盾构掘进施工引起的地表沉降数值模拟研究

中铁四局集团第四工程有限公司 安徽 合肥 230000

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随着城市的发展，交通拥堵问题日益严峻，为缓解城市交通压力，许多城市开始修建以地铁为代表的地下轨道交通，大多数城市地铁均采用盾构法进行施工。然而在既有城市结构物下方进行地铁盾构施工时，由于地上既有结构物对地表沉降要求严格，如若地表沉降控制不当，极易造成既有结构物产生不均匀沉降，影响正常使用，甚至造成城市居民的财产损失和人身伤亡。地表沉降控制的前提是合理预测盾构施工沉降，因此获得合理预测盾构施工沉降的方法尤为重要。

为了解决这一工程问题，国内外学者做了诸多研究。在理论研究上Peck[1]在1969年提出了地下开挖产生的地表沉降经验公式，该方法在国内外预测地表变形中得到了广泛的应用，并有大量学者基于该经验公式提出了适用于不同地区的修正Peck公式[2-10]。在实验研究上，马险峰[11]等通过离心机实验对盾构隧道施工过程中的地表损失进行了模拟，研究了盾构隧道施工过程中地表损失与地表沉降的关系。孟庆明[12]收集成都地铁4号线地表沉降的实际观测数据，指出在富水卵漂石层进行盾构隧道施工，地表沉降槽窄且深。在数值研究上，Finno.R.J[13]于1985年指出，采用盾构法进行隧道开挖时土体的反应是三维空间和历时变化的，可通过有限元软件建立纵、横向二个方向的二维平面有限元型，模拟盾构法开挖隧道。朱合华、丁文其[14]等(1999)采用D-P