浅埋盾构隧道端头土体稳定性极限平衡分析
基于盾构机的隧道围岩稳定性分析与优化设计
基于盾构机的隧道围岩稳定性分析与优化设计隧道是人类工程中常见的地下交通工程形式，广泛应用于地铁、高速公路、铁路和水利等项目中。
隧道的稳定性对于工程安全和实际运行起着至关重要的作用。
盾构机作为一种现代化的隧道开挖设备，通过机械力将土壤堆放在后方，同时设置组合支护结构以保障隧道在施工和运行过程中的稳定性。
在进行隧道围岩稳定性分析和优化设计时，有几个关键要点需要考虑。
首先，需要对地质条件进行综合分析。
包括地质构造、岩土性质、地应力、地下水位等方面的情况。
通过采集现场岩芯、进行地质勘探和试验，获取地质数据。
通过对地质情况的分析，可以了解隧道周围的地质条件，并评估隧道围岩的稳定性和可能存在的风险。
其次，需要进行数值模拟和力学分析。
通过将地质条件和隧道结构输入数值模拟软件中，模拟隧道开挖的过程和围岩的变形情况。
利用有限元方法，在计算机模拟中引入合适的围岩本构模型，模拟隧道开挖后围岩的变形和应力状态。
通过数值模拟的结果，可以评估围岩稳定性，并预测可能出现的变形和破坏情况。
此外，需要根据数值模拟结果进行优化设计。
通过对数值模拟结果的分析，可以确定围岩最易发生破坏和变形的位置及程度，进而提出相应的优化方案。
优化设计可以包括合理的支护结构安排、地质改良措施、围岩加固等。
通过优化设计，可以提高隧道围岩的稳定性，减少施工和运营阶段的风险。
此外，对于特殊情况，还需要进行隧道围岩的监测和实测。
在隧道开挖和运营过程中，应持续对隧道围岩进行监测，并及时采取相应措施。
通过监测数据的分析，可以判断隧道围岩存在的问题，并及时进行修复和维护，保障隧道的安全和稳定运行。
总之，基于盾构机的隧道围岩稳定性分析与优化设计是一项复杂而重要的工程任务。
通过地质条件的综合分析、数值模拟和力学分析、优化设计和实测监测等综合手段，可以评估隧道围岩的稳定性，在设计和施工过程中采取相应的措施，保障隧道的安全和稳定运行。
基于有限元法的浅埋无压隧洞稳定性分析
初 始地 应力 文件 的方 法 将 初 始地 应 力 作 为 一种 荷 载 进 行存 储 ，将初 始 地应 力 场 下 的 变 形进 行 清 零 ，在 开 挖 条 件下 计算 得到 的变 形是 由开挖 产 生 的净 变形 。
２ ）荷 载释 放 系数 岩 体 开 挖 过 程 是 开 挖 岩 体 部 分 的 应 力 释 放 过
外 部 荷 载 的 扰 动 较 为敏 感 ，严 重 的将 危 及 隧洞 的 安 全 运 行 。该 文 以 某 无 压 供 水 隧 洞 为 例 ，采 用 有 限 元 法 分析 铁 路 修 建后 隧 洞 围岩 的 稳 定 性 及 衬 砌 结 构 的 安 全 性 。 计 算 分 析 表 明 ，在 现 有覆 盖 厚度 下 ，修 建 铁路 所 新 增 的 荷 载 对 隧 洞 围岩 及 衬 砌 结 构 的 影 响是 有 限 的 ，隧 洞 的 安 全 稳 定 性 是 有 保 证 的 。
第 ６期
２１ ０ ２年 ６ 月
广 东 水 利 水 电
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＡＴＥＲ Ｗ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＹＤＲＯＰＯＷ ＥＲ Ｈ
Ｎｏ ６ ． Biblioteka Ｊｎ ０２ ｕ ．２ １
基 于 有 限 元 法 的浅 埋 无压 隧 洞 稳定 性 分析
戴跃 华 ，李正 良 ，梁 蔚
５０ ３ ； １６ ５
厚 约 为 １ ｍ。 ５
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ ２— ３—１ ：修 回 日期 ：２ １ ０ ０ ９ ０ ２— ４— ５
３ ）隧洞开 挖 、衬砌 支护及 路基 回填 的模拟 在 Ａ Ｓ Ｓ程序 中 ，隧洞 的开 挖 、喷砼 支护及 衬 砌 ＮＹ 采 用单 元 的“ ” 死 ” 能进行 模拟 ，即通 过将 隧 洞 生 、“ 功
隧洞开挖稳定性分析及支护设计研究
隧洞开挖稳定性分析及支护设计研究隧洞开挖在地质条件复杂的情况下，无论是大型还是小型的都面临着许多稳定性问题，如地质条件复杂、地下水、地震和地面沉降等。
因此，在隧洞开挖过程中进行稳定性分析，设计合理的支护方案，具有极其重要的意义。
下面我们将在以隧洞开挖稳定性分析及支护设计为主题的文章中，讨论这个问题并探讨一些相应的解决方案。
一、隧洞开挖稳定性分析
1.地质条件的复杂性
在地质条件复杂区域开挖隧洞时，需要对地质条件进行全面细致的分析。
2.地下水问题
开挖隧洞会改变地质结构，从而影响地下水分布。
正确分析地下水分布，采用合适的地下水排水措施，对保证隧洞稳定性至关重要。
3.地震和地面沉降
地震和地面沉降是影响隧洞稳定的两个主要因素，需要在设计过程中进行全面的分析和考虑。
二、支护设计研究
1.初期支护
初期支护是隧洞开挖中最重要的一步，直接关系到后期施工的顺利进行。
设计初期支护时，需要充分考虑地质环境和施工的安全性与经济效益之间的平衡。
2.定期检测与监控
隧洞开挖时需要对支护结构进行定期检测与监控。
监控程序包括在支护结构内安装测量传感器，从而及时观察和识别支护结构的变化。
3.支护材料与结构的选择
选择合适的支护材料和结构，需要对地质条件进行合理分析及估算，考虑土壤和岩土体的性质以及一些自然因素如水、风、冻融等因素。
三、结论
隧洞开挖的稳定性分析和合理的支护设计，都是确保隧道质量和施工安全的基础。
在不断改进技术之时，也应注意平衡环保、经济效益与建设规划等多方面的考虑，确保隧洞的完美实现。
浅埋隧道边坡治理方案及稳定性分析
２０１９年 第３期（总第３０１期）黑龙江交通科技ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩＮｏ．３，２０１９（ＳｕｍＮｏ．３０１）浅埋隧道边坡治理方案及稳定性分析张玉忠（贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 ５５０００１）摘 要：详细的分析了我国浅埋隧道边坡治理方案研究进展并对边坡稳定性研究方法进行了简单的探讨，希望这些边坡治理方法能够进一步的保证我国浅埋隧道边坡的安全，避免造成人们的生命财产损失。
关键词：浅埋隧道边坡治理方案；稳定性分析中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８－３３８３（２０１９）０３－０１５５－０２ＳｌｏｐｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌＺＨＡＮＧＹｕ－ｚｈｏｎｇ（ＧｕｉｚｈｏｕＧｕｉｙａｎｇＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅｏｆｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌｓｉｎＣｈｉｎａｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｒｅｓｉｍｐｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＩｔｉｓｈｏｐｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｃａｎｆｕｒｔｈｅｒｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｏｆｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌｓｉｎＣｈｉｎａａｎｄａｖｏｉｄｔｈｅｌｏｓｓｏｆｌｉｆｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｐｅｏｐｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌｏｐｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅｏｆｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ收稿日期：２０１８－０８－２８作者简介：张玉忠（１９６９－），男，山东人，中级，研究方向：交通土建工程。
滑坡地段浅埋隧道极限位移研究及围岩稳定性评价
２ 有限元模拟分析
