盾构隧道施工对柔性地下管线的影响预测及分析*

宋建学，郝凌霄，师 刚，张澄玄

(1.郑州大学土木工程学院，河南 郑州 450003； 2.上海同岩土木工程科技股份有限公司，上海 200092)

0 引言

盾构法施工会打破原有土层的应力平衡，不可避免地引起周围土体变形，严重的可能导致土体塌方[1]，这种影响在双线盾构施工过程中尤为明显。城市地下管线在城市中起着极其重要的作用。地下管线系统一旦发生事故，不仅会造成巨大的经济损失，同时也会产生社会影响。因此，研究地铁隧道施工对邻近地下管线的影响，预测影响范围和变形幅度等具体指标具有实际意义。目前，国内外关于盾构施工引起管线变形的研究方法主要有数值分析法[2]和解析法[3-4]。王忠昶等[2]利用FLAC3D建立隧道-土体-管线共同作用模型，对盾构施工所导致的管线变形和应力进行模拟，认为双线隧道施工产生的地表沉降槽不符合叠加理论。Klar等[3]利用边界积分法研究了隧道施工对既有管线的影响问题，提出了计算最大弯矩和接头转角的标准化解析方法，认为管道变形取决于管道相对于土的刚度和相对于隧道中心线的位置。魏纲等[4]基于能量法，结合土体沉降建立能量变分方程，推导出双线盾构施工导致管线沉降的计算公式，认为土体损失率是造成管线沉降的重要因素。综上所述，目前关于盾构施工对管线影响的研究虽然很多，但并无管线接头张开值与隧道盾构沉降结合来进行研究。

本文以管线接头允许张开值为指标，建立了盾构施工上方柔性市政管线安全状态评估方法，并基于工程实例研究了地铁隧道埋深、平距等对市政管线的影响规律。……