富水砂层盾构开挖面支护压力与地层变形关系离心模型试验研究

作者：罗维平; 袁大军; 金大龙; 陆平; 陈健; 郭海鹏

来源：岩土力学, 2022, 43(S2): 345-354.

DOI：10.16285/j.rsm.2021.1104

• 富水砂层
• 盾构开挖面
• 支护压力
• 地层变形
• 离心模型试验

为探究富水砂土地层盾构隧道开挖面支护压力与地层变形特征的关系，通过自主研发的离心模型试验系统，依托武汉地铁8号线大盾构越江隧道工程，研究了不同埋深情况下的开挖面支护压力对开挖面稳定及地层变形特征的影响，得到了开挖面支护压力与地表变形之间的关系曲线。研究结果显示：（1）当隧道埋深较浅（<1.5D,D为盾构直径）时，支护压力对地表变形的大小及扰动范围的影响均随着埋深的增加而减小；当隧道埋深较深（>1.5D）时，不管支护压力过小还是过大，开挖面支护压力对地层变形的影响很难延伸到地表。（2）当支护压力过大时，对地层的扰动呈现为鱼尾型，主要可分为挤密区、顶隆区、顶沉区以及沉降区，其中地表距离开挖面约1D范围内为沉降区，1D～2D范围内为隆起区。（3）当支护压力过小时，对地层的扰动主要为沉降，影响范围为开挖面前方1D左右，且随着埋深的减小，影响范围会增大。该研究通过离心模型试验得到了不同埋深条件下基于变形控制的支护压力设定范围的建议值，旨在为实际工程中支护压力的控制提供指导。

• 单位
  北京交通大学; 建筑工程学院