盾构隧道管片环力环力学性能模型试验研究

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盾构隧道管片衬砌受力分析力学模式探讨

管片衬砌分成 6 块 ,封顶块 ( K) 2215°,其余 5
块均为 6715°,纵向接头为 16处 ,按 2215°等角度布置。管片在纵向可实现通缝和错缝两种方式拼装 (偏转角为 2215°的倍数 ) 。主要尺寸为 :外半径 R1
表 1 淤泥质粉质粘土地层参数
隧道埋深容重 γ 地面超载 P0 侧压
由表 2也可知道 ,同是采用梁 —弹簧模型进行的计算 ,但拼装方式不同 ,其内力值也有很大差异。通缝拼装时的弯矩和剪力值最小 ,而相应轴力和变形量最大。同是三环一组错缝拼装 ,一、三环的弯矩
值就比二环的要大 ,相应轴力、剪力和变形量要小。这是因为 K块的位置偏离了出现最大弯矩的拱顶处 ,而让邻接块转到了拱顶处 ,环向接头离拱顶处远了 ,对它的弯矩减小的影响就小了。
输入参数如下 :管片块间接头正弯曲转动刚度为 315 ×104 kN ·m / rad,负弯曲转动刚度为 815 × 103 kN ·m / rad,轴向拉压刚度为 111 ×104 kN /m ,剪切刚度为 212 ×104 kN /m;环间接头螺栓的法向和径向剪切刚度为 410 ×104 kN /m; 地层弹簧系数 ,法向刚度为 210 ×104 kN /m , 切向刚度为 110 ×104 kN / m[ 1 ] ;管片衬砌容重为 25kN /m3 。
312 计算分组及计算结果
管片衬砌结构按三种力学模式进行模拟计算 , 共分成 11组 ,见表 2所示。其最大弯矩及其相应轴力、最大剪力和最大变形也见表 2;管片衬砌不同力学计算模式下的弯矩图见图 3所示。
表 2 计算组合及主要计算结果表
计算组号
拼装方式
力学模最式大弯矩 / ( kN1m ) 相应轴力 / kN

盾构法隧道施工阶段管片的力学分析

第29卷第3期岩土力学 V ol.29 No.3 2008年3月 Rock and Soil Mechanics Mar. 2008收稿日期：2006-04-30作者简介：宋克志，男，1970年生，博士，副教授，主要从事隧道及地下工程方面的教学与研究工作。

E-mail: ytytskz@文章编号：1000－7598－(2008) 03－0619－06盾构法隧道施工阶段管片的力学分析宋克志1，袁大军2，王梦恕2（1.鲁东大学土木工程学院，烟台 264025；2.北京交通大学隧道及地下工程试验研究中心，北京 100044）摘要：盾构隧道衬砌管片在施工阶段处于复杂的受力状态，易出现局部破损现象。

阐明了盾构施工阶段管片的受力特点，对其常见的局部破损现象及产生原因进行了总结与分析，在此基础上构建了施工阶段的管片力学模型，即一端固定、一端简支的受力构件。

以某盾构工程施工参数为例，运用有限元方法实现该力学模型，按不同工况对其进行了数值模拟，并与现场实测结果进行了对比分析。

研究表明：盾构施工阶段，衬砌管片会在第5～7环之间产生局部破损，与现场出现的管片破损部位十分接近；千斤顶推力的大小、倾角及偏差是导致施工阶段管片局部破损的主要原因，并给出了盾构施工阶段减轻管片破损的一些建议。

关键词：盾构隧道；管片破损；施工阶段；力学模型；千斤顶推力；有限元中图分类号：U 455.43 文献标识码：ASegmental mechanical analysis of shield tunnel during construction stageSONG Ke-zhi 1, YUAN Da-jun 2, WANG Meng-shu 2(1. College of Civil Engineering, Ludong University, Yantai 264025, China;2. Research Center of Tunneling and Underground Works, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)Abstract: During shield construction there are many segmental partial ruptures caused by construction factors which is already confirmed by engineering practices. The segmental mechanical characteristics during construction stage are presented firstly; and then common local ruptures of segment concrete are summarized; and leading causes are analyzed. And based on which mechanical model for construction stage is developed. The model can be described as a fixed-simple component which one end is anchored by clotted grout and the other end is supported by shield sealing brushes. In order to study the segment mechanical properties, a shield tunnel as an example is analyzed; and several cases are simulated by FEM; then comparison between FEM results and field measurement values is made. Study has manifested that most segmental ruptures are located at the fifth ring to the seventh ring which is approximately same to in-situ rupture position of segment. In addition, thrust force and its obliquity and partial difference are the main causes leading to segmental rupture. Finally, some items are suggested to lighten local ruptures of segment during shield construction stage.Key words: shield tunnel; segment damage; construction stage; mechanical model; cylinder thrust force; finite elements1 引言近年来，随着隧道及地下工程建设规模的不断扩大，盾构法应用日益广泛。

盾构隧道功能梯度混凝土管片的研发及性能研究

第26卷第11期岩石力学与工程学报V ol.26 No.11 2007年11月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov.，2007盾构隧道功能梯度混凝土管片的研发及性能研究高英力，马保国，王信刚，温小栋，穆松(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室，湖北武汉 430070)摘要：武汉长江隧道工程所面临的高压富水环境要求衬砌结构管片具有高抗渗、长寿命的性能。

引入功能梯度材料设计原理，对钢筋混凝土管片进行功能梯度设计与优化，实现管片外层高防水抗渗、结构层提供强度及内衬层耐火的多重功能。

同时采用适当的界面处理技术，保证管片各功能层的性能均匀过渡，实现功能和结构一体化设计。

对结构层混凝土、保护层材料性能分别进行测试，测试结果表明，保护层材料具有优良的抗渗性能，相比普通混凝土氯离子扩散系数降低一个数量级，寿命提高10倍以上，优于目前国际上已报道的最好水平(6×10－13 m2/s)；结构层、保护层混凝土力学性能优良，强度满足设计要求，保护层材料强度达C70以上，主体结构层达到C50；保护层材料与结构层材料体积稳定性良好；耐酸性气体腐蚀性能大大增强，90 d中性化深度不足1 mm；同时，管片内衬层通过刷涂防火抗爆材料有效提升了管片的内层耐火性能，耐火极限是未经处理试件的4.72倍；最后通过实际的生产及检测，进一步证明了功能梯度混凝土管片具有较好的服役性能。

