考虑渗流的泥水平衡盾构隧道稳定性数值模拟

作者：黄昕; 谷冠思; 张子新; 李昀

来源：隧道与地下工程灾害防治, 2022, 4(02): 28-38.

DOI：10.19952/j.cnki.2096-5052.2022.02.04

• 泥水平衡盾构隧道
• 数值模拟
• 高水压
• 渗流场
• 沉降槽

为探究高水压环境下泥水平衡盾构隧道施工对地层响应的影响，通过建立三维流固耦合精细化有限元模型，系统分析不同上覆水深度和渗透系数下泥水盾构隧道连续开挖地层的稳定性，获得盾体就位、连续开挖、停机稳定等不同施工阶段水下盾构隧道开挖引起的渗流场和位移场的演化模式。研究结果表明：在上海等软土地区进行水下隧道施工时，可将40 m水头视作高低水压的分界阈值，水头低于和高于该阈值时渗流场及变形场呈现不同的演化特征，且在低渗透地层差异更加明显；渗流导致地层超孔隙水压力的变化，进而对地层变形产生较大影响，考虑渗流条件的开挖面最大变形约为不考虑渗流条件的1.4倍；高水压作用下地层的变形受渗流效应的影响，低水压条件下地层的变形受盾构掘进参数如注浆压力的控制。本研究可为水下盾构隧道工程的施工安全控制提供一定的参考依据。

• 单位
  同济大学; 中船第九设计研究院工程有限公司; 土木工程学院