综合管廊因其具有现代化、科学化、集约化的特点,成为城市现代化建设中重要的基础设施。为了提供综合管廊隧道开挖必要的施工空间和后期管线敷设维护空间,需要在管廊沿线设置多座管廊工作井。管廊工作井具有平面尺寸小,开挖深度大的特点,结构性能表现为明显的空间效应。同时,对于我国沿海和沿江软土地区进行综合管廊建设,需要重视管廊工作井深基坑开挖变形对结构性能的影响。本文依托福州盖山～东台220 k V双回路电缆输电线路隧道工作井工程,对软土地区管廊工作井结构性能进行分析。研究工作遵循先探索深大基坑平面模型规律再进行管廊工作井基坑空间效应分析的原则,实现考虑基坑开挖变形影响的管廊工作井基坑性状分析和采用复合墙形式的管廊工作井主体结构性能分析,主要研究内容及成果如下:(1)利用经验证的考虑土体小应变特性的基坑平面模型数值方法,系统分析基坑设计参数和地质条件对基坑变形影响。研究发现:影响基坑变形最关键的因素是基坑开挖深度、开挖宽度、软土层厚度和软土层压缩模量。综合考虑各关键因素对基坑变形的影响,提出了基坑平面应变状态变形预测函数。经过多组基坑变形实测数据验证,所提基坑平面应变状态变形函数能够较好地预测软土区深大基坑变形。(2)采用基坑空间模型数值方法对管廊工作井基坑空间变形性状进行参数分析,并通过空间效应指标PSR量化管廊工作井基坑空间变形特征。结合基坑平面应变状态变形预测函数,提出了基坑空间状态变形预测函数。通过与数值计算结果对比,验证了基坑空间状态变形函数能够预测管廊工作井基坑变形的空间分布。(3)基于数值计算结果,对坑外不同位置处土层水平和竖向变形模式、变形范围和变形值进行参数分析,并结合虚拟镜像法得到的解析公式,提出了一种推算坑外土体变形的半理论方法,可为评价基坑开挖对周围环境影响提供依据。(4)根据多支撑支护结构的变形特点和管廊工作井基坑空间效应,建立了非极限状态支护结构空间土压力计算方法。经实测数据验证,该方法既可以计算深大基坑多支撑支护结构土压力也可以计算管廊工作井深基坑支护结构空间土压力。(5)通过修正传统增量法,建立了考虑开挖变形和空间效应的支护结构设计方法。又提出考虑基坑宽度的抗隆起稳定分析方法,为确定管廊工作井基坑围护结构设计深度提供依据。通过案例介绍并验证了修正增量法,该方法可为管廊工作井支护结构设计提供参考依据。(6)利用空间模型数值方法,对管廊工作井主体结构施工和使用阶段结构的变形和内力进行参数分析,并基于增量法思路采用杆系模型,计算得到复合墙和各层板的内力和变形。经验证,采用本文提出的杆系模型增量法进行管廊工作井结构设计是合理且准确的,该方法可为管廊工作井结构设计提供参考依据。
暂无评论