关键词：隧道工程；盾构隧道；功能梯度混凝土管片；工程设计；结构层；保护层中图分类号：U 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2007)11–2341–07DEVELOPMENT AND PROPERTIES STUDY ON FUNCTIONALLYGRADED CONCRETE SEGMENT USED IN SHIELD TUNNELINGGAO Yingli，MA Baoguo，WANG Xingang，WEN Xiaodong，MU Song (Key Laboratory for Silicate Materials Science and Engineering of Ministry of Education，Wuhan University of Technology，Wuhan，Hubei430070，China)Abstract：For the environments with high pressure and enriched water of Wuhan Yangtze River Tunnel，the properties of high-durability and long-life are necessary for the segments used in shield tunneling lining structure. By means of the principle of functionally graded materials(FGM)，the FGM design and optimization for reinforced concrete segment were proceeded，and the multifunction，which consists of higher impermeability of covering，higher strength of structure layer；and fire-resistant inner layer of the segments，were realized. Furthermore，the proper interface producing technology is adopted to assure the homogeneous transition of properties of different material layers，and the integrated design effects of function and structure are achieved. According to a series of tests in structure layer concrete and layer covering materials，it can be seen that the permeability of layer covering is much lower than that of the ordinary concrete and the chloride diffusion coefficient of layer covering was decreased with one order of magnitude，while the service life was increased more than ten times. It was better than the reported greatest value(6×10－13m2/s). The mechanical properties of structure layer and layer covering are excellent and can satisfy the requirements of design. The compressive strength of layer covering concrete is C70 or above，and that of structure layer concrete is C50. The volumetric stability of layer covering and structure layer收稿日期：2007–06–21；修回日期：2007–07–11基金项目：国家高技术研究发展计划(863)项目(2005AA332010)作者简介：高英力(1977–)，男，博士，1999年毕业于长江大学建筑工程系建筑工程专业，现为在站博士后，主要从事地下工程隧道衬砌结构及性能方面的研究工作。

盾构隧道衬砌管片结构的力学性能试验及理论研究

盾构隧道衬砌管片结构的力学性能试验及理论研究一、本文概述Overview of this article《盾构隧道衬砌管片结构的力学性能试验及理论研究》这篇文章主要围绕盾构隧道衬砌管片结构的力学性能展开深入研究。

盾构隧道作为一种重要的地下交通设施，其安全性和稳定性对于城市建设和交通发展具有举足轻重的意义。

衬砌管片作为盾构隧道的重要组成部分，其力学性能直接影响到隧道的整体稳定性和使用寿命。

因此，对盾构隧道衬砌管片结构的力学性能进行试验和理论研究，具有重要的实践意义和理论价值。

This article mainly focuses on the in-depth study of the mechanical properties of shield tunnel lining segment structures, including experimental and theoretical research on the mechanical properties of shield tunnel lining segment structures. As an important underground transportation facility, the safety and stability of shield tunnels play a crucial role in urban construction and transportationdevelopment. As an important component of shield tunneling, the mechanical properties of lining segments directly affect the overall stability and service life of the tunnel. Therefore, conducting experimental and theoretical research on the mechanical properties of shield tunnel lining segments has important practical significance and theoretical value.本文首先通过对盾构隧道衬砌管片结构的详细分析，明确了其受力特点和主要影响因素。

地铁盾构隧道管片结构受力特征模型试验研究

地铁盾构隧道管片结构受力特征模型试验研究【摘要】以南京地铁区间盾构隧道为研究背景，通过大比例模型试验，对盾构隧道管片三种拼装方式的受力特征进行了深入研究。

研究结果表明，拼装方式对管片受力特征有很大的影响，并提出了合理的管片拼装方式。

【关键词】盾构隧道模型试验管片拼装通缝错缝1前言盾构法隧道衬砌结构是由若干弧形的管片拼装成环，然后每环之间逐一连接而成的，管片与管片、环与环之间通过螺栓或其他方式连接。

管片的拼装力式有通缝和错缝两种。

所有衬砌环的纵缝呈一直线的情况称之为通缝拼装；相邻两环间纵缝相互错开的情况称之为错缝拼装。

不同的拼装方式必将对管片的受力特征有重大的影响。

为探明在南京地区特定的地质条件下，不同管片拼装方式对管片受力特征的影响以及合理的管片拼装方式等问题，作者以南京地铁区间盾构隧道为研究背景，进行了考虑隧道与土体相互作用性的大比例尺模型试验研究。

2试验概况2.1试验原型隧道采用单层装配式钢筋混凝土管片衬砌，隧道内径5 500mm，管片厚350mm，宽1 200mm。

衬砌环分为6块，下部三块标准块的圆心角为67．5度，两邻接块的圆心角为68．0度，割顶块的圆心角为11．5度。

纵向接头16处，按22．5度等角度布臵。

分块图见图1。

图1 原型管片衬砌分块图2．2相似材料试验以几何相似比Cl=12和容重相似比Cr＝1为基础相似比，其他物理力学参数根据相似理论推围岩均采用特定比例的重晶石粉、石英砂、松香和凡士林的热融混合物模拟。

这些混合材料在化学反应结束后，基本不受温度和湿度的影响，以高压方法加压成型，围岩模型和原型物理力学参数见1表管片混凝土采用水膏比为1：1．50的特种石膏材料，通过预制加工现场安装的方法模拟，力学指标以石膏终凝时的实验值为准，管片混凝土原型与模型的力学参数见表2；管片混凝土环向主筋的相似材料采用直径1．2miil的铁质材料通过原型与模型的等效抗弯日渡EA模拟。