假设隧道处 于半无 限地层 中 ， 根据一般力学原 理， 分析范围的选取 以边界效应对 隧道 的影 响可 以 忽略为前提， 采用平 面有 限元方 法对该 隧道 台阶法
关键 词 ： 限位移 ； 极 滑坡 地段 ； 埋 隧 道 ； 岩稳 定 性 浅 围
中图分 类号 ： ５． Ｕ４ １ ２
文献标 志码 ： Ａ
极限位移是隧道开挖后 ， 围岩 的受力体系发生 变化 ， 应力 随着围岩的变形得到释放 ， 并进行应力重 分布． 与此 同时 ， 围岩会经历一个 由弹性一塑性一破 坏 的过程 ， 围岩的极限位移就是隧道周边岩体， 由塑
浅埋 隧道 ， 围岩 变形的极 限位移 ， 防止 因隧道 开挖 方 法不 当引起 滑坡 滑动 、 地表 沉 陷等诱 发 灾 害． 通过 与 实际支护
情 况下的位移 、 实测位移进行对 比， 明采 用数值模 拟的方 法得 到的极 限位 移能够 满足 工程要 求 ， 为评 定隧道稳 说 作
定性 的标准 ， 为设计预 留变形量提供 参考依据．
开挖 方法 步序 示 意 图见 图 １按 照 开 挖 步 序 ， ． 模
下 台 阶开挖 过程 中 隧道 的失 稳情 况 ； 况 三 ，、 工 ２ ３部 初 支施 做完 成后 ， 即开挖 仰 拱 ， 拟 隧道完 成 开挖 随 模 过 程 中隧道 失稳情 况 ．
拟过程中考虑 了 ３种工况 ： 况一， 工 只进 行 １部开 挖， 其它步骤不动 ， 模拟上台阶开挖过程中隧道失稳 情况 ； 工况二 ， 上台阶初支后 ， 随即开挖 ２ ３ ， 、 部 模拟
图 ４ 极限位移时刻最 大主应力分布
土压平衡盾构掘进施工中开挖面的稳定与地基变形
!关 键 词 "盾 构 法 施 工 %地 表 隆 起 %地 基 变 形 %
开挖面稳定
! 中图分类号 "!"#$%&’( ! 文献标识码 ")
０． 前言
盾构法施工时对地基变形的控制是一个 很难解决的问题 ! 因为盾构施工时与周围地层 的耦合作用是极其复杂的 ! 地基变形因素也是 多方面的 " 对于土压平衡盾构掘进施工而言 ! 地基变形的主要原因在于前舱土压的控制是 否与开挖面的土体压力保持平衡 ! 如前舱土压 过 大 !形 成 反 向 土 压 力 !地 表 隆 起 #若 土 压 过 小 ! 又会造成地表沉降过大 " 因此 ! 开挖面的稳 定对于盾构隧道施工过程具有十分重要的作 用 " 本文就上海市地铁轨道交通杨浦线$ Ｍ ８ % 线 ＩＩＩ 标区间隧道施工所出现的情况 ! 对这一 问题进行了探索 &
多是由于开挖面的崩塌盾构机推力过大等引起的开挖面土压力失衡所致这是一种由于土体的应力释放或盾构开挖面的反向土压力盾构机周围的摩擦力等作用而产48h仍无法大致完整绘出slgtlgslgt间还可能继续延长根据抽水试验得到参数分析
桩基研究与地基基础
-./01 -23/14534025
!摘 要 " 盾构法施工城市 隧 道 最 难 控 制 的 是
土 压 平 衡 盾 构 掘 进 施 工 中 开 挖 面 的 稳 定 与 地 基 变 形
１． ２７１０００ ２． ２３６０２８
!
安徽建筑 !""!#"
!#
桩基研究与地基基础
()*+,
变形 " 盾尾沉降或隆起 ! 是指从开挖面到达监测点的正下方之后 直至盾构 机 尾 部 通 过 监 测 点 为 止 ! 这 一 期 间 所 产 生 的 地 表 变 化 ! 主要是施工过程对土地扰动及后期的土体应力释放所造成 的 " 具体情况见下表 #
浅埋大断面隧道围岩稳定性数值模拟及现场监控量测
浅埋大断面隧道围岩稳定性数值模拟及现场监控量测发布时间：2021-06-08T15:52:09.160Z 来源：《基层建设》2021年第4期作者：苑海坤[导读] 摘要：浅埋软弱地层下修建大断面隧道面临的大变形问题一直是工程建设中的难题。
浙江公路水运工程监理有限公司浙江省杭州市 310000摘要：浅埋软弱地层下修建大断面隧道面临的大变形问题一直是工程建设中的难题。
该类地层通常被划分为Ⅶ级或V级围岩，本身强度低，岩质类地层主要为全风化或强风化岩，土质类软弱地层主要是黄土地层、软塑状黏性土等，施工中可能产生极端变形，甚至塌方，危害极大。
关键词：浅埋大断面隧道；数值模拟；现场监控引言隧道施工往往从大刚度支护、超前加固技术、开挖方法及预留变形量四方面入手制定变形控制措施，而在设计与施工过程中均没有考虑初期支护结构和周围岩体之间的相互协调变形问题。
这种协调变形关系与隧道开挖方法有关，具有明显的时空效应，得到不同开挖方法下围岩与支护结构协调变形关系，就能获得合理的预留变形量，避免大变形对工程带来的影响。
1概述随着中国“一带一路”倡议和“长江经济带”等国家战略计划的实施，中国西南山区交通基础设施建设进入了前所未有的快速发展时期。
由于西南山区地质结构复杂，地势陡峭，山谷深，岩石多变，大多数公路/铁路都有70%至80 %的隧道，隧道建设已成为西南山区交通建设的重中之重。
隧道开挖破坏了岩石原有应力的平衡，原因是施工技术不佳或地质条件复杂，在施工过程中，如果发生滑坡安全事故，包括由于以下原因造成隧道塌方，就会发生围岩变形或破坏稳定的情况然而，目前对隧道塌方损害的研究主要集中在早期预警预测、原因分析和治理措施方面，对隧道内围岩的渐进破坏过程和破坏机制没有系统的研究。
因此，深入研究不同围岩水平下浅埋隧道滑坡变形破坏机制及安全控制对于隧道滑坡事故的预防和管理具有重要的理论和实践价值。
2变形差分析目前，隧道施工监测中常用的变形控制标准主要是地表沉降、顶板沉降、周边汇合点和变形速度，很少有关于非规则地表沉降的控制指标。
盾构隧道开挖面稳定性分析
盾构隧道开挖面稳定性分析发布时间：2021-04-16T13:57:09.287Z 来源：《基层建设》2020年第32期作者：邓畅[导读] 摘要：隧道开挖方法多种多样，但是目前的隧道开挖主要以盾构为主，虽然盾构施工方法对周围地层扰动最小，但是由于受到地质条件和施工工艺的影响，并非能够将完全避免对周围环境的扰动，因此经常会出现隧道开挖面稳定性被破坏，导致地面塌陷等破坏性的现象发展。
湖南工业大学湖南省株洲市摘要：隧道开挖方法多种多样，但是目前的隧道开挖主要以盾构为主，虽然盾构施工方法对周围地层扰动最小，但是由于受到地质条件和施工工艺的影响，并非能够将完全避免对周围环境的扰动，因此经常会出现隧道开挖面稳定性被破坏，导致地面塌陷等破坏性的现象发展。
因此分析盾构隧道开挖面稳定性具有一定的现实意义。
关键词：开挖面盾构隧道稳定性 1盾构隧道施工工艺1.1盾构施工法的发展历史盾构隧道开挖技术作为目前应对复杂地质条件，广泛运用于隧道开挖的较为成熟的施工工艺，主要是指借助盾构机在地下进行隧道开挖，在防止开挖面稳定性的同时确保开挖作业的安全性，进而实现隧道开挖的施工方法。
盾构施工法由稳定开挖面、盾构挖掘机和衬砌三个部分组成，最早源自于英国，后来随着盾构施工的广泛运用，迅速得以传播。
1.2盾构施工原理介绍按照开挖面与作业室之间隔墙的构造，可以将盾构机分为全开敞式、半开敞式和密封式三种。
全开敞式主要适用于开挖面稳定性较好的围岩，半开敞式主要特点在于隔墙中可以设置排出口，而密封式盾构机则需要通过传感器掌握掘削情况，主要有泥水式盾构机和土压式盾构机。
盾构施工过程主要分为以下步骤：一是在隧道开挖点建立供盾构安装的竖井或基坑；二是固定后的盾构机沿着涉及抽象，向另一端的设计孔洞进行推进；三是在地层中开挖时，盾构机会受到来自地层的阻力，需要借助盾构千斤顶将地层阻力由隧道衬砌结构船只竖井或季肯的后靠壁上；四是当盾构掘进达到预定设计孔洞时，进入竖井或基坑，完成挖掘。
极限平衡法和有限元边坡稳定分析法在盾构隧道穿秦淮河堤防工程中的研究与应用
４ １ 三 维模 型 的 简化 ．
管 线 影 响 段 堤 防 土 体 可 分 为 三
部分 ， 如 １ 所示 ， ： 即 管线 范围土体
曩 嘲簟
图 １ 盾 构 隧 道 影 响段 平 面 图
（ 中 Ｂ Ｂ剖 面 ）管 线 两 侧 土 体 （ — 图 — ， Ａ
５２ 安 全 系数 ．
因 极 限 平 衡 法 计 算 忽 略 两 侧 土 体 的侧 向 阻滑 作 用 ， 线 段 土 体 宽 仅 管
析参考该结论。 计算过程 中未考虑挡 墙下置换 的素混凝土桩 的阻滑作用 ， 仅作为安全储备 。
４３ 软 弱 土 层 强 度取 值 ．
仅 由滑 弧 面 上 的剪 切 摩 阻 力 平 衡 。
４２ 隧道 及 桩 基 简化 ．
搅 拌 桩 、 构 隧 道 对 滑 动 土 体 有 盾
图 ２ 地质剖面 图
加 筋 作 用 ， 抗 滑 有 利 ， 定 分 析 过 对 稳
２１ ０ 第 ６期 １年
江苏 水利
由于盾 构管线的加筋 阻滑作用 ， 堤坡
