盾构掘进对隧道周围土层扰动的理论与实测分析

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1、第22卷第9期岩石力学与工程学报22(9)：1514～15202003年9月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringSep.，2003盾构掘进对隧道周围土层扰动的理论与实测分析蒋洪胜侯学渊(山东建筑工程学院土木工程学院济南250014)(同济大学地下建筑与工程系上海200092)摘要在城市环境中，如何控制地层移动以保证隧道周围临近建筑物以及地下市政设施等的安全，是设计以及施工中必须考虑的主要问题。通过对盾构施工对地层扰动的一般性状的分析认为，地层的移动在盾构隧

2、道周围呈现区域性的不同特征，而且随工作面压力的不同，各扰动区域间的分界面发生变化。另外，由于已有地下污水管道自身具有一定的刚度，它的存在对盾构掘进引发的地层移动产生一种遮拦作用而使地层移动特征发生变化。以上海地铁二号线工程为工程背景，通过在地下污水管道周围的地层中测定地层的超孔隙水压力和土层的移动(包括地层的分层沉降以及地层在两个方向的水平位移)，研究了盾构法隧道穿越地下污水管道时盾构推进与地层移动的相关性。研究表明，在盾构掘进接近、穿越以及远离测孔区3个施工阶段，隧道周围不同区域的土层呈现出各自不同的移

3、动特征。关键词土力学，盾构掘进，软粘土，污水管道，地层移动，孔隙水压力分类号U451，U452文献标识码A文章编号1000-6915(2003)09-1514-07THEORETICALSTUDYANDANALYSISOFSITEOBSERVATIONONTHEINFLUENCEOFSHIELDEXCAVATIONONSOFTCLAYSAROUNDTUNNEL12JiangHongsheng，HouXueyuan1(DepartmentofCivilEngineering，ShandongArchitec

4、tureandEngineeringCollege，Jinan250014China)2(DepartmentofGeotechnicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092China)AbstractThemainissueconsideredbothinthedesignandconstructionintheurbanenvironmentsiscontrollingofthegroundmovementtokeepthesafetyofbuildi

5、ngadjacenttotunnelandthevariousundergroundmunicipalfacilities.Thegeneralanalysisonthegrounddisturbancecausedbyshieldexcavationshowsthatthemovementofsoilaroundtheshieldtunnelpresentsdeferentregionalcharacteristics，andtheinterfacesofvariousdisturbedzonescha

6、ngewiththemagnitudeofpressureontheworkingface.Astheexistingundergrounddrainagepipeitselfisofgivenrigidity，theshelteringwillaffectsoils，andmaychangetheirmovingcharacteristics.BasedonthetunnelingofShanghaiMetroLineNo.2inthegroundbeneaththedrainagepipe，bysur

7、veyingtheporewaterpressure，groundmovementwhichincludesthesoillayersettlements，thehorizontalsoildisplacementsintwodirectionsinfield，theco-relationshipbetweenthegroundmovementandtunnelingisstudied.Thestudyshowsthat，whiletheshieldapproaching，crossingandleavi

8、ngthesurveyingzone，thegroundmovementsindifferentzonearoundtheMetroTunnelpresentrespectivecharacteristics.Keywordssoilmechanics，shieldtunneling，softclay，drainagepipe，groundmovement，porewaterpressure2001年12月24日收到初稿，20