表 1 围岩模型和原型物理力学参数全部试验在专门制作的台架式钢板试验模型槽内进行。

盾构隧道复合管片的等效力学模型及应用研究

ABSTRACTShield technology is the best choice to build the following large infrastructures in cities because this method is environmental, safe and high efficient. These infrastructures include rail transit, underground pedestrian passageway and underground reservoir. Composite segment is gradually exploited in shield tunnels because of outstanding mechanical features.However, composite segment has many constituent materials, and the differences in these materials make the analysis method and calculation model of concerned segment hard to be unified, which add difficulties in design. Meanwhile, the influencing factors affect one another in the segment. It is quite difficult for designers to set and control those parameters during model calculation without the help of experimental data. Consequently, these difficulties in design are the most critical reasons that restrict the wide application of composite segment. On the other hand, the structural form of composite segment is various and complicated. This makes the manufacturing procedure complex and enlarges the period and cost of manufacture. Under the coupling of surrounding strata and structural form, the calculations of segmental ring, which comprised of several composite segments, are out of convergence. Therefore, it can simplify the structural model when composite segment is equivalent to single and homogenous structure, and can bring convenience to designers and researchers. Also, equivalent segments can increase the precision of segmental rings and thus reduce the calculation difficulties and workloads.Based on the theories of elastic-plastic mechanics and existing experimental results, therefore, a series of precise numerical models were firstly established for composite segment using ABAQUS in this paper. And the mechanical behaviors under bending moment and combined forces were researched respectively. The sensitivities of steel tubes were analyzed with the carrying capacity of segment. The strain distributions of steel tubes were investigated to study their influences and consequently, a simplified method was developed to determine the influence range of main girder and skin plate. Meanwhile, equivalent models were built according to energy equivalent principle. Making use of the equivalent results, this paper proposed two equivalent methods, width equivalence and height equivalence. The fitting equations between steel tubes’s thickness and equivalent dimensions were obtained for main girder and skin plate respectively. Finally, the characteristics of twoequivalences were discussed and their combination results were presented in three-dimensional coordinate.Results in this paper show that the influence ranges and equivalent dimensions of steel tubes’thicknesses have the identical changing laws with the increment of their thickness. The two equivalent methods and their combinations can provide theoretical references for the equivalent calculations of composite segment and reduce its design difficulties.KEY WORDS: Composite segment, Equivalent method, Influence range, Main girder, Skin plate目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录.................................................................................................................. I V 第1章绪论. (1)1.1. 研究背景及意义 (1)1.1.1. 研究背景 (1)1.1.2. 研究意义 (2)1.2. 国内外的研究现状 (2)1.2.1. 隧道管片的开发 (2)1.2.2. 盾构隧道管片的力学性能研究 (4)1.2.3. 组合结构的力学性能研究 (9)1.3. 当前研究存在的问题 (12)1.4. 本文研究的内容及方法 (12)1.4.1. 研究内容 (12)1.4.2. 研究方法 (13)1.4.3. 技术路线 (13)1.5. 本章小结 (14)第2章隧道管片 (15)2.1. 传统管片 (15)2.1.1. 隧道衬砌的类型 (15)2.1.2. 传统管片的类型 (15)2.1.3. 传统管片的设计 (18)2.2. 复合管片 (20)2.2.1. 复合管片的特点 (20)2.2.2. 复合管片的设计 (21)2.3. 管片组合结构 (22)2.3.1. 复合结构的构成 (22)2.3.2. 组合结构的特点 (23)2.3.3. 组合结构构件 (23)2.3.4. 组合结构的设计 (25)2.4. 本章小结 (25)第3章复合管片的有限元分析 (27)3.1. 概述 (27)3.2. 有限元模型计算 (27)3.2.1. 建立模型 (27)3.2.2. 荷载和边界条件 (31)3.2.3. 材料 (32)3.2.4. 接触分析 (34)3.3. 有限元计算结果 (36)3.3.1. 计算云图 (36)3.3.2. 荷载-变形响应 (40)3.3.3. 应变分布 (45)3.4. 本章小结 (48)第4章钢板厚度对复合管片的影响 (49)4.1. 概述 (49)4.2. 钢板厚度变化的敏感性研究 (49)4.2.1. 理论分析 (49)4.2.2. 有限元结果分析 (50)4.3. 钢板厚度的影响范围 (52)4.3.1. 主桁梁厚度的影响宽度 (53)4.3.2. 面板厚度的影响高度 (54)4.4. 本章小结 (56)第5章复合管片的等效力学模型 (57)5.1. 概述 (57)5.2. 复合管片的等效 (57)5.2.1. 建立等效力学模型 (58)5.2.2. 复合管片的宽度等效 (59)5.2.3. 复合管片的高度等效 (61)5.3. 等效方法的讨论 (63)5.3.1. 两种等效方法的比较 (63)5.3.2. 两种等效方法的结合 (65)5.3.3. 等效模型的应用分析 (66)5.4. 本章小结 (66)第6章结论与展望 (69)6.1. 结论 (69)6.2. 展望 (70)参考文献 (71)硕士研究生期间发表论文和参加科研情况说明 (81)致谢 (82)第1章绪论1.1. 研究背景及意义1.1.1. 研究背景在我国许多大中城市，街道路面固化的范围逐年增大，可供雨水渗透的区域也越来越少，而易受水浸的低洼道路、地下街、地下车站的数量不断攀升，这些城市面临频繁发生的“城市型水灾”问题。

粘性地层地铁盾构隧道管片结构力学特征研究

粘性地层地铁盾构隧道管片结构力学特征研究摘要以南京地铁一号线为工程背景,采用现场试验的研究手段对穿越粘性地层的盾构隧道管片结构在施工全过程和稳定期的力学行为进行了系统研究,同时采用考虑结构与地层相互作用的梁-弹簧模型对其进行了有限元数值模拟分析,并将结果进行比较和综合,提出了粘性地层条件下地铁盾构隧道管片结构的设计原则与方法。

关键词盾构隧道管片结构现场试验数值模拟力学分析1 前言盾构隧道单层拼装式管片衬砌结构的内力及变形计算模型,通常采用均质圆环模型[1]及考虑管片接头效应的梁-弹簧模型[2,3]。

虽然梁-弹簧模型考虑了管片接头效应,但实际的荷载模式及结构与围岩的作用模式等都是建立在一定的假设基础上,结果随参数取值的不同而具有较大的差异,具体的作用模式还有待进一步研究确定[2]。

为探明施工过程盾构隧道管片结构的力学行为特征,本文采用现场试验的研究手段对穿越粘性地层的盾构隧道管片结构在施工全过程和稳定期的力学行为进行系统研究,并将结果与梁-弹簧模型进行比较和综合,提出粘性地层条件下地铁盾构隧道管片结构的设计原则与方法。

2 试验概况2.1 试验断面现场试验断面位于南京地铁一号线TA15标段桩号YK13+872处,洞身位于淤泥质粉质粘土中,隧道上覆约4m厚淤泥质粉质粘土,表层为粉砂夹细砂,隧道埋深9m左右,地质概况如图1所示。