由 于 盾 构 刀 盘 难 以 破 除 钢 筋 混 凝 土 灌注桩 ， 计将 钢筋混凝 土灌注桩提 设 前 拔 除 ， 换 成 素 混 凝 土 桩 ， 在 盾 置 并 构 隧道段 堤 防后 侧及 两侧 局部 增设
抗 滑 桩 补 强 ， 构 隧 道 影 响 段 平 面 见 盾
南 京 下 关 区 ２ ０ｋ 变 电 站 送 电 ２ Ｖ 工 程 采 用 盾 构 隧 道 穿 越 秦 淮 河 ， 缆 电
土 体 自身 能 够 稳 定 ， 加 同补 强 措 施 则
能 满 足 堤 防 抗 滑 稳 定 要 求 ， 只 要 对 现 该 段 土 体 进 行 分 析 即 可 。 为 简 化 计 算 ，不 考 虑 两 侧 土 体 侧 向 阻 滑 作 用 ， 滑 裂 面 内 土 体 重 力 产 生 的 滑 动 力 矩
土压平衡盾构掘进土量平衡及参数相关性分析
第３６卷第４期２０２１年８月安㊀徽㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报J o u r n a l o fA n h u i P o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y V o l ．３６．N o ．４A u g．,２０２１文章编号:１６７２Ｇ２４７７(２０２１)０４Ｇ００６４Ｇ０６收稿日期:２０２１Ｇ０２Ｇ２４㊀基金项目:安徽四建科技开发基金资助项目(H Y B ２０１９０１２６);中安华力建设集团有限公司产学研合作基金资助项目(H Y B ２０１９０１５２)作者简介:窦正磊(１９９６Ｇ),男,安徽马鞍山人,硕士研究生．通讯作者:李大华(１９６３Ｇ),男,安徽安庆人,教授,硕导．土压平衡盾构掘进土量平衡及参数相关性分析窦正磊,李大华∗,张自光(安徽建筑大学土木工程学院,安徽合肥㊀２３００００)摘要:土压平衡盾构掘进时,一般是通过监测地表沉降数据对土仓压力进行调整,使盾构达到土压平衡状态,但该方法过于滞后,易造成不平衡掘进状况.故分析控制土量平衡的方法使盾构掘进时处于土压平衡状态,确保开挖面土层的稳定.阐述了土量平衡中的挖土量与排土量,得出使盾构达到土量平衡状态时,控制螺旋输送机转速与推进速度的比值(N V),并总结出盾构掘进中土量平衡控制的标准.基于合肥地铁４号线隧道工程,对现场监测数据进行土量平衡分析,同时讨论关键参数的相关性,以保障盾构施工安全.结果表明:合肥地区类似工程盾构施工时可将N V 控制在０．１６２附近,此时盾构对土层扰动最小;土仓压力随着N V 和刀盘扭矩的增大而减小;总推力与N V存在一定的相关性.关㊀键㊀词:土压平衡盾构;土量平衡;合肥地区;掘进参数;相关性分析中图分类号:U ４５５．４３㊀㊀㊀㊀文献标识码:A随着地下轨道交通的发展,盾构施工技术也得以快速发展.现阶段隧道施工广泛使用土压平衡盾构,土压平衡盾构存在出土率高㊁适用地层的范围较广等优点,在掘进时能够有效地维持土体的稳定从而降低对地表沉降的影响.因此,充分了解土压平衡盾构掘进时存在的平衡关系以及各施工参数间的相关性是专家广泛关注的问题.针对土压平衡盾构的平衡状态及参数的相关性,国内外学者结合理论和实验分析对此做出了大量的研究:胡国良[１]等研究发现可通过实时调整推进速度或输送机转速,进而控制土仓压力维持在设定的范围内,从而达到土压平衡状态;王洪新[２]等建立了土压平衡盾构掘进的数学物理模型,进一步推导出盾构各施工参数间的相关性;周冠南[３]分析螺旋输送机排土及保压作用时,总结出土仓内外压力及进㊁出土量的平衡可通过对排土量的控制来实现;邢彤[４]等通过模型试验分析了刀盘扭矩与刀盘开口率㊁土仓压力㊁推进力的关系;江华[５]等以北京地铁９号线为背景讨论了辐条式与面板式在大粒径卵砾石地层施工时参数的关键性特征.上述研究提出了通过改变输送机转速或推进速度来控制排土量的思路,但对其土量平衡状态分析则不够全面,并且参数的相关性大多数是基于模型试验进行验证的,忽略了地层的复杂性,因此不能为实际盾构施工提供较高的参考价值.研究对盾构掘进时的土量平衡进行理论分析,提出了通过控制输送机转速与推进速度的比值来维持土量平衡,从而使盾构达到土压平衡状态.同时对合肥地铁４号线盾构施工中的关键参数进行统计分析,得出相应的相关性,其结果可为将来合肥地区类似工程提供参考.１㊀土量平衡１．１㊀土量平衡理论分析现阶段土压平衡盾构在施工时,主要以控制土压力为目标,建立盾构的土压平衡状态.所谓土压平衡状态就是土仓内的土压力等于前方土体对盾构的水土压力.施工前首先设定好土仓内的压力值,一般压力值的取值范围是:(水压力＋主动土压力)＜P ０＜(水压力＋被动土压力).然后,结合掘进时监测的地表沉降㊁隆起等数据对土仓内的压力值进行调整,通过改变土压平衡盾构的推进速度或螺旋输送机的转速来调整土仓内的压力值,从而确保开挖面的稳定.然而复杂的土层条件导致实际操作中很难确定开挖面的水土压力且这种滞后操作需要施工人员具备丰富的施工经验才能精准地调控盾构开挖,故很容易造成不平衡掘进的现象.因此可以考虑盾构存在的另一种平衡状态－－土量平衡,即刀盘开挖进土仓内的土量等于螺旋输送机排出的土量.土压平衡盾构的工作状态如图１所示.其中,盾构推进的距离是d S ;盾构刀盘切削进入土仓内的天然状态土体积是Q W ;螺旋输送机排出去的天然状态土体积是Q P ;故盾构挤压前方土体的体积变形量为d V r 挤压＝Q W －Q P ,用挤压量除以盾构掘进面的截面积就得出不平衡掘进量d l [６].王洪新[２]引入接触压力作用下土体产生单位变形时的反力值K ,即似刚度,则超推进(欠推进)状态时盾构掌子面压力与静止侧向土压力之差和不平衡掘进量的物理关系式为d P ＝K d l .如果Q W ＞Q P ,则掌子面的压力大于侧向土压力,对前方土体形成挤压,造成超推进现象.反之,如果Q W ＜Q P ,盾构对前方土体形成卸载,造成欠推进现象.因此,维持盾构的土量平衡,使得开挖的土体能够及时通过输送机排出就能稳定土仓内的压力值,从而达到土压平衡状态保证盾构施工的安全.图１㊀土压平衡盾构掘进的原理图１．２㊀挖土量与排土量针对土压平衡盾构掘进时的土量平衡,主要需要研究单位时间内刀盘切削进土仓内的土量和螺旋输送机排出的土量.假设盾构掘进速度为V ,盾构开挖面的半径为D ,则单位时间T 内的挖土量为Q ＝πD ２４V T ,而盾构在掘进过程中,开挖的天然土体经过刀盘的切削以及在土仓内的搅拌挤压,土的内部结构容易发生改变,因此螺旋输送机排出去的土体与开挖的土体相比变得更加松散,故需要考虑土的松散系数k [７],由此得出的挖土量Q W ＝k Q 才是螺旋输送机排出土量的体积.土压平衡盾构通常采用中心轴螺旋杆式输送机,输送机排出的土量主要受其转速的控制,因此,假设螺旋输送机的直径为d １,螺旋输送机轴的直径为d ２,螺旋输送机的节距为L ,则土体充满螺旋机内部情况下单转的排土量为Q D P ＝π(d ２１－d ２２)L ４.一般螺旋输送机的运输能力与运输材料的充填系数有关,但是土压平衡盾构为了保持开挖面的水土压力与土仓内的土压力相平衡,需要在工作时使土体充满整个输送机,因此在实际的排土过程中螺旋输送机的排土效率η一般为９５％~９７％.又由于盾构在施工时易遇到含砂量较大的地层,这种状况下开挖的泥土流动性较差,容易在土仓内固结,就会导致土体不能充满输送机,需要加入泡沫剂对渣土进行改良,使泥土转化为流动性较好的状态.所以计算排土量时需要考虑有效出土比k e ＝d G 天然d G 天然＋d G 添加,故螺旋输送机在单位时间T 内的排土量为Q P ＝γ１ηk e Q D P N T γ０,式中,γ１为添加泡沫剂后将土体积换算为重量的参数;N 为螺旋输送机转速;γ０为土体的天然容重.５６ 第４期窦正磊,等:土压平衡盾构掘进土量平衡及参数相关性分析１．３㊀土压平衡比根据挖土量与排土量的公式可进一步推导出出土率e 为e ＝Q P Q W ＝γ１ηk e (d ２１－d ２２)L k γ０D ２N V æèçöø÷.出土率是衡量土压平衡盾构处于土量平衡状态的重要参数,因此准确把控出土率的大小才能使盾构保持稳定掘进的状态.但实际施工中,盾构的出土量非常大,很难准确对出土率进行定量的控制.通过公式可以发现出土率与推进速度㊁螺旋输送机转速存在明显的线性关系,并且这两个数据都是可以直接控制的,因此可以通过控制推进速度和输送机转速的比值使得盾构处于土量平衡状态.当出土率e ＝１００％时,盾构的挖土量就等于排土量,盾构对土体的扰动最小,处于土压平衡状态,同时盾构掘进速度与螺旋输送机的比值也保持为定值,关系式为N V ＝k γ０D ２γ１ηk e (d ２１－d ２２)L .