(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210614941.9 (22)申请日 2022.06.01 (71)申请人 上海市城市 建设设计研究总院 （集 团） 有限公司 地址 200120 上海市黄浦区西藏 南路1170 号 申请人 上海黄浦江越江设施投资 建设发展 有限公司 (72)发明人 杨振华　姜弘　刘涛　包鹤立　 田海洋　林咏梅　宗军良　饶倩　 (74)专利代理 机构 上海知义 律师事务所 313 04 专利代理师 刘峰 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01)E21D 9/06(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种浅覆土接收盾构隧道环间压力加强结 构的设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种浅覆土接收盾构隧道环 间压力加强结构的设计方法； 根据已知参数计算 回弹过程中变厚度覆土区隧道位移函数U(X)和 常厚度覆 土区隧道位移函数V(X)； 然后根据U(X) 和V(X)算得环间压力的分布规律， 最后确定预紧 力螺栓的布设范围及最小预紧力。 本发明的应用 能够提高浅覆土接收盾构隧道环间压力加强结 构设计中的精度， 并提高实施效率。 权利要求书3页 说明书11页 附图5页 CN 115017581 A 2022.09.06 CN 115017581 A 1.一种浅覆土接收盾构隧道环间压力加强结构的设计方法； 其特征在于， 包括如下步 骤: 步骤1、 计算 参数a和b， 具体公式如下： a＝4kγR+4γR； hn＝ah+b； 其中， k为土层侧压力系数； γ为土重度； R为隧道 外径； hn为隧道所受的总法向土压力； h 为隧道覆土厚度； 步骤2、 计算 参数M、 p、 q和 λ， 具体公式如下： 其中， N0为盾构机顶力； EA为隧道截面刚度； δ为隧道与地层间摩擦力达到最大静摩擦力 时隧道与地层间的位移； μ为摩擦系数； α 为变厚度覆土区覆土厚度 变化率； K0为常厚度覆土 区约束弹簧的刚度； 步骤3、 计算 参数A0、 B0、 C0和D0， 具体公式如下： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115017581 A 2其中， airy(0,x)表示第一类艾里函数； airy(1,x)表示第一类艾里函数的导数； airy (2,x)表示第二类艾里函数； airy(3,x)表示第二类艾里函数 的导数； L0为常厚度覆土区和 变厚度覆土区交界点与接收端距离； 步骤4、 计算 参数C2和C5， 具体公式如下： 其中， e为自然对数的底， e≈2.71828； 步骤5、 计算关系式U(X)和V(X)， 具体公式如下： 其中， U(X)为回弹过程中变厚度覆土区隧道位移函数； V(X)为常厚度覆土区隧道位移 函数； 步骤6、 根据U(X)和V(X)算得环间压力的分布规 律， 具体过程如下： 变厚度覆土区环间压力Nu(x)、 常厚度覆土区环间压力Nv(x)的表达式如下： 混凝土徐变效应会对隧道环间压力 产生影响， 设t时刻加载龄期为t0的混凝土徐变系数 为φ(t,t0)， 则考虑徐变效应的浅覆土条件下隧道 环间压力的表达式如下： 步骤7、 确定预紧力螺 栓的布设范围及最小预紧力， 具体如下： 设环缝止 水垫的闭合压力为F0， 由N(x,t)的表达式可知， 环间压力在浅覆 土接收端趋近 于0， 而为保证该位置的环缝防水性能， 盾构隧道全环预紧力螺栓的总预紧力至少应达到权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115017581 A 3