地铁区间盾构隧道采用单层装配式钢筋混凝土管片构筑衬砌环,管片环内直径5.50m,幅宽1.20m,厚0.35m。

衬砌环由6块管片组成,封顶块圆心角21.5°,2个邻接块圆心角68.0°,3个标准块圆心角67.5°,每环管片设16处纵向接头,接头按22.5°等角度布置,管片环在纵向采用45°错缝式拼装,衬砌管片环拼装及试验断面如图2所示。

2.2 试验内容现场试验从管片衬砌托环瞬间开始一直到各测试项目稳定为止。

试验内容包括作用在盾构隧道管片结构上的土压力、孔隙水压力以及管片结构的内力:采用量程为0.3MPa的XYJ-3型刚弦式土压力盒测试土压力;采用量程为0.2MPa的XJS-2型孔隙水压力计测试孔隙水压力;采用量程为3000微应变的XJH-2型刚弦钢筋应变仪测试管片内、外侧应变,通过管片内、外侧应变再得出管片的内力。

盾构隧道管片力学特性三维有限元分析

中图法分类号
Ｔ３１１Ｕ１．；
文献标志码
Ａ
管片是盾构隧道管片环的主体结构。从施工
与计算机技术的不断发展，用有限元方法分析隧采
道衬砌受力已经成为一种适应性很强的方法。利
到正常使用的过程中，片一般承受的荷载包括主管
足尺试验是研究管片力学特性的最好方法，但
要在试验中要模拟管片所受的复杂的荷载模式、量
值及其边界条件存在一定困难。随着有限元理论
２１０１年１２月１日收到９
环管片具体布置及相应编号见图１错缝拼装形式，见图２，准衬砌环各管片的角度尺寸见图３标。管片间及管片环间采用弯曲螺栓连接，成错缝拼装的组
⑥
２１ＳｉｅｈＥｇ．０２ｃＴｃ．ｎｒ．ｇ
建筑技术
盾构隧道管片力学特性三维有限元分析
陈俊生莫海鸿黎振东。，，
（华南理工大学土木与交通学院，亚热带建筑科学国家重点实验室广州５０４，１６０
广州安德建筑构件有限公司，州５１３）广１４０
摘要采用三维有限元法，以广州地铁使用的管片为研究对象，将管片在施工阶段受到的千斤顶顶力、不均匀注浆压力和正常使用阶段受到的土压力、水压力、周围土层的弹性抗力概化为５种荷载，１共Ｏ个计算模型，利用通用有限元软件ＡＩＡ，ＤＮ

上软下硬复合地层地铁盾构隧道管片的力学性态研究

摘要针对上软下硬复合地层这种特殊的地层结构，现有的地铁盾构隧道设计和施工更多的凭借工程师已有经验，迄今为止仍没有可以依据的理论体系和设计施工规范，而在此地层中，衬砌管片环受力及变形特征与在均一岩土层中势必会有所区别，本文试图对该课题进行一些探索，针对设计方法、施工阶段、地铁列车运营阶段及地震荷载作用下等多个不同方面，开展如下几个方面的工作：（1）建立精细三维管片模型，模拟上软下硬复合地层中盾构隧道管片的受力特征，并对衬砌管片环在岩层中的地层复合比进行参数分析。

研究结果表明：上软下硬复合地层中，管片环拱底处几乎没有竖向位移，管片环拱顶及拱腰向内侧收敛。

在设计时轴力取梁-弹簧法得到的最大轴力进行设计即可，弯矩的取值与地层复合比有关，在设计时应将地层复合比m=0.85当作关键工况，予以考虑。

（2）对上软下硬复合地层施工过程中千斤顶顶推力进行公式推导，以珠海市区至珠海机场地铁盾构工程为背景，模拟上软下硬复合地层中盾构隧道施工阶段管片的变形特征，并对管片环在岩层中的地层复合比进行参数分析。

研究结果表明：理论计算公式得到的千斤顶顶推力大小与实测结果相差不大，能够用来指导实际施工及数值模拟，施工过程中，随着地层复合比m的改变，衬砌管片环的纵向及横向变形均会发生变化，当地层复合比为0.5时，盾尾管片环上下纵向差异变形达到最大。

（3）建立上软下硬复合地层盾构隧道的二维数值模型，基于地层结构法，研究列车动荷载及地震荷载作用下衬砌管片环的力学行为，探讨衬砌管片环及周围围岩的稳定性控制机理，运用经验公式，对长期动荷载作用下的永久沉降进行预测，并对盾构隧道由软土层进去硬岩层时的差异沉降进行理论分析，给出差异沉降过大的处理方法。