因此,称土量平衡状态时的N V 比值为土压平衡比[８],并用N V æèçöø÷B 表示.当盾构以此时的N V值掘进时,盾构接触面最稳定;当N V＞N V æèçöø÷B 时,盾构处于欠推进状态,土体水土压力大于盾构与前方土体接触的压力,易造成前方土体的沉降;当N V＜N V æèçöø÷B 时,盾构处于超推进状态,土体水土压力小于盾构与前方土体接触的压力,易造成隆起现象.为了减小盾构对地层的扰动,一般使土压平衡盾构掘进时的N VʈN V æèçöø÷B ,可以让出土率较为稳定.２㊀工程概况２．１㊀隧道施工方案合肥地铁４号线二标区间隧道始于丰乐河路站东端,沿习友路路中下方穿行至玉兰大道站西端,为两条单洞单线圆形隧道,区间左线长１４７３．５６０m ,右线长１４７０．７７８m ,地理位置如图２所示.区间隧道采用两台土压平衡盾构进行施工,平面最小曲线半径为５００m ,线间距为９．１~１７．５m ,区间隧道覆土厚度约为８ ８５~１６ ８５m ,最大坡度２８％.土压平衡盾构开挖直径为６２８０mm ,最大推进速度可达到８０mm /m i n ,盾构刀盘的开口率为６０％.用于运输渣土的螺旋输机最大转速可达２５r m p,输送机壳体内径为７００mm ,螺杆的直径为２２０mm ,叶片的间距为５６０mm .图２㊀区间现状地理位置示意图２．２㊀工程地质条件土压平衡盾构施工穿越的土层地质条件如表１所示.记录监测数据的路段地层主要为⑨１２强风化砂质泥岩和⑨１３中风化砂质泥岩,土质较均匀. ６６ 安㊀徽㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报第３６卷３㊀隧道施工工程现场监测分析根据前面的分析可知,如果盾构以土压平衡比推进,开挖面较为稳定.盾构在施工中的N V偏离土压平衡比时,会产生土仓压力的波动,而土仓压力的变化对盾构的平衡控制是极为不利的.收集合肥地铁４号线盾构２６４~３６３环区间的施工监测数据,对其数据进行计算分析,结果如图３所示.由图３可知,螺旋输送机转速与掘进速度的比值在０．１４０~０．１８３范围内,平均值为０．１６２.结合对应地段监测点的数据发现,N V在均值时开挖的地层沉降较小,土压平衡控制地较为稳定.因此,合肥地区类似工程使用土压平衡盾构开挖时可将N V比值控制在０．１６２附近波动.对于其他不同地层条件下的隧道工程,可提前在实验室模拟试验或收集相似土层施工的数据分析得到土压平衡比,这样就能通过土量平衡来维持盾构的土压平衡状态.表１㊀掘进区域内地层的物理力学特性地层代号地层类型重度/K N m －３凝聚力/k p a 内摩擦角/ʎ泊松比渗透系数/m d －１⑥１黏土１９．４５５１５０．２８０．００１⑦２粉质黏土１９．９３２１６０．２９０．０２⑨１１全风化砂质泥岩２０．５３５１６０．２８０．０２⑨１２强风化砂质泥岩２１．０４０２００．２４０．５⑨１３中风化砂质泥岩２１．４－－０．２００．００１图３㊀２６４~３６３环区间螺旋输送机转速与推进速度比值４㊀掘进参数相关性分析为了更全面研究土压平衡盾构施工时的平衡状态,需要分析掘进参数之间的相互影响.不同的地质条件会导致盾构的施工参数存在较大差异,且盾构参数之间的相互关系较为复杂,很难通过函数关系进行表示.故可以依据现场监测数据讨论各掘进参数之间的相关性.选取合肥地铁４号线盾构施工的２６４~３６３环作为试验区间,记录每一环的土仓压力㊁推进速度㊁输送机转速㊁总推力及刀盘扭矩等数据,通过统计回归对相关性进行分析.４．１㊀土仓压力和螺旋输送机转速、推进速度的关系理论分析发现可通过控制输送机转速与推进速度的比值让盾构维持在土压平衡状态,而土压平衡的关键就是土仓压力与开挖面的水土压力保持平衡,因此,土仓压力和输送机转速㊁推进速度必然存在内在关系.通过对数据分析得出关系曲线如图４所示.由图４可以看出,土仓压力与输送机转速/推进速度呈负相关性,相关系数R ２＝０．５９３８,相关性较强.因此,在现场施工时要使N V比值波动较小,防止较大的变化影响土仓内的压力,造成不平衡掘进.７６ 第４期窦正磊,等:土压平衡盾构掘进土量平衡及参数相关性分析４．２㊀总推力和螺旋输送机转速㊁推进速度的关系盾构的总推力主要受开挖过程中的总阻力与开挖面的水土压力的影响,而总推力的大小决定了盾构推进快慢,因此就需要讨论总推力和输送机转速㊁推进速度的关系.通过现场数据分析得出的关系曲线如图５所示.由图５可以看出,总推力与输送机转速/推进速度呈负相关,其中相关系数R２＝０．２１６８.因为盾构在掘进时总阻力的影响因素较多,导致总推力的值不断发生变化[９],所以两者的相关性较弱.图４㊀土仓压力与输送机转速/推进速度的关系图５㊀总推力与输送机转速/推进速度的关系４．３㊀土仓压力与刀盘扭矩的关系刀盘扭矩是影响盾构正常掘进的关键性因素,刀盘扭矩的大小决定了刀盘切削土体的能力,若刀盘扭矩过小,会出现动力不足刀盘被困住的现象.依据现场数据分析得到土仓压力与刀盘扭矩的关系曲线如图６所示.由图６可以看出,土仓压力与刀盘扭矩呈负相关,其相关系数R２＝０．３６５７,两个参数的相关性中等.因此,施工时要注意刀盘扭矩的变化对土仓压力的影响,才能保证盾构的顺利开挖.４．４㊀总推力和刀盘扭矩的关系土压平衡盾构主要通过控制土仓压力来防止地表土层的下沉,一般都是讨论参数与土仓压力的相关性,而忽视了对其他参数内在关联性的研究.依据现场监测数据讨论总推力与刀盘扭矩的相关性,关系曲线如图７所示.由图７可知,相关系数R２＝０．０２３１,两个参数并不存在相关性.图６㊀土仓压力与刀盘扭矩关系图７㊀刀盘扭矩与总推力的关系５㊀结论研究总结了土压平衡盾构掘进中的土量平衡状态,若盾构能控制土量平衡就能使其处于土压平衡状态,对地层产生的损失值最小.土量平衡的关键是控制出土率,但实际工程施工中直接控制出土率是较为困难的,分析发现可通过控制螺旋输送机转速与推进速度比值来控制出土率.施工时可提前对工程进行试验模拟得出NV比值,使盾构处于土压平衡状态进行开挖,避免不平衡掘进所引起的地层沉降增大,保证盾构的安全施工.参数相关性主要是基于合肥地质条件收集的数据进行分析,得出土仓压力与螺旋机转速/推进速度㊁刀盘扭矩存在较强的相关性;土仓压力随着螺旋机转速/推进速度和刀盘扭矩的增加而降低;总推力与螺 ８６ 安㊀徽㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报第３６卷旋机转速/推进速度存在一定的相关性.故合肥类似工程施工时可结合上述参数的相关性结果对盾构的土压平衡进行控制,避免造成不平衡掘进.参考文献:[１]㊀胡国良,龚国芳,杨华勇．盾构掘进机土压平衡的实现[J ]．浙江大学学报(工学版),２００６,４０(５):８７４Ｇ８７７．[２]㊀王洪新,傅德明．土压平衡盾构掘进的数学物理模型及各参数间关系研究[J ]．土木工程学报,２００６,３９(９):８６Ｇ９０．[３]㊀周冠南．土压平衡盾构螺旋输送机排土及保压作用分析[J ]．隧道建筑,２０１２,３２(３):３０２Ｇ３０８．[４]㊀邢彤,龚国芳,杨华勇．盾构刀盘驱动扭矩计算模型及实验研究[J ]．浙江大学学报(工学版),２００９,４３(１０):１７９４Ｇ１８００．[５]㊀江华,张晋勋,江玉生．大粒径卵砾石地层土压平衡盾构关键参数相关性特征[J ]．都市快轨交通,２０１３,２６(２):９４Ｇ９９,１０７．[６]㊀王洪新,傅德明．土压平衡盾构平衡控制理论及试验研究[J ]．土木工程学报,２００７,４０(５):６１Ｇ６８,１１０．[７]㊀薛茹镜,陈冬,吴婧姝．土压平衡盾构排土量控制分析[J ]．工业建筑,２００８,３８(S １):９６５Ｇ９６７．[８]㊀陈立生,王洪新．土压平衡盾构平衡控制的新思路[J ]．上海建设科技,２００８(５):１８Ｇ２１．[９]㊀占传忠．复合地层盾构的适应性及掘进参数的关联性分析[J ]．中国煤炭地质,２０１８,３０(S １):９７Ｇ１０４．