地铁盾构工程钢套筒接收施工中的受力分析撰写时间：202X年XX月XX日李金龙StressAnalysisofSteelSleeveReceivingConstructioninMetroShieldEngineeringLIJin-long摘要地铁盾构工程中区间钢套筒接收是一个很复杂的受力过程，研究清楚其中的受力情况有助于钢套筒的选型和设计。论文结合具体工程项目及相关的钢套筒接收方案，选择钢套筒典型结构参数，对这一过程中钢套筒的受力情况进行了分析，希望能够掌握受力变化，为类似工程的实践提供理论指导。AbstractItisaverycomplexprocesstoreceivethesteelsleeveinthemetroshieldengineering.Itishelpfulforthetypeselectionanddesignofsteelsleevetostudythestressconditionclearly.Thispaperselectstypicalstructuralparametersofsteelsleeveincombinationwithspecificengineeringprojectsandrelevantsteelsleevereceivingschemes，andanalyzesthestressofsteelsleeveinthisprocess，hopingtograspthestresschangesandprovidetheoreticalguidanceforthepracticeofsimilarprojects.关键词地铁盾构工程;钢套筒接收施工;受力分析Keywordsmetroshieldengineering;steelsleevereceivingconstruction;stressanalysis中图分类号U455.43文献标志码A文章编号1673-1069（2021）05-0180-031引言随着综合国力的增强，我国政府加大了对基础设施建设的投入力度，越来越多的城市获批开始修建地铁。与城市中其他交通工具相比，地铁因为节省土地资源、运量大、准时、速度快等优点，受到了人们的普遍欢迎。据统计，早在2021年，我国就以地铁总里程数在世界排名第3位，并且目前基本上所有一、二线城市都修建了地铁。地铁修建工程中，车站两端头需预留区间隧道接口条件。目前区间隧道大量采用盾构法施工，通常盾构接收井在各层中板及顶板上预留吊出孔，各层楼板设置水平环框梁，待主体结构顶板换框梁施作完成后吊出，最后封堵吊出孔1。但如果接受位置无法设置吊出孔时，就必须采用钢套筒，钢套筒接收是在密闭空间内进行盾构接收，通过在钢套筒内建立密闭的空间和内部填充物提供平衡掌子面的水土压力来保证施工安全，使盾构机破除洞门前即已建立水土平衡的环境，刀盘出围护结构后等同于盾构常规掘进，从而避免盾构机破除洞门过程中因为渗漏或掌子面上部失稳而出现塌方的隐患2。地铁盾构工程中區间钢套筒接收是一个很复杂的受力过程，本文结合具体工程项目及相关的钢套筒接收方案，尝试对这一过程中钢套筒的受力情况进行分析。2工程项目概述长春地铁一号线南环路站～中央商务区站区间由南环路站向南，沿人民大街路中敷设，沿线穿过市政府、市第二实验中学、高速公路收费站直达中央商务区站，区间线间距为13.5～16m，区间隧道双线总长约1668.667m。该项目盾构区间单线长约834m，经地质水文勘察表明，接收端地质条件复杂，自上而下依次为素填土、残积粘性土（硬塑）、强风化花岗岩（沙土状）、强风化石英正长斑岩（碎块状）、基岩裂隙水赋存于强风化花岗岩（砂土状）、强风化石英正长斑岩（砂土状）等，地层场地本层水埋深5.94～6.83m，水位标高7.63～8.02m，主要接受侧向径流及越流补给，以侧向径流方式排泄，受雨季影响较大。为保证盾构安全到达接收，采取在中间竖井设置钢套筒的形式进行盾构接收工作。3钢套筒接收方案一般，钢套筒接收系统由筒体结构、底部支撑框架、后盾系统、后端盖板、支撑系统、加料口和卸压口等部分组成3。制定钢套筒接收方案时，需要考虑到施工地的地质水文条件，一般的施工工艺流程如图1所示。4钢套筒结构受力分析钢套筒在组装完成后需要进行密闭性监测，要求承受一定的水压力（一般取0.3～0.5MPa）。本文选取特定构型的钢套筒，对其建立有限元模型后进行受力分析。4.1钢套筒结构参数设置参照当前主流的钢套筒结构参数，设置有限元模型中典型输入参数如表1所示。4.2钢套筒千斤顶预压力-后端盖位移分析设密闭性实验中水压力为0.4MPa，且千斤顶预压力取值在80～140kN，每隔5kN进行一次采样，利用有限元软件可以计算出钢套筒千斤顶预压力-后端盖位移变化曲线如图2所示。根据钢套筒Tresca最大应力-安全系数的对应关系，结合图2中千斤顶预压...