关键词：复合地层；盾构；管片；顶推力；运营；数值分析；地层复合比ABSTRACTNowadays design and construction of the metro shield tunnel is more depond on the experience of the engineer when tunnelling under the condition of upper-soft and lower-hard composite stratum, and no theoretical design and construction system to rely on. The deformation and mechanical behavior of the segment lining ring in this stratum certainly be differ with in homogeneous soil layers. This paper attempts to explore some of the issues, focusing on some different aspects: design methods、construction phaseoperation phase and worked under earthquake on the following aspects:(1)3D simulation model was build, which included the segment and bolt, to simulation the deformation and stress during the shield tunneling under the condition of upper-soft and lower-hard composite stratum, and then analysis the influence of the ratio of soft soil in complex formation. The results show that there is almost no vertical displacement at the crown of the segment ring, and the arch segment convergences to the inner side under the condition of upper-soft and lower-hard composite stratum. The axial force calculated by spring-beam method can be used in shield tunnel segment structure design, the bending moment of segment is related to the ratio of soft soil, m=0.85 should be taken into consideration when constructional design.(2) The lifting jack force of the shield tunnel during the construction phase take the empirical value in simulation, while in this paper, the lifting jack force formula is obtained in the context of upper-soft and lower-hard composite stratum based on practical engineering, namely, the Zhuhai urban subway to airport. Three-dimensional finite element software is adopted to analyze the deformation and mechanical behavior of the segment through 10 segment rings of the tunnel when tunneling at the construction stage. Result from calculation of the influence of the parameters m, which is the indicator of the composite ratio of the upper-soft and lower-hard stratum, shows that: there exists only little difference between the result of theoretical calculations and actual measurements, which means that the theoretical calculation can be used to provide reference to the actual construction and numerical simulation. Longitudinal deformation and lateral deformation of the lining segment ring will change with the composite ratio m during the construction stage. The additional bendingmoments induced by the uniformly distributed loads F s and F l reached their maximum values when m=0.5, and accordingly, the longitudinal deformation difference will reach its maximum （1.4mm）at the tail pipe.(3)Based on stratum structure method, the 2D model of the operation stage of the subway and earthquake under the condition of upper-soft and lower-hard composite stratum were established to discuss the mechanical behavior of the segment lining ring under the train dynamic loading, and discuss the stability mechanism of the segment lining ring and the surrounding rock. Permanent settlement under long-term dynamic loading was predicted with the empirical formula, the theoretical analysis of when the shield tunnel from soft soil layers into a hard rock, the processing method of excessive differential settlement was given in this paper.Keywords:Composite stratum; Shield tunnel; Segment; The lifting jack force; Operations; Numerical analysis; The composite ratio of soft soil;目录目录...................................................................................................................................... I V 第一章绪论.. (1)1.1 选题的背景和研究意义 (1)1.1.1 选题背景 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 管片计算理论研究现状 (3)1.2.2 盾构隧道施工阶段管片的力学响应研究现状 (3)1.2.3 运营阶段管片力学响应研究现状 (4)1.2.4 地震荷载作用下管片力学响应研究现状 (6)1.2.5 研究现状评价 (7)1.3 本文主要工作与创新点 (8)1.3.1 研究技术路线 (8)1.3.2 主要研究内容 (8)1.3.3 主要创新点 (9)第二章上软下硬复合地层盾构隧道管片设计方法研究 (10)2.1 引言 (10)2.2 管片设计方法说明及比较 (12)2.2.1 惯用法 (12)2.2.2 修正惯用法[52] (12)2.2.3 多铰圆环法[52] (13)2.2.4 梁-弹簧法[13] (14)2.3 上软下硬复合地层中盾构隧道管片受力分析 (15)2.3.1 地层复合比[53]的概念 (15)2.3.2 管片的受力模型 (15)2.3.3 模型的建立 (16)2.3.4 计算结果及分析 (21)2.4 上软下硬复合地层盾构隧道管片结构设计与传统设计方法的比较 (29)2.5 本章小结 (31)第三章上软下硬复合地层盾构隧道施工阶段管片力学性态研究 (33)3.1 引言 (33)3.2 施工阶段衬砌管片的主要荷载 (33)3.2.1 千斤顶顶推力 (33)3.2.2 注浆压力 (37)3.2.3 水土压力 (37)3.3 上软下硬复合地层盾构隧道施工阶段的数值模拟及分析 (37)3.3.1 模型的建立 (37)3.3.2 千斤顶顶推力理论计算值与实测结果对比分析 (39)3.3.3 计算结果分析 (40)3.4 施工阶段不同地层复合比的影响分析 (42)3.5 本章小结 (47)第四章上软下硬复合地层盾构隧道运营阶段管片动力响应分析 (48)4.1 引言 (48)4.2 运营期数值模拟及响应分析 (48)4.2.1 地铁列车荷载的模拟 (48)4.2.2 动力时程分析 (49)4.2.3 模型的建立 (51)3.2.4 位移内力响应分析 (53)4.2.5 周围围岩响应分析 (55)4.2.6 不同地层复合比下响应分析 (55)4.3 长期循环列车荷载作用下累计沉降分析 (59)4.3.1 动荷载作用下累计变形理论 (59)4.3.2 动荷载作用下长期累计变形产生的差异沉降分析 (61)4.4 本章小结 (65)第五章上软下硬复合地层盾构隧道地震动力响应分析 (67)5.1 引言 (67)5.2 有限元模型的建立及分析 (67)5.2.1 地震波的选取 (67)5.2.2 模型的建立 (68)5.2.3 结果分析 (68)5.3 不同地层复合比下地铁盾构隧道地震动力响应分析 (69)5.4 不同地震级别的动力响应分析 (72)5.5 本章小结 (73)结论、建议、成果及展望 (74)结论 (74)建议 (74)成果 (75)展望 (75)攻读硕士学位期间取得的研究成果 (80)致谢 (81)第一章绪论第一章绪论1.1 选题的背景和研究意义1.1.1 选题背景城市轨道交通地铁盾构隧道属于浅岩层隧道结构，现有的设计理论及方法均建立在均质地层的基础上，而均质地层在自然界中并不存在，当隧道断面内的岩土力学性质相差不大时是适用的，但若为复合地层时，其适用性有待商榷。

盾构隧道混凝土管片受力分析

上可以看出，在管片块与块的螺栓连接处剪力较大，在设计螺故栓的时候要充分考虑螺栓的抗剪切性能，在剪力作用下管片块与
２７２８
２９３０
１０４．８ —１．８４０
１１０．６８０．２
２．２７８２８７．２
ｍｅｔｍｅｓｒｓｏｒｕｄａｅｎａｄｉｆｏｔｓｉｌｕｎｌｐｒｌｔｃｔｒｓｎａｅ，ｓｍｓｕｈｏｓｒｃｉｎｅｐｒｅｃｙａａｙｎａｕｅｆｇｏｎｗｔｒａｄｓｎｎｗａｈｅｄｔｎｅｏｔｈｒｈｗａｅａｄｌｙｒｕｐｔｅｃｎｔｕｔｘｅｎｅｂｎ－ｌａｗｉｉｏｉｌｚｎｈｃｉｅｔｉｇｔｅａｃｄｎｓ，ＳｓｔｒｖｄｅｄｒｃｉｎｆｒｐｅｅｔｇｔｅｇｏｎｗｔｒｎａｄｉｆｏｔｕｎｌｏａｈｒｃｓｆｔｅｓｉｌｎＯａｏｐｏｉｅｔｉｅｔｏｒｖｎｉｈｒｕｄａｅｄｓｎｎｗａｎｅｒｌｉｔｅｐｏｅｓｏｈｅｄｔ－ｈｏｎａｌｔｐｔｎｈｕｎｌｄｉｉｇｉｃｔｒａｄｓｎａｅ．ｅｒｎｎｒｈｗａｅｎａｄｌｙｒｖｉＫｅｒｓｉｃａｅｎａｄｌｙｒｈｅｄｔｎｅ，ｇｏｎｗａｅｎａｄｉｆｗａｏａｙｗｏｄ：ｒｈｗｔｒａｄｓｎａｅ，ｓｉｌｕｎｌｒｕｄｔｒａｄｓｎｎｏｔｐｒｌｌｔ