A n a l y s i s o fP a r a m e t e rC o r r e l a t i o na n dS o i lV o l u m eB a l a n c e o fE P BS h i e l d i nE x c a v a t i o nD O UZ h e n g l e i ,L ID a h u a ∗,Z H A N GZ i g u a n g(S c h o o l o fC i v i l E n g i n e e r i n g ,A n h u i J i a n z h uU n i v e r s i t y ,H e f e i ２３００００,C h i n a )A b s t r a c t :D u r i n g t h e p r o c e s s o fE P Bs h i e l d t u n n e l i n g ,t h e p r e s s u r eo f s o i l c o m p a r t m e n t i su s u a l l y a d j u s Ｇt e db y m o n i t o r i n g t h e s u r f a c e s e t t l e m e n td a t a t oh a v e t h eE P Bs h i e l dr e a c ht h es t a t eo f e a r t h p r e s s u r e b a l a n c e ,b u t t h i sm e t h o d i s t o oo l d Ｇf a s h i o n e d ,w h i c h i s e a s y t o c a u s e u n b a l a n c e d t u n n e l i n g．T h e r e f o r e ,t h e m e t h o do f s o i l v o l u m eb a l a n c e i s a d o p t e d t om a k e t h e s h i e l d t u n n e l i n g i n t h e s t a t eo f s o i l p r e s s u r eb a l Ｇa n c e ,s o a s t o e n s u r e t h e s t a b i l i t y o f t h e s o i l l a y e r a t t h e e x c a v a t i o n f a c e ．T h i s p a p e r e x po u n d s t h e a m o u n t o f e x c a v a t i o na n dd i s c h a r g e i n t h e s o i l v o l u m eb a l a n c e ,o b t a i n s t h e r a t i oo f s p e e do f s c r e wc o n v e y o r a n d a d v a n c i n g s p e e d (N V )t om a k e t h e s h i e l d r e a c h t h e s t a t e o f s o i l v o l u m e b a l a n c e ,a n d s u m s u p t h e s t a n d Ｇa r do f s o i l v o l u m e b a l a n c e c o n t r o l i n s h i e l d t u n n e l i n g ．B a s e d o n t h e t u n n e l p r o je c t o fH ef e iM e t r oL i n e ４,t h i s p a p e r a n a l y z e s t h e s o i l v o l u m eb a l a n c e o f f i e l dm o n i t o r i ng d a t a ,a n dd i s c u s s e s th e c o r r e l a ti o no f k e y p a r a m e t e r s ,s o a s t o e n s u r e t h e s a f e t y o f s h i e l d c o n s t r u c t i o n ．T h e r e s u l t s s h o wt h a t :N V c a nb e c o n t r o l l e d n e a r ０．１６２i n t h e s h i e l d c o n s t r u c t i o n o f s i m i l a r p r oj e c t s i nH e f e i a r e a ,a n d t h e s h i e l d h a s t h e l e a s t d i s t u r b Ｇa n c e t ot h es o i l ;t h e p r e s s u r eo fs o i l c o m p a r t m e n td e c r e a s e sw i t ht h e i n c r e a s eo f N Va n dc u t t e rh e a d t o r q u e ;t h e t o t a l t h r u s t f o r c e i s r e l a t e d t o N V ．K e y w o r d s :E P Bs h i e l d ;s o i l v o l u m eb a l a nc e ;H e f e i a r e a ;t u n n e l i n gp a r a m e t e r ;c o r r e l a t i o na n a l y s i s ９６ 第４期窦正磊,等:土压平衡盾构掘进土量平衡及参数相关性分析。
盾构隧道开挖面稳定的可靠度研究
第２９卷增刊２００８年１１月岩土力学ＲｏｃｋａｎｄＳｏｉｌＭｅｃｈａｎｉｃｓＶ０１．２９ＳｕｐｐＮＯＶ．２００８文章编号ｌ１０００一７５９８一（２００８）增刊一３１５—０５盾构隧道开挖面稳定的可靠度研究李志华，华渊，周太全，孙秀丽（江南大学环境与土木工程学院，无锡２１４１２２）摘要：目前，盾构隧道开挖面稳定性评价方法均是确定性方法。
为了考虑上体参数的变异性，提出用可靠方法来评价其稳定程度。
采用数值模拟方法，研究了隧道开挖面极限支护压力。
基于ＢＰ神经网络预测大量给定地层参数工况下的开挖面极限支护压力，对其进行统计，得其概率分布特征。
在理论分析的基础上，结合１＝程实际，探讨了盾构施工土压力的确定原理。
建立了隧道开挖面稳定的极限状态方程，对其进行了可靠度分析。
该研究除能够科学、合理地评价开挖而的稳定程度外，对于盾构施工过程中合理地设定开挖面支护压力也具有一定的参考作用。
关键词：盾构隧道；开挖面；稳定性；可靠度中图分类号ｌｕ４５ｌ文献标识码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇＬＩＺｈｉ—ｈｕａ，ＨＵＡＹｕａｎ，ＺＨＯＵＴａｉ—ｑｕａｎ，ＳＵＮＸｉｕ—ｌｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃｍｅｔｈｏｄｓａｔｐｒｅｓｅｎｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｉｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｍｅｔｈｏｄｔｏａｓｓｅｓｓｔｔｍｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｌｉｍｉｔｓｕｐｐｏｒｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅｏｆｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇｉｓｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ＬｉｍｉｔｓｕｐｐｏｒｔｐｒｅｓｓｕｒｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｍｐｌｅｓａｒｅｆｏｒｅｃａｓｔｅｄｂｙＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅｎｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｉｓｇａｉｎｅｄ．Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅｄｕｒｉｎｇｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎｂｙｕｓｅｏｆｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅｂａｌａｎｃｅｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｌｙ．Ｌｉｍｉｔｓｔａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｗｏｒｋｎｏｔｏｎｌｙｃａｎａｓｓｅｓｓｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｒａｔｉｏｎａｌｌｙ，ｂｕｔａｌｓｏｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｐｒｅｓｓｕｒｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌ；ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ１引言盾构法施工城市地铁具有明显优点，有着广泛的应用前景。
