表 7 。由式 ( 5 )计算 ， 结果也见表 7 。由表 7可 以看 出，每个施 工步 中， 角焊缝强度均小于焊缝强度设计值 一2 0 0 n 第 5期 p b a法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站时结构关键节点的受力分析 mm_ 。 ，说 明角焊缝强度满足强度设计要求 。 表 7 角焊缝强度 5 结论 ( 1 )扩挖施工过程 中管 片接 头和 k 管片分块 连接 处 的 张开 量 和错 动量 变 化 不 大 ，变形 满 足 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 o 1 1 要求 。 ( 2 )施工过程对管片内力重分布影响很大，部 分螺栓拉力超出拉拔试验保证荷载值。 ( 3 )顶纵梁与顶管片连接处在对称开挖情况下 未产生相对滑移，抗剪键的剪力为零；但有略微分 离现象 ，造成抗剪键 的拉力很大 ，超 出其抗拉强 度，需要加强 ；底纵梁和底管片连接处未出现相对 滑移和分离 。 ( 4 )扩挖施工过程中，主拱初支与 k管片连 接处焊缝强度满足设计要求。 ( 5 )采用三维非连续接触模型可以较精确地模 拟扩挖施工过程 ，计算 出扩挖车站结构关键节点的 变形和内力 。用扩挖法建造地铁车站的过程 中，结 构基本处于稳定状态 ，只有局部结构处需要加强。 参 考 文 献 李围， 何川 ， 张海波扩挖盾构隧道建成两连拱地铁车站模型试验 e j j 岩土力学 ， 2 o o 8 ， 2 9( 1 2 ) ： 2 3 6 1 2 3 6 5 ( li w e i ，he ch u a n，z hang ha i b o 。mo d e l te s t o f twi n - b o r e me t r o s t a t i o n c o n s t r u c t e d wi t h e x p a n d i n g s h i e l d t u n n e l j 3 r o c k a n d s o i l me e h a n i c s ， 2 0 0 8 ， 2 9( 1 2 ) ： 2 3 6 1 - 2 3 6 5 i n c h i n e s e ) 张新金， 刘维宁， 路美丽， 等盾构法和浅埋暗挖法结合建造地铁车站模型试验的方案设计 j 中国铁道科学， 2 0 1 0，3 1 ( 1 ) ：6 6 7 1 ( z hang xi n j i n ， l i u we i n i n g ， l u me i l i ， e t a 1 sch e me de s i g n o n t h e mo d e l t e s t o f t h e me t r o s t a t i o n c o n s t r u c t e d b y s h i e l d me t h o d a n d s h a l l o w mi n i n g me t h o d v j c h i n a r a i l wa y s c i e n c e ， 2 0 1 0 ， 3 1( 1 ) ： 6 6 7 1 i n c h i n e s e ) ko yama yp r e s e n t s t a t u s a n d t e c h n o l o g y o f s h i e l d t u n n e l i n g me t h o d i n j a p a n i- j - 1 tu n n e l l i ng a n d un d e r g r o u n d s p a c e te c h n o l o g y ，2 0 0 3 ，1 8 ( 2 3 ) ：1 4 5 - 1 5 9 hi ros hi do b a s h i ，aki ra s h i r a t o r i ，dai s uke mi y a ma ，e t a 1 de s i g n a n d co n s t r u c t i o n o f en l a r g i n g s h i e l d tu n n e l s e c t i o n s o f l a r g e di me n s i o n a l s h i e l d s f o r t h e no n - op e n - c u t me t h o d j tu n n e l l i n g a n d un d e r g r o u n d s p a c e te c h n o l o g y ， 2 0 0 6 ，2 1( 3 4 ) ：2 4 9 - 2 5 6 张建刚， 何川， 杨征大断面宽幅盾构管片三维内力分布分析 r j 岩土力学，2 0 0 9 ， 3 0( 7 ) ： 2 o 5 8 2 0 6 2 ( z hang j i a n g a n g，he ch u a n，yang z h e n g an a l y s i s o f 3 d i n t e r n a l f o r c e s di s t r i b u t i o n o f w i d e s e g me n t li n i n g f 0 r l a r g e - sec t i o n s h i e l d tu n n e l j r o c k a n d soi l me c h a n i c s ， 2 0 0 9 ，3 0( 7 ) ： 2 0 5 8 2 0 6 2 i n c h i n e s e ) 刘学山盾构隧道管片横向接头刚度对内力影响的研究 v j 现代隧道技术 ，2 0 0 3 ，4 0( 4 ) ：1 4 1 9 ( l i u xu e s h a m a s t u d y o n t h e ef f e c t o f t h e s t i f f n e s s o f t h e en d j o i n t s o f s h i e l d tu n n e l s e g me n t s t o t h e i n t e r n a l f o r c e o f l i n i n g j mo d e r n tu n n e l l i n g t e c h n o l o g y ，2 0 0 3 ， 4 0( 4 ) ：1 4 1 9 i n c h i n e s e ) 刘建航 ， 侯学渊盾构法隧道 m 北京 ：中国铁道出版社 ，1 9 9 1 钟小春盾构隧道管片接头弯曲刚度计算及影响因素分析 i- j 现代隧道技术，2 0 0 7 ， 4 4( 5 ) ： 4 2 4 5 ， 4 7 ( zhong xi a o c h u r l ca l c u l a t i o n o f t h e j o i n t s t i f f n e s s o f s h i e l d tu n n e l s e g me n t s a n d an a l y s i s o f af f e c t i n g fa c t o r s 口 mo d e rn t u n n e l l i n g t e c h n o l o g y ， 2 0 0 7 ，4 4( 5 ) ： 4 2 4 5 ， 4 7 i n c h i n e s e ) 滕丽，吕建中通用管片接头荷载试验研究 j - 1 上海大学学报：自然科学版，2 0 1 0 ，1 6( 2 ) ： 2 1 6 2 2 0 ( te n g l i ，l u j i a n z h o n g l o a d te s t o n ty p i c a l s e gm e n t j o i n t s i- j - 1 j o u r n a l o f s h a n g h a i un i v e r s i t y ：n a t u r a l sci e n c e ed i t i o n，2 0 1 0，1 6 ( 2 ) ：2 1 6 - 2 