盾构隧道管片受力与变形研究

收稿日期：２００８－０６－２４作者简介：李鹏程（１９６６－），男，安徽桐城人，毕业于西南交通大学，高级工程师。

０引言装配式衬砌拼装方式主要分为通缝和错缝两种，在地层条件较好的欧洲国家，较多认为通缝拼装的衬砌结构符合“柔性衬砌”的设计理念，能够充分调动周围土体的自承能力，在设计上更加经济合理。

而在软弱地基较多的日本，自１９７８年村上博智、小泉淳指出错缝拼装的衬砌结构具有纵向加强效应后，就基本不再采用通缝拼装。

我国使用盾构隧道技术已有５０余年的历史，但尚未形成统一的设计施工标准，通、错缝拼装方式均有应用。

建立适合于通、错缝隧道的隧道衬砌计算模型，从力学的角度对比通、错缝拼装受力及变形对于盾构隧道的设计施工具有现实意义。

本文以上海地铁Ｍ９线设计为研究实例，采用梁－弹簧模型对通用管片结构进行有限元计算分析，主要研究通用管片结构在不同拼装方式条件下的力学行为，并得出设计和施工中的控制拼装方式。

１模型建立１．１装配式衬砌的结构特征盾构隧道装配式衬砌结构是由若干弧形管片拼装成环，每环之间逐一连接而成的。

管片与管片之间、环与环之间通过螺栓或其它方式连接。

所谓通缝拼装，是指所有衬砌的纵缝成一直线，相邻环间的环缝成一闭合圆的管片拼装方式。

衬砌的环缝或纵缝相互错开的情况称为错缝拼装，由于技术条件限制，目前国内采用环向错缝拼装的隧道极少，本文所提到的错缝拼装均指纵向错缝拼装。

通缝拼装的衬砌各环接头位置相同，受荷相同情况下结构变形一致，相邻环间无剪力及弯矩的传递。

而错缝拼装的衬砌接头位置交错，致使相邻环间变形迥异，剪力通过环面间摩擦、纵向螺栓的连接作用、凹凸榫的咬和等途径传递，弯矩在接头处向相邻环传递。

由于上述结构特征的存在，在建立衬砌结构计算模型时应考虑管片与接头刚度的差异以及错缝拼装时相邻环间剪力的传递。

１．２计算模型如图１定义Ａ－Ｂ－Ａ型错缝拼装衬砌相邻的两环为一个拼装循环。

在不计隧道纵向变形的情况下，通缝拼装衬砌的每一环及错缝拼装的每一个拼装循环的横向受力分析均可视为平面应变问题。

盾构管片内力计算模型探讨

压。在碾压工序中，不能轻意变更压实技术参数，如碾压速度、碾
压遍数、碾压次序等，尤其不能减少碾压遍数。
２５在路面外观上加强控制．
处。所以要想问交通提供一个高质量的保障，就必须在路基和路面
的施工方面严把质量关，这样才能造出质量过硬，符合要求的现代化公路，更好的为交通事业服务。
２２改进模型．
对于十分密实的土层，由于土壤的水平抗力起到了有效的作
用，衬砌环承受的弯矩不大，采用这种模型没有实际障碍。但在十分软弱的含水地层中，由于土壤的水平抗力小，管片接头刚度与管片刚度难以等同考虑，此时通过引入一个由于管片接头而降低衬砌刚度的有效参数１ｑ）和一个由于被相邻衬砌环通过环间接缝１（ ≤１来支持而增加的刚度增量 ∈ （＜１ ∈ ）来改善上述模型的普遍性，这
３结语
在沥青路面施工中，青路面的压实度（孔隙率）是关键指沥
道路的路基和路面的施工是系统工程，涉及到很多的环节．影响路基和路面结构层质量的因素很多，必须认真地研究施工中出现的每一个问题，并通过仔细地分析，采取适当的办法加以解决另
＝
２计算模型
２１匀质圆环模型．
（）肘，Ｉ— ＝Ｎ，＝（）Ｍ，１＋：Ｎ
匀质圆环模型不考虑管片接头的弯曲刚度降低，认为管片环是
具有和管片主截面相同刚度Ｅ，且弯曲刚度均匀的环，并基于Ｉ

大直径泥水盾构隧道管片结构力学特性研究

大直径泥水盾构隧道管片结构力学特性研究蒋向阳【摘要】以扬州瘦西湖隧道为例,介绍了盾构隧道穿越地层的工程地质与水文地质条件、典型断面管片布置形式,以及管片结构受力监测方案.共设计了4个监测断面,对管片的力学特性进行监测.通过实测结果分析和数值模拟分析,得出的主要结论是:柔性土压力计和光栅传感器能够较好地应用于管片的现场监测工作,可以得到较为全面准确的隧道衬砌结构荷载和内力在施工期的分布;衬砌结构荷载总体随时间呈先减低后趋于平稳的规律,施工期的注浆作用会使衬砌结构荷载大于稳定后的结构荷载,同时注浆压力控制不当会导致结构荷载的分布不均匀(在设计时应重点关注);注浆阶段(同步注浆到注浆效应消散),衬砌结构内力处于波动状态,与各同步注浆孔压力分布不均有关,稳定后的结构轴力大致为注浆作用下最大值的60％～65％,注浆作用对结构轴力影响较大.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2015(018)010【总页数】7页(P46-52)【关键词】盾构隧道;管片结构;力学特性【作者】蒋向阳【作者单位】中国铁建投资公司,100855,北京【正文语种】中文【中图分类】U451+.4盾构由于其诸多优点，近年来在隧道建设中使用越来越广泛。

然而，盾构隧道设计的理论基础仍不成熟，目前主要以土力学理论、结构理论、连续介质理论为指导［1］。

地下结构的理论计算方法有荷载结构法和地层结构法［2］，荷载结构法是目前隧道结构理论计算用的最多的一种方法［3］。

管片是盾构隧道的重要组成部分，由于其复杂的力学特性，在施工过程中经常会出现管片结构的破坏，例如出现错台、破损、渗漏水等问题［4- 5］。

研究已经证实，盾构隧道施工阶段和运营阶段管片衬砌结构的受力特性存在很大的差异［6］。

在隧道运营阶段，其受力特性一般被简化为平面应变问题，相关的研究也较为成熟;而在施工阶段，管片衬砌结构受到千斤顶推力、注浆压力、盾壳作用力、上浮力、拼装荷载，以及其他多种荷载的共同作用，具有典型的三维特性，不能简化为平面模型。