璧山隧道超浅埋段结构稳定性分析
，
一
僦
／ ／
上 ｌ Ｊ Ⅷ ｌ １ ｎ １ ｌ
２ ８ ３ ＋ ５ ￣ １ ０ ２ ８ ３ ＋ ５ ｌ Ｏ ２ ８ ３ ＋ ５ ２ ０ ２ ８ ３ ＋ ５ ３ ０
ｌ 工 程 概 况
璧 山隧道是 成 渝 客专 中 的一条 长大 隧 道 ， 起讫 里 程 为
Ｄ Ｋ ２ ８ ３＋１ ９ ５～Ｄ Ｋ ２ ８ ６＋６ ５ ０ ， 全长 ３ ４ ５ ５ ｍ。隧 区 属 剥 蚀 低 山
２ ３ ． ５ Ｏ． １ ２ ５ ４ ５
（ 。 ）
Ｖ
Ｏ． ４
根据现行《 铁路 隧道设计 规范》 （ Ｔ Ｂ １ ０ ０ ０ ３— ２ ０ ０ ５ ） ５ ． ３ ． １ 条， 衬 砌 材 料 按 破 损 阶段 法 计 算 建 筑 材 料 力 学 指 标 确 定 如 表
锚杆 ， 钢架采用 Ｉ ２ ０ ｂ型 钢 支 护 ， 间距 ０ ． ６ ｎ ｌ ； 二 次 衬 砌 拱 墙 和 仰拱浇筑 ６ ０ ｃ ｍ厚 Ｃ ３ ５钢 筋 砼 。
２ 超浅 埋段 概况
璧 山隧道 进 口端 Ｄ Ｋ ２ ８ ３＋４ ４ ０～Ｄ Ｋ ２ ８ ３＋５ ４ ５段 均系 Ｖ
地貌 ， 隧道位于新华夏 系 四川 Ｉ 沉 降带川东 褶皱 带 中， 主体 构 造为北碚 向斜 。隧道位于直线上 ， 最大埋深约 ２ ２ ０ Ｉ Ｔ Ｉ ， 最 小埋 深约 ４ ｍ。隧区地 表水 主要 为沟水及 坡面暂 时性流水 、 水田 水， 流量受季节影 响明显 。隧区不 良地质 为泥 岩风化 剥落 、 危岩落石 ； 特殊岩土为松软土 、 泥岩 的膨胀性 、 石膏 。洞 身泥 岩质软 ， 岩层水平 、 节理发育 。
３ ． ２ ． １ 垂 直压 力
盾构隧道端头土体失稳破坏与控制技术
1818年，法国的工程师布鲁诺尔(M.I.Brune1)受船蛆钻孔原理的启发，最早提 出了用盾构法建设隧道的设想，并在英国注册了专利。他自1798年(29岁)起一 直侨居并服务于英国，为英国铁路，尤其对盾构法隧道有杰出贡献，是盾构隧 道的发明人。
盾构发展
开敞式——密闭式 手掘式——机械式（挖掘臂）——旋转刀盘 人工——自动化控制 小直径——大直径 单圆形——断面多样化
1、31学院盾概构况隧道概况
1.4 盾构施工优点
盾构法施工隧道机械化、自动化程度高
盾构的推进、出 土、衬砌拼装等可实 行自动化、智能化和 施工远程控制信息化 ，掘进速度较快，施 工劳动强度较低；
1、31学院盾概构况隧道概况
1.4 盾构施工优点
地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰 施工时能够降低对周边环境的影响，满足“绿色、文明”的施工理念
1、32学院盾概构况隧道端头土体存在的问题
2.2 盾构始发与到达时端头土体问题
事故案例
始发与到达：盾构施工高风险环节
上海：在上海地铁1号线，7台盾构出洞过程和前50m均遇到各种不的障碍。如2＃盾构上海
体育馆车站西端头井出洞时，因地基加固不良，引起土体塌方滑落；7＃盾构依靠井点降水疏
不论是松散的砂土地层，还是富水的软粘土地层，其自身都缺少自立性和防水性，一旦有
临空面或压力不足，土体将产生大量坍塌、涌水，给盾构工作井稳定性和盾构始发及到达
造成严重的威胁。
软弱松散地层加固处理
不加固、弱加固、强加固？
土体稳定性和工程安全性要求，对工作井封门外土体进行加固处理是必不可少的。通 过注浆、降水、深层搅拌桩、高压选喷桩及冻结法等，使洞周土体具有自立性、防水性和 一定的强度、稳定性。如果不对洞口土体进行加固，将有大量的土体和地下水向竖井内流 失和坍塌，导致地表下沉并危及地下管线和附近的建筑物。相反，如果加固土体强度太高， 加固范围太大，不仅会增加工程造价，经济效益降低，而且会给大刀盘掘削土体带来困难， 又会引起盾构机的故障并影响工程进度。更不利的是，盾构机在洞口滞留时间过长，也会 给洞口土体变形和失稳制造时间和机会，给工程安全和进度带来困难。
浅埋偏压隧道边坡体系稳定性分析及加固技术 毛立军
浅埋偏压隧道边坡体系稳定性分析及加固技术毛立军发表时间：2016-08-02T15:01:57.357Z 来源：《基层建设》2016年9期作者：毛立军[导读] 浅埋偏压隧道由于其上覆土层较浅，接近地表，受自然因素影响较大。
（甘肃综合铁道工程承包有限公司甘肃兰州 730000）摘要：浅埋偏压隧道由于其上覆土层较浅，接近地表，受自然因素影响较大，隧道所经过土层多为由原岩风化形成的破碎岩层、堆积层，冲积层等，由于地质条件较差，在浅埋偏压隧道施工过程中，经常出现边坡整体滑移、将塌、冒顶和地表塌陷等工程灾害。
因此需要对边坡进行加固处理，文章以某工程为例，分析了浅埋偏压隧道边坡体系的稳定性，并阐述了加固处理措施。
关键词：浅埋偏压隧道；边坡；加固；稳定性分析在浅埋偏压软弱围岩隧道工程施工中，如果施工方法和临时支护措施使用不当，则会导致初期支护变形较大，甚至会产生严重的冒顶塌方问题，导致隧道施工的安全风险增大。
因此，采用科学合理的施工方法能够有效控制隧道施工变形，提高施工效率，减少隧道风险等级。
一、施工技术工艺流程浅埋偏压及软弱围岩的承载能力较差，因此很容易出现塌方问题，另外，由于软弱围岩处于浅埋偏压段，因此其施工难度比较大。
为了从根本上解决浅埋偏压问题，需对影响隧道施工的因素加以明确，从施工工艺上进行详细分析。
具体的工艺流程为山体外侧回填→超前支护→环向开挖→初期支护→安装型钢钢架→开挖核心土→监控量测及加强支护等。
在所有的施工流程中，应该确保各个施工工序的安全性，保证隧道施工质量。
二、浅埋偏压及软弱围岩隧道施工问题（一）导致隧道偏压的原因隧道偏压可以理解为由于外界多种因素的影响导致围岩压力不对称，支护隧道的承载供体承受力下降，导致隧道供体变形，受压等问题的出现，具体的原因应从以下几个方面分析：（1）施工技术的原因。
施工技术的专业性严重影响了施工质量的稳定性，施工方法不当会导致开挖断面发生局部坍塌，降低围岩压力的稳定性，造成受压力不均，引发隧道偏压问题。
土压平衡盾构机长距离通过浅埋富水砂层的风险分析与应对策略
土压平衡盾构机长距离通过浅埋富水砂层的风险分析与应对策略摘要：隧道在地下空间穿行于各种各样的地层,由于受各种客观条件的制约，在线路设计时，往往不可避免的需要将线路设计在埋深较浅的砂层中。
然而，土压平衡盾构机在浅埋富水砂层中穿行将存在巨大的风险与较大的施工难度。
关键词：土压平衡盾构机、浅埋、富水砂层、风险Abstract: the tunnel in the underground space through the various strata by various objective restrictions, in line when the design, often inevitable need will line design in shallow sand layer. However, earth pressure balance shield machine in shallow buried rich water through sand layer there will enormous risk and greater difficulty in construction.Key words: soil pressure balance shield machine, shallow buried, rich water sand layer, risk前言随着我国经济的不断发展和城市化进程的加速,城市轨道交通建设在我国各大城市如火如荼的进行。
