软硬不均地层中盾构施工引起的地层隆沉预测分析

软硬不均地层中盾构施工引起的地层隆沉预测分析

王泽楷

中天建设集团有限公司 浙江省杭州市 310000

摘要

软硬不均地层盾构施工中容易造成隆沉问题，在实际的施工中需要对其隆沉进行实际的预测分析，完成对其预测的合理分析，能够实现对盾构施工的合理应用设计，确保其施工展开更加安全。本文笔者主要针对软硬不均地层盾构施工中的地层隆沉预测分析方法进行研究，文章中设计应用刚度当层法和Mindlin 基本解方法完成对地层隆沉预测分析，并通过实际的案例印证了刚度当层法和Mindlin的应用效果。

关键字；软硬不均；盾构施工；地层隆沉

1.盾构施工中地层变形模型分析

盾构施工过程中容易对实际的盾构施工地层造成影响，从而影响到实际的盾构施工效果。在实际的盾构施工中，引起地层变形的主要因素包括盾壳与土体间摩擦力分析、二次注浆附压力以及同步注浆压力都会造成地层变形 。而在当前地层变形中，需要对地层变形进行分析，建立和的技术统计模型，能够完成对刚度当层模型的分析应用，确保技术应用更加合理，也能够提升地层变形分析效果。如，在实际的地层变形分析中，可以完成刚度当成技术应用，同时也可以完成Mindlin 基本解的融合应用。二者实际相互结合分析应用，完成对地层变形的分析，确保其地层变形分析更加合理，也能够提升地层变形的应用效果。

①刚度当层法应用。刚度当层法在具体的受力分析过程中，是将多层地层的受力分析转换成同一层的受力分析，从而实现对其受力分析的合理设计，确保其分析更加简便，也能够提升分析效果。如以下图1为刚度当层方法的基本原理。通过图1可以了解到，实际的地层受力分为地层1和地层2两层，在受力分析中需要对地层1和地层2的弹性受力参数进行分别应用分析。而采用刚度当层法进行分析中完成地层1和地层2 的受力结合分析，实现对弹性设计的综合应用管控，确保其项目设计应用更加合理，也能够最大程度上提升地层受力分析效果。

②Mindlin基本解技术应用。在Mindlin基本解应用中，主要是完成对弹性模量和相关受力的计算分析，计算能够完成对其弹性分析位置的竖向及水平向位移计算公式，通过实际的计算过程中，其主要包括的竖向位移和横向位移的综合计算分析，完成对其核心计算，实现对刚度当层法进行实际的应用，确保其技术应用更加合理。提升隆沉分析效果。

2.盾构施工中引起软硬不均地层隆沉的分析

在Mindlin基本解技术与刚度当层法应用分析中，完成了对盾构施工中地层隆沉的不同情况进行分析。

首先，在实际的盾构施工中开挖面处不平衡容易造成严重的地层隆沉问题，在实际的地层分析中，开挖面的不平衡，会对盾构施工造成一定的影响，从而使地层开挖受力不均衡。并且在实际的开挖面施工各种，其会存在微元不平衡分布力，微元不平衡力容易引起地层的竖向位移以及横向位移，从而造成了隆沉的现象。

其次，在盾构施工中引起地层隆沉主要问题还包括盾壳与土体间的摩擦力。在实际的盾构施工中，盾壳施工非常关键，其主要包括切口、盾壳施工以及盾尾施工等多项技术模块。并且在设计的地层隆沉过程中，盾壳和土体间摩擦产生，不同方向的受力，从而造成了地层隆沉问题。如，在实际的盾构施工中，其盾构掘进方向与盾构盾壳施工会产生一定的摩擦力，从而使地层的受力受到影响，也会影响到核心的受力问题，不利于盾构施工的管控。

第三，同步注浆附加压力引起的地层隆沉问题分析。在实际的盾构施工中，同步注浆附加压力对于地层隆沉也造成了一定地层隆沉效果，并且在实际的地层隆沉过程中。需要针对同步注浆环节，进行地层隆沉分析。在具体的地层隆沉分析中，其注浆阶段分析中，注浆阶段也会形成一定的注浆压力，在实际的注浆压力分析过程中，其主要是受到注浆竖向压力分析^[1]。

第四，施工期间地层附加荷载引起的地层隆沉也是主要的隆沉问题。在盾构施工期间，盾构施工会对地下土层造成一定的扰动，在实际的盾构施工中，盾构施工荷载也很容易造成地层隆沉问题，并且在实际的技术应用中，其很多盾构施工技术都会对土层造成一定的干扰，造成土层形变问题。并且在实际的盾构施工中，其大型机械在上层地面也可以进行堆载施工，确保其施工技术应用更加合理，提升推在施工效果。其施工中的地层隆沉影响因素比较多。根据Mindlin和刚度层法应用中，其施工的土层受力来自多个方向，并且土层的变形扰动受力影响因素比较多。

3.盾构施工中地层隆沉实际分析应用

3.1具体工程概况

本项目为XX地区地下隧道施工工程。在实际的隧道施工中，其北段隧道路段长度1.6 km，采用一台泥水平衡式盾构施工，盾构开挖直径 12.53 m，长度 13.23m。在实际的隧道盾构施工中，其土层主要包括粉质黏土层、上覆人工填土层及黏土层，下卧卵石层及粉质黏土层为了规避风险施工单位采用Mindlin基本解和刚度当层法进行盾构隧道地层隆沉预测。

3.2Mindlin基本解和刚度当层法的应用分析

在实际的方法应用中，在其设计中需要对盾构隧道的各项参数进行计算，哇按成实际的隆沉值设计应用。在其模型计算中主要完成弹性模量选取、路基层厚度、泊松比等进行取值和设计分析。以下表1为具体的设计计算中，Mindlin基本解和刚度当层法取值。通过实际参数导入，完成具体的模型计算^[2]。

表1 盾构隆层预测分析

结束语

盾构隧道施工过程中，对其施工的有效管理控非常重要，并且还需要做好对其隆沉值的实际监测，确保其监测实施更加有效，提升盾构隧道施工技术应用效果。

参考文献

[1]曹利强, 张顶立, 房倩,等. 软硬不均地层中盾构施工引起的地层隆沉预测[J]. 岩石力学与工程学报, 2019, 38(03):634-648.

[2]浦彪. 软土地层中盾构施工引起地表沉降规律研究[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, 000(008):238-238

.