盾构管片设计及受力分析研究

摘要盾构法是常用于软土地层中修建隧道的方法，而盾构管片在盾构法施工中作为盾构法隧道衬砌的组成部分，其大小尺寸以及结构形式与特点，都关系到盾构隧道的使用。

本文就管片设计中的一些主要的影响因素进行了相关的分析。

有限差分法作为盾构隧道的变形及其衬砌内力的计算方法，被广泛的应用于模拟隧道的开挖。

本文以合肥地铁1号线南宁站到贵阳站路段的工程实例为背景，运用有限差分程序flac3d，对盾构法施工的推进过程进行了三维仿真模拟，得到了周围土体的变形沉降以及衬砌管片的受力情况，并对建筑物的安全稳定性进行了评估，得出了一些有益的结论。

关键词：盾构施工；管片设计；荷载；数值模拟ABSTRACTShield method is often used in the construction of a tunnel in soft soil layer, and the shield in the construction of shield segment lining as part of the law of shield tunnel lining, its size and the characteristic of structural form, are related to the use of shield tunnel.In this paper, the major factors of the segment design have been analyzed..Finite difference method for shield tunnel deformation and internal force calculation method, is widely applied in the simulation of tunnel excavation.In hefei nanning station of metro line 1 to guiyang Station Road engineering examples as the background, using the finite difference program flac3d, advancing the process of shield for construction and 3 d simulation, the deformation of the surrounding settlements and force of the lining segment, and to evaluate the safety stability of the building, some useful conclusions are drawn.Keyword：Shield construction; segment design ;loading ;numerical simulation目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3本文主要研究的内容及方法 (2)第二章影响盾构管片设计的因素 (3)2.1 盾构法简介 (3)2.1.1 盾构法的发展 (3)2.1.3 盾构的基本构造 (4)2.1.4 盾构的分类 (6)2.1.5 盾构法施工主要步骤 (7)2.1.6 盾构法隧道的优缺点 (9)2.2 盾构管片的分类与选型 (9)2.2.1 管片形状尺寸及接缝形式 (10)2.2.2 管片分块形式 (10)2.3 盾构管片的结构设计...................................................错误！未定义书签。

盾构隧道管片受力与变形研究

环及错缝拼装的每一个拼装循环的横向受力分析均可视为平
面应变问题。衬砌横向受力计算采用修正地层弹簧模型如图２
衬砌 ” 的设计理念，能够充分调动周围土体的自承能力，在设计上更加经济合理。பைடு நூலகம்而在软弱地基较多的１本，１７３自９８年村上博智、小泉淳指出错缝拼装的衬砌结构具有纵向加强效应后，就
ｏｅｉｕｆｒｎｉｎｎｄｌａｏｆｏｇｕｉａｊｉｔｓｅｅｌａｏｓｆｅｌｃ．ｈｃａｉｌｅａｉｄｄｆｍａｏｆｈｑｅｃｄｆｈｒｍｅｔｌｉｉｇａｃｔｎｏｎｉｄｎｎａｌａｔｔｎｙｏｋＴｅｍｅｈｃｈｖｒｎｅｒｔｎｏｅｓｕｎｅｔｃｃｅａｌｎｏｉｌｔｌｏｗｌｈｏｉｏｋｂｓｃｎａｂｏａｏｉｔｅ
０引言
装配式衬砌拼装方式主要分为通缝和错缝两种，地层条在件较好的欧洲国家，多认为通缝拼装的衬砌结构符合 “ 性较柔
在，在建立衬砌结构计算模型时应考虑管片与接头刚度的差异以及错缝拼装时相邻环间剪力的传递。１计算模型．２如图１定义ＡＢＡ型错缝拼装衬砌相邻的两环为一个拼 —— 装循环。在不计隧道纵向变形的情况下，通缝拼装衬砌的每一
ｓｇｎｉｉｇａｈｔｇｅｅｅｍｅｔｌｉｇｄｒｇｔｅｓｒｉｅｐｒｏｓａ＇ｃｍｐｒｔｅｙａｌｚｄａｄＦｍｅｂｎｆｃａｏｃｕｉｎｉｍａｅｔｒｖｄｅｍｅｔｌｎｎｄｔｅｓａｇｒｄｓｇｎｉｎｕｎｈｅｖｃｅｄｌｏａａｉｌｎａｙｅｎｎｉｉｅｖｎ￣ｏｅｅｉｌｃｎｌｓｏｓｉｄｏｐｏｉｅ

盾构隧道管片接头力学性能三维数值计算研究

近年来，国外在盾构隧道管片结构设计中已基本不使用上述设计方法，主要采用通过旋转卜而弹簧和剪切弹簧对接头所引起的管片环、向接头纵
效应进行模拟的梁一弹簧模型法，该设计方法，理论
上其能够充分考虑管片环向及纵向接头效应，在力学上对管片环承载机理也做出了更为合理的解释，
研究对象。
该设计定义管片环向接头抗弯刚度Ｋ为管片环向
接头产生单位转角ｅ所需弯矩值，Ｋ是梁．弹簧模型
／ＩＪ、ｕＥ
盾构隧道
量设计经计内力值
环向接头在乡
验表明，对］
■圈
钵漕
ＡＮＤＤＥＳＩ０２（）ＧＮ２１２
轴力Ｎ共分６级加载，分别为０ＫＮ、２００ＫＮ、４００ＫＮ、０ＫＮ、０ＫＮ、００Ｎ，级轴力Ｎ分６０８０１０Ｋ每
３限元模型有
３１．模型假设计算中将两标准块管片投影至平面内，在弹性范围内对有限元模型作以下基本假定：（）１接头小变形假定：与构件几何尺寸相比，管片接头端面在荷载作用下产生的变形和转角均非常微小，故其属于小变形范畴；
ｌ－ｂ￣Ｉ
坦勘测与设计
盾构隧道管片接头力学性能三维数值计算研究
张鹏
４０６）３０３（中铁第四勘察设计院集团有限公司城地院武汉
【摘
要】管片是盾构隧道的长期受载体，而管片接头直接影响着管片结构的力学性能，因此，片接头管