在城市地铁工程施工中，盾构法因其受地面因素影响小、安全度高、施工速度快、对地面环境影响小等优势而得到广泛的应用。
隧道在地下空间穿行于各种各样的地层,由于受各种客观条件的制约，在线路设计时，往往不可避免的需要将线路设计在埋深较浅的砂层中。
然而，土压平衡盾构机在浅埋富水砂层中穿行将存在巨大的风险与较大的施工难度，譬如容易引起地层沉降大、隧道喷涌、盾构姿态难控制等问题，这些问题若控制不好，将导致管片出现错台、漏水等质量问题，甚至可能造成机毁人亡般的质量事故，损失更是不可估量。
盾构始发与到达端头地层加固方法选择与稳定性评价_朱世友
790
表1 Table 1
序号 IF（ 前提）
隧道建设
盾构始发与到达加固方案库
第 32 卷
Databases of end soil reinforcement methods in shield launching and arrival
2
2． 1
盾构始发与到达地层稳定性分析
端头地层综合稳定性宏观判断 各类单层土层宏观稳定性判断 地层稳定性的主要土质特性指标是土 一般来说，
2． 1． 1
体抗剪强度、 开挖面土体稳定系数以及开挖面土体自 立时间。其中， 土体抗剪强度是根本性的因素。 各类 土体抗剪强度的大小和在各种情况下的变化规律有很 大差别。大多数黏性土受扰动后， 因重塑作用而失去 而砂性土易在一定动水压力作 部分抗剪强度和刚度， 用下发生液化而完全失去抗剪强度 。由于测定抗剪强 度及其变化规律的方法至今尚未很好解决 ， 因此按各 类土的特性， 从宏观上判断各类土抗剪强度的高低及 其变化特征以估计土体的稳定性， 在目前仍然具有重 ［4 ］ 要的实用意义 。 通常情况下， 盾构始发与到达端头地层自上至下 包含着多种土层， 而这些土层的性质往往存在着较大 4］ 的差异， 因此， 本文先沿用文献［ 的宏观判别方法对 端头地层包含的各类土分别做出宏观稳定性判断 ， 最 后再综合各类土层稳定性判断结果和所处位置判断出 整个地层的综合稳定性。 1 ） 砂土类。砂土类包括砾砂、 粗砂、 中砂、 细砂和 粉砂等。 砾砂类指粒径大于 2 mm 的颗粒占全重的 25% ～ 50% ； 粗砂指粒径大于 0. 5 mm 的颗粒占全重 的 50% ； 中砂指粒径大于 0. 25 mm 的颗粒占全重的 50% ； 细 砂 指 粒 径 大 于 0. 075 mm 的 颗 粒 占 全 重 的 85% ； 粉 砂 指 粒 径 大 于 0. 075 mm 的 颗 粒 占 全 重 的 50% 。 在无水条件下， 密实砂土类 （ 标准贯入试验锤击 数 N ＞ 30 ） 是抗剪强度较高的稳定地层， 而稍密、 中密、 松散的砂土类 （ 标准贯入试验锤击数 N ≤30 ） 是抗剪 砂土类容易发 强度较低的不稳定地层； 在有水条件下， 生液化而失去抗剪强度或具有涌水 、 涌砂的风险， 是不 稳定的地层。 2 ） 粉土类。 粉土类可根据粒组含量或塑性指数 I p 分为黏质粉土和砂质粉土 2 大类（ 如表 2 所示） 。 在无水情况下， 粉土类含有适度水分， 处于潮湿状 态， 具有一定强度， 属于中等稳定地层； 在有水情况下， 其抗剪强度消失， 土体流动乃至涌土崩塌， 是不稳定的 地层。 3 ） 黏性土类。按塑性指数 I p 划分， I p ＞ 10 的土通 称为黏性土。其中当 I p ＞ 17 时， 称为黏土； 10 ≤ I p ≤17 I L ≤0 为坚硬 时， 称为粉质黏土。按液性指数 I L 划分， 黏性土； 0 ＜ I L ≤0. 25 为硬塑黏性土； 0. 25 ＜ I L ≤0. 75 为可塑黏性土； 0. 75 ＜ I L ≤1 为软塑黏性土； I L ＞ 1 为流 塑黏性土。
隧道施工工作面稳定性的力学分析--37页
1 tan c
y1 dx1
xC
0s
h y1
dx1
xB 0
2dx2
xB 0
2 tan c
y2 dx2
xB
0s
h y2
dx2 0
在上述式中，Pa[y1(x), σ1(x), y2(x), σ2(x), Const]为待求
的极值参数，是一个泛函。对于Pa的计算问题，从数学的观点：
V
(z)
V
V D cos
D
cos
z
0 z D cos
各点处的侧向应力
Z (z) V (z)
第6讲 工作面稳定性分析—筒仓理论
竖直滑动面AOE、BCF上的剪力
取AOE(BCF)滑动面上一微元面积，则作用于该微元面积上的剪力 dT2
dT2 c Z z tan ds
由：
T2
1、稳定系数法 2、筒仓分析方法 3、极限分析方法 4、极限分析的上、下限有限元法 5、数值分析方法
第6讲 工作面稳定性分析—常用方法
1、稳定系数法
Davis 等按照平面应变问题提出浅埋隧道工作面破坏模 式，得到式开挖面的稳定性系数为：
N
s
t
(C
D) 2
c
式中，隧道的直径为D，埋深为C。
开挖面临时支撑压力为 ，t 地表面承
tan
tan 1
2 tan2 1
1
D 2 h
tan 1 tan 1 tan tan 1
c
tan 1
1
D h
tan
tan
2
tan 2
tan
1
tan 2
2 tan2 2
tan 2 tan 2 tan 2 tan
大断面黄土隧道浅埋段开挖监控量测及稳定性分析
大断面黄土隧道浅埋段开挖监控量测及稳定性分析发布时间：2022-07-27T08:41:43.667Z 来源：《城镇建设》2022年第6期作者：胡小强[导读] 监控量测作为隧道施工的重要一环，对评价隧道开挖稳定性起关键作用胡小强（贵州顺康检测股份有限公司，贵阳550000）摘要：监控量测作为隧道施工的重要一环，对评价隧道开挖稳定性起关键作用。
黄土地质成洞效应差，浅埋段开挖具有较高的施工安全风险，通过对兰州某隧道的监控量测，总结了浅埋大断面黄土隧道开挖过程中围岩变形的一般规律，得出未施作二衬段的初支有明显整体沉降现象，采用拱顶与拱脚的相对位移值来评价初支受力及稳定性更为合理。
关键词：黄土隧道；浅埋；监控量测；稳定性分析中图分类号： U456.3 文献标识码：A 文章编号：0 前言近年来，为了满足日益增大的交通量，部分高速公路规划为双向六车道，同时也出现较多的大断面隧道。
大断面黄土隧道的设计和施工仍然遵循新奥法理念，虽然采用机械开挖对围岩扰动相对较小，但黄土围岩成拱效应差，围岩收敛变形大、持续时间长，初支要承受较大的围岩压力，大变形甚至坍塌事故多发，具有较高的施工安全风险[1]。
相比石质隧道，大断面黄土隧道开挖过程中面临更复杂的稳定性问题。
监控量测作为施工环节规避安全风险的重要手段，主要工作是为参建各方及时反馈围岩整体情况和初支变形数据，在监测数据显示可能出现大变形或坍塌险情时提前发出预警[2]。
1 工程概况本文以甘肃省兰州市中通道高速大山隧道为研究对象，隧道左右幅长度合计1.83km，其中黄土地质段约0.5km，最大埋深约90m，浅埋段较长，均为V级围岩。
洞口段地层主要为坡积黄土状土、上更新统风积马兰黄土，具有Ⅳ级（很严重）自重湿陷性。
隧道为双向六车道，开挖面积达172m2，洞口浅埋段采用双侧壁导坑法施工。
2 监控量测方案2.1 监控参数的选择根据规范要求，监控量测包括必测参数和选测参数，选测参数宜根据不良地质类别选取代表性断面开展[3]。
浅埋偏压隧道边坡体系稳定性分析及加固技术
浅埋偏压隧道边坡体系稳定性分析及加固技术摘要：由于我国地形、地质条件复杂多变，在高速公路施工上常常需要开山建隧道项目，另外对特殊地质情况限制，对综合技术与经济方面的比较后，路线不宜改变时，浅埋偏压隧道围岩与边坡相互影响，任何一方的失稳破坏均会影响另一方的稳定性，因此需将二者作为一个系统进行研究，学术界与工程界专家普遍认为，利用一种理论，彻底解决各种不同地质条件与不是使用目的的隧道工程难题是不现实的，必要综合利用多种理论研究手段，方可才最终得到最佳成效，本文以某山岭隧道为例，隧道洞身大多处于偏压状态，分别对围岩及边坡进行加固处理，并经监测及数值仿真，表明了该体系加固技术是有效，可为类似工程提供一定的实践经验。
关键词：浅埋偏压隧道；边坡；体系；加固技术；稳定性分析引言随着现代交通趋势的需求不断增长，山丘与和野外深沟山区公路施工中受开挖影响形成了许多的偏压隧道，安全隐患岌岌可危，对工程边坡加固的稳定性分析与优化方案摘取燃眉之急。
近先年来，国内一些学者对偏压隧道进行了大量研究探讨。
例如杨小礼[1]采用侧壁导坑法对浅埋偏压隧道的施工工序进行了研究。
陈东瑞[2]对隧道边坡治理设计与施工进行了研究，并用常规的施工方法来加固边坡。
王祥秋[3] 用施工动态监测拱顶位移与有限元模拟来研究高速公路偏压隧道等等。
当前对偏压隧道的研究集中在隧道自身稳定性方面，然而对边坡稳定性却研究的太少了。
