盾构始发地基加固土数值分析及安全保证措施

李建平

(腾达建设集团股份有限公司，浙江 台州 318050)

1 工程概况

杭州地铁一号线下沙西站～下沙中心站区间从下沙西站开始，沿九沙大道抵达下沙中心站。本段区间隧道穿越地段为待开发区，主要为农田和民居，场地开阔，区间隧道长度在1 071 m左右，隧道顶埋深9.3 m ～17.3 m，盾构始发处隧道覆土为9.3 m。盾构主要穿越的土层为:③2砂质粉土、③3粉砂夹砂质粉土、③4砂质粉土、③5粘质粉土。盾构底座坐落在③4砂质粉土、③5粘质粉土。盾构始发段位于③2砂质粉土、③3粉砂夹砂质粉土中。本次盾构始发加固范围，厚度和宽度为隧道预留洞口外侧上下左右各3.0 m，均为12.2 m。始发处加固区的长度为出洞口向外9 m，接收处加固区长度为洞口向外6 m。

2 数值模拟及加固效果分析

利用ANSYS软件分析加固土体在洞门破除及盾构机经过后的应力分布，以便较能直观的反映出应力大小、受力薄弱环节和盾构穿越后加固土体强度能否达到自立，根据此决定盾构始发采取的加固形式以及样洞开孔位置和盾构同步注浆最佳开始时间。

对整个加固土进行分析对象，考虑到盾构接收处加固长度比始发时加固长度短，为6 m，故对加固板块厚度取6 m。采用Solid45单元模拟加固土体，加固土体按照弹性体考虑。由于不同土层在加固后的特性对本工程分析影响结果不大，故按照同一土层考虑，土的容重为19 000 N/m3。按照如图1所示尺寸建立模型。

图1 建模尺寸图

模型上部受土压力为19 000 N/m3×6.3 m=119 700 Pa，左右两侧侧向土压力呈梯形分布，为计算简化成均部荷载，由于此处土的静止侧向系数取0.49，故左右两侧和背部土的侧向应力为[19 000 ×6.3 ×0.49+19 000 ×(6.3+12.2) ×0.49]/2=115 444 Pa。……