竖向曲线盾构隧道开挖引发地表沉降计算

王慧; 肖尊群; 罗科奇; 许彩云; 石银磊; 郑月鹏; 李浦宇; 邓名慧

doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202304026

武汉工程大学学报 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (6) : 698 -705. DOI: 10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202304026

竖向曲线盾构隧道开挖引发地表沉降计算

王慧, 肖尊群, 罗科奇, 许彩云, 石银磊, 郑月鹏, 李浦宇, 邓名慧

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摘要

大直径竖向曲线盾构施工引起的地表土体变形规律复杂，目前缺少相关的预测解析计算公式。考虑竖向曲线盾构转弯方向与转弯角度，基于Mindlin解推导竖向曲线盾构施工引起的地表变形计算公式，结合工程实例进行计算，并对施工引起的地表变形影响因素进行分析。研究表明：地表沉降受地层损失的影响最大。各荷载以及地层损失引起的横向地表变化曲线均在隧道中心线处沉降最大。隧道轴线处纵向地表变形曲线中开挖面附加推力与盾壳摩阻力引起的地表变形呈反对称分布，盾尾注浆压力在注浆处隆起值最大，向两边逐渐减小。总地表竖向变形在刀盘前方呈现隆起，在刀盘后开始加速沉降，在刀盘后方20 m左右沉降开始放缓，随后曲线逐渐平稳。推力差异系数和摩阻力差异系数大小均与地表沉降值成正相关，曲线半径大小与地表沉降值成负相关。