2 0 i n ch i n e s e ) 蒋洪胜 盾构法隧道管片接头的理论研究及应用 d 上海：同济大学， 2 0 0 0 ( j i a n g ho n g s h e n g t h e o r y r e s e a r c h a n d a p p l i c a t io n o f s h i e l d t u n n e l segm e n t j o i n t s d 3 s h a ngh a i ： t o ngi i u n i v e r s i t y，2 0 0 0 i n ch i n e s e ) 姜安龙大直径越江盾构隧道管片结构理论分析及其工程应用研究 d 上海：同济大学， 2 0 0 7 6 2 中国铁道科学 第 3 4卷 1 2 e 1 3 1 4 ( j i ang an l o n g re s e a r c h o n s e g me n t s t r u c t u r e o f u n d e r ri v e r s h i e l d tu n n e l wi t h la r g e di a me t e r a n d i t s en g i n e e r i n g ap p l i c a t i o n d s h a n g h a i ： to n g i i u n i v e r s i t y ，2 0 0 7 i n c h i n e s e ) i t a s e a c o n s u l t i n g gr o u p i n c f l a 。4 0 us e r ma n u a l m us a： i t a s c a c o n s u l t i n g gr o u p i n c ，2 0 0 9 张冬梅， 樊振宇 ， 黄宏伟考虑接头力学特性的盾构隧道衬砌结构计算方法研究 3 3 岩土力学 ，2 0 1 0 ，3 1( 8 ) ： 2 5 4 6 - 2 5 5 2 ( zhang do n g me i ，fan z h e n y u，huang ho n g we i ca l c u l a t i o n me t h o d o f s h i e l d tu n n e l li n i n g co n s i d e r i n g m e - c h a n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f j o i n s j r o c k a n d s o i l me c h a n i c s ， 2 0 1 0 ， 3 1( 8 )： 2 5 4 6 2 5 5 2 i n c h i n e s e ) 郭瑞， 何川 ， 苏宗贤，等盾构隧道管片接头抗剪力学性能研究 e j 现代隧道技术 ， 2 0 1 1 ， 4 8( 4 ) ：7 2 7 7 ( guo ru i ，he ch u a n，s u z o n g x i a n，e t a 1 s t u d y o f s h e a r i n g me e h a n i e a l pr o p e r t i e s o f se g me n t j o i n t s o f s h i e l d t u nne l s口 mo d e r n tu nne l l i n g t e c h n o l o g y ， 2 0 1 1 ， 4 8( 4 ) ：7 2 7 7 i n c h i n e s e ) m e c h a n i c a l be h a v i o r o f cr i t i c a l j o i n t s i n en l a s h i e l d tu n n e l b y pba m e t h o d t o bu i l d m w ang fa n g ，w ang ti n g ，he s h a o hu i ，li u ( 1 s c h o o l o f c i v i l e n g i n e e r i n g ， b e i j i ng j i a o t o n g un i v e r s i t y ， b e ij i n g ng la r g e di a me t e r e t r o s t a t i o n j u n 。 ，z ou b i a o 1 0 0 0 4 4 ，ch i n a ； 2 b e i j i n g mu n i c i p a l e n g i n e e r i n g gr o u p co ， l t d ， b e o i n g 1 0 0 0 4 5 ， c h i n a ；3 s c h o o l o f c i v i l a n d tr a n s p o r t a t i o n e n g i n e e r i n g ，b e i j i n g un i v e r s i t y o f c i v i l e n g i n e e r i ng a n d ar c h i t e c t u r e ， b e r i n g 1 0 0 0 4 4 ， c h i n a ； 4 b e r i n g ge n e r a l mu n i c i p a l e n g i n e e r i n g d e s i g n a n d r e s e a r c h i n s t i t u t e ，b e i j i ng 1 0 0 0 8 2 ，c h i n a ) ab s t r a c t ：th e s e c t i o n t u n n e l f r o m do n g f e n g b e i q i a o s t a t i o n t o f u t o n g d o n g s t a t i o n o f b e i j i n g me t r o l i n e 1 4 wa s c o n s t r u c t e d b y e a r t h p r e s s u r e b a l a n c e s h i e l d，a n d t h e s h i e l d t u n n e l wi l l b e e n l a r g e d i n s ma l l s c a l e b y p b a ( p i l e - b e a m- ar c h )me t h o d t o f o r m s ma l l me t r o s t a t i o n th e c r i t i c a l j o i n t s o f s t a t i o n s t r u c t u r e d u r i n g t h e e n l a r g i n g p r o c e s s h a v e f o u r c a t e g o r i e s th e y a r e s e g me n t j o i n t s ，b l o c k s c o n n e c t i o n o f k e y s e g me n t ， c o n n e c t i o n b e t we e n l o n g i t u d i n a l b e a ms a n d s e g me n t s a s we l l a s t h e j o i n t s o f ma i n a r c h p r i ma r y s u p p o r t s a n d k e y s e g me n t s ac c o r d i n g t o t h e s t r u c t u r a l s t y l e s o f c r i t i c a l j o i n t s ， t h e t h r e e - d i me n s i o n a l d i s c o n t i n