地铁隧道盾构施工对新装环管片受力的影响

状态到最终与地层之间形成平衡状态过程中的管片内力＿宋克志、大军等基于盾构施工阶段管片的受１；袁
收稿日期：０１－５— ５２１０２
景，通过在管片钢筋笼上布设应变片的方式，测了盾量构施工过程中主筋和分布筋的应力变化情况，进行并客观的对比分析。通过主筋的应力反推环向截面的内
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．－２５ＢＫ一，
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实验环所在位置土层分布情况如
下：一 ① １杂填土，均层厚２１平．５ｍ；
，．．＾：一— ：
一５１０
＼．／
法成为隧道内力的分析方法。张志强、何川等依托南
京地铁区间盾构隧道工程，立了盾构机模拟掘进的建三维有限元力学模型，究了随盾构顶进引起的地表研目前，国主要大中型城市地铁的修建普遍采用我的是较矿山法更加高效、全的盾构工法，一工法安这
推进的，构推进及盾尾同步注浆对管片受力影响盾
较大。
进产生的土体位移与应力进行空间分析，得到了较理
想的结果Ｌ。６Ｊ目前，隧道施工过程中管片力学性状的原位测对
试研究已经进行了很多［９，７大多采用钢筋计对环向－Ｊ

盾构隧道管片结构的理论研究及计算分析

盾构隧道管片结构的理论研究及计算分析摘要：在盾构施工法中，衬砌管片的投资一般占工程投资的30~40%，是影响施工经济性和结构安全性的重要因素。

本文通过理论计算分析，从地层状况和结构尺寸两方面考虑管片设计相关参数对管片受力状况的影响规律。

关键词：盾构隧道衬砌；管片设计方法；地层参数；结构参数Abstract: in the shield construction method, the lining of the investment of engineering general segments of the investment of the 30 to 40%, is to influence the construction of economy and structure of the security of important factor. This article through the theoretical calculation and analysis, from formation conditions and structure size two aspects segment design related parameters on the stress condition the influence law of the tunnel.Keywords: shield tunnel lining; Segment design method; Formation parameters; Structure parameters中图分类号：U455文献标识码：A 文章编号：一、概述盾构法在我国起步较晚，但发展很快。

近年来，黄浦江越江隧道、合流污水工程，尤其是地铁隧道的建设，使盾构法在技术上得到飞快的发展。

盾构隧道管片设计中最大的问题在于模型本身是否能反映工程的实际情况。

地铁盾构隧道管片结构力学行为模型试验研究

第27卷第1期岩土工程学报 Vol.27 No.1 2005年 1月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Jan., 2005地铁盾构隧道管片结构力学行为模型试验研究Study on mechanical behavior of segment of shield tunnel of metro with model test唐志成，何川，林刚(西南交通大学地下工程系，四川成都 610031)摘要：以我国城市地铁区间盾构隧道为对象，采用几何比1/12、同时考虑盾构隧道管片接头效应和管片与土体相互作用效应，用三维土－盾构隧道相似模型试验对盾构隧道管片结构在不同拼装方式下的力学行为进行了研究，并将研究结果与梁－弹簧模型的理论分析结果进行了比较，得出的结论可为盾构隧道的设计提供参考。

关键词：盾构隧道；设计模式；拼装方式；模型试验中图分类号：U 455.43 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2005)01–0085–05 作者简介：唐志成(1964– ),男，四川达州人，高级工程师，西南交通大学在读博士研究生。

TANG Zhi-cheng ，HE Chuan ，LIN Gang(Dept. of Underground Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)Abstract: Based on the sectional shield tunnels of metro in China, mechanical behavior of segment structure of shield tunnel under the different erection methods has been studied with geometric proportion of 1:12 through the simulated model tests of 3D ‘ground-shield tunnel’ in which joint effects of segments and mutual action effects between segments and ground are considered. And the conclusion that has been drawn through comparing the obtained results with the theoretical results based on ‘beam-spring’ model can be presented as the references for the designs for shield tunnels.Key words: Shield tunnel; design mode; erection method; model test0 前言盾构隧道单层拼装式管片衬砌结构的计算模型通常采用均质圆环模型］［1和考虑管片接头效应的梁－弹簧模型］［3,2。

砂性地层中地铁盾构隧道管片结构受力特征研究

砂性地层中地铁盾构隧道管片结构受力特征研究摘要：本研究结合具体案例较深入地分析了地铁穿越砂性地层盾构隧道的管片环施工整个过程及稳定期，探讨了砂性地层中地铁盾构隧道管片结构性能及其与地层之间的相互作用，基于砂性地层提出了与地铁盾构隧道适用的设计方法。

关键词：地铁盾构隧道；砂性地层；结构受力1. 概述结合隧道区域地层围岩存在不同的渗透性，地铁盾构隧道管片结构设计中，国内外计算对衬砌结构产生作用的土水压力提出的模式分为水土分算和水土合算，并研究修建隧道时特定地层下的管片结构及分布的围岩应力等。

由相关研究成果可见，结构荷载和分布的围岩应力是盾构隧道管片结构性能方面的主要研究内容，而在结构设计施工和稳定中研究制约管片结构性能及其与地层之间的作用的变形和分布的内力不多。

本文结合某地铁砂性地层中的盾构隧道开展相关研究，采取现场试验结合理论计算的方法，探讨了施工整个过程和管片在稳定期的受力特征，了解到管片结构与地层间在砂性地层下的相互作用特征，在砂性地层中明确了盾构隧道修建的设计原则和方法，研究成果对于工程设计和施工具有一定的参考价值。

2. 工程案例某地铁工程存在超过25米埋藏较深的基岩，区间盾构隧道处于粉细砂地层，具有复杂地质条件、埋藏较浅的地下水、土层较强的透水性、较多的上覆土层及较大差异的土质等特点表现。

与隧道特点为砂性高透水性土和较高地下水水位等特点相结合，在施工中采用土压平衡式盾构机，同时加强防水，采取壁后同步注浆等措施使承载衬砌结构改善内力分布，为施工安全提供重要保证。

地铁区间盾构隧道为单层装配式钢筋混凝土管片构筑衬砌环，环内5.4米直径的管片，1.2米幅宽，0.3米厚。

衬砌环中管片有6块，封顶块21度的圆心角，邻接的2个块为70度圆心角，3个标准块为68度圆心角，拼装采用45度错缝，纵向16处接头，布置角度为22.5度。

3. 试验内容及布置的测点3.1 断面测量选择地铁隧道其中的一个断面进行试验测量，该断面隧道顶部约14米埋深，洞身为粉砂夹细砂，上覆地层为粉土、粉砂夹细砂、淤泥质黏土，较高的地下水位，砂性土层透水性良好。