双圆盾构隧道施工对交叠隧道的影响性分析

刘湘

【摘要】对双圆盾构施工引起的地层损失进行分析，用源汇法和文克尔原理推导了地层损失对既有交叠隧道的附加荷载与纵向沉降計算公式，结合算例，将不同地层损失计算所得的解析解与有限元模拟的数值解进行对比分析并得出规律，为隧道工程施工提供参考依据。

【关键词】双圆盾构；交叠隧道；地层损失；附加荷载；纵向变形；有限元

1 引言

双圆盾构穿越交叠隧道时易造成较大的变形并造成严重事故[1]。本文结合前人的研究成果，利用地层损失对交叠隧道产生竖向变形的理论公式并采用有限元验证其结果的合理性。

2地层损失引起交叠隧道竖向附加荷载

镜像法也称为源汇法[2]，是在以地表为镜面，将土体内真实源镜像到对称处，从而可以忽略地面，即将半无限土体化为无限土体，分别计算源与汇作用于土体内某点的应力[3]。在应用源汇法求解时应将其产生的附加剪应力反向加于地表，并根据通过 Cerruti 解其在地表上引起的竖向应力进行数值积分。 （1）

3地层损失引起交叠隧道纵向变形

根据弹性地基梁原理，假设由于地层损失引起的附加竖向应力 在 轴上的一点 的集中荷载为 ，那么在无限长隧道范围内积分为：

（2）

4计算模型与基本假设

（3）

（4）

在交叠隧道施工过程中，通过源汇法求出地层损失各点附加应力 ，将其和乘以 即为沿轴向的附加线性应力，带入文克尔法公式（2）中即可求出交叠隧道的纵向变形。

5算例模型

上海地铁2号……