本文在上述研究的基础上，采用有限元分析软件ANSYS对某偏压隧道边坡上的公路实例，通过分析加固的优化方案，其成果对以后隧道边坡工程实践与学术研究有一定的参考价值。
1、工程简介某公路改建工程于K15+600～K15+840段，另外为一南北走向的山体，最大高程约为190.6m，中线最大高程约183.0m，设计高程约为131.6～133.3m，改建公路在此采用隧道形式穿越该山岭，隧道中心里程为K15+720，全长为240m。
隧道全部位于直线段上。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
LIMIT EQUILIBRIUM ANALYSIS OF SOILS STABILITY AT SHALLOW TUNNEL END UPON SHIELD EXCAVATION
SONG Kezhi1，WANG Mengshu2，SUN Mou3
(1. College of Civil Engineering，Ludong University，Yantai，Shandong 264025，China；2. Tunnel and Underground Engineering Research Center of Ministry of Education，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China；3. China Railway Group Limited， Zhengzhou，Henan 450053，China)
• 408 •
岩石力学与工程学报
2015 年
and the thickness of the reinforcement of soil body of a shield tunnel of metro in Nanjing. Key words ： tunnelling engineering ； shield tunnel ； soils at tunnel end ； stability ； limit equilibrium analysis ； thickness of reinforced soil body 行了模拟分析，端头施工中应 用十分广泛。在盾构隧道施工过程中，盾构始发与 到达时需要破除端头工作井连续墙，容易引发端头 土体失稳破坏，是盾构施工中工程事故多发的高风 险环节，图1为南京地铁 TA15标盾构隧道端头土体 发生的地表坍塌和开裂破坏，其多是因为端头土体 稳定性不足所致。因此对端头土体稳定性的判断及 其随后的工程加固是保证盾构安全始发和到达的重 要措施，也是盾构隧道成败的关键。
谋3
100044； 450053)
264025；2. 北京交通大学 隧道及地下工程教育部工程研究中心，北京
3. 中国中铁隧道股份有限公司，河南 郑州
摘要：盾构始发与到达时易引发端头土体失稳破坏，是盾构隧道施工中的高风险环节。针对浅埋盾构隧道，提出 一种直线和对数螺旋线组合的土体滑动模式，运用极限平衡分析方法，对端头土体的稳定性进行分析，推导稳定 系数计算公式，并对其影响因素进行分析。端头土体的稳定性取决于土体自身的强度、加固体的厚度和加固强度 及洞门直径。端头土体自身的内摩擦角和黏聚力越大，稳定系数越大；加固体的强度越大，稳定系数越大；加固 体厚度越大，端头土体稳定性越好；但随着洞门直径的增大，端头土体稳定系数逐渐降低。随后得出端头土体的 加固厚度的计算方法和流程，分析其影响因素，并给出工程算例。将该方法应用于南京地铁盾构隧道端头土体稳 定性分析及加固厚度计算，结果令人满意，被工程所采纳。该研究成果和方法可为同等条件下盾构隧道端头土体 稳定性分析及加固设计提供借鉴。 关键词：隧道工程；盾构隧道；端头土体；稳定性；极限平衡分析；加固厚度 中图分类号：U 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2015)02–0407–07
1
引
言
究基本相同，破坏滑动面与隧道埋深有关系。辛振 省等 [4-5] 运用数值模拟的手段分析了盾构隧道端头 土体大致的预加固范围，然后调整加固范围不断进 行数值模拟，并找出了加固范围预加固效果的定性 关系，为盾构隧道端头土体加固范围的确定提供了 科学的参考依据。吴 韬[6]运用多种模型分析加固土 体的强度和稳定性，提出了加固土体尺寸的综合计 算方法，通过数值手段来模拟盾构出洞时加固土体 应力及变形的规律，并和解析结果进行对照。在端 头土体加固设计与施工方面，张庆贺等[7]介绍了上 海地铁盾构进出洞封门及土体加固设计和施工技 术，提出了洞周土体加固范围的解析公式，并以上 海地铁2，4线盾构进出洞为实例进行了理论计算和 实际情况的调查，所得结论和建议为施工单位提供 了较好的参考。胡新朋等 [8]根据南京地铁现场施工 经验， 对盾构隧道端头土体的加固范围、 加固强度、 加固防水要求进行了讨论，并针对砂性地层的特殊 情况提出了端头加固的形式。孙振川 [9]根据国内盾 构施工情况介绍了端头加固长度和宽度的确定方 法，并运用已有理论方法验算了端头土体的强度和 稳定性。李大勇等[10]研究表明，端头土体加固施工 方法及其适用性要综合考虑经济性、可靠性及施工 风险性等因素。朱世友等[11]针对盾构始发与到达的 端头地层稳定性加固控制问题，建立了一个盾构始 发与到达的加固方案库，并根据各类土的地层稳定 性分析与判断结果，提出加固方案。江玉生等[12]在 前人研究基础上，进行总结和进一步的深入与细化 研究，对盾构隧道端头土体稳定性、加固厚度及加 固强度进行了理论与工程应用研究。以上对端头土 体稳定性及加固厚度的研究，理论上多采用弹性薄 板理论和基于极限平衡分析的圆弧滑动面理论[1-2 6]， 工程上有时也按经验确定加固厚度[7-9]。 本文在前人研究的基础上，提出一种直线和螺 旋线组合的端头土体滑动面模式，对端头土体稳定 性和加固厚度进行分析，是结合土体滑动的自然规 律而对圆弧滑动面的一种改进和创新，对端头土体 稳定性分析和加固设计具有重要的指导作用。
第 34 卷
第2期
2015 年 2 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.34 No.2 Feb.，2015
浅埋盾构隧道端头土体稳定性极限平衡分析
宋克志 1，王梦恕 2，孙
(1. 鲁东大学 土木工程学院，山东 烟台
Abstract：A working shaft enclosed by the continuous wall must be built at two ends of the tunnel to be excavated for shield starting and arriving in shield tunneling. Soil body at two ends of the tunnel may collapse along a sliding surface and pose a high risk in shield tunneling. A combined sliding mode of straight line and logarithmic spiral line was proposed for shallow shield tunnel. A formula to calculate the stability of the soil at the ends of shallow tunnel was deduced by means of limit equilibrium analysis and the factors influencing the soil stability were analyzed with the derived formula. The soil stability at tunnel ends is dependent on the soil strength，the thickness of reinforced soil body ， the strength of reinforced soil body and the diameter of tunnel outlet. The greater the internal friction angle and the cohesion of the soils are ， the higher the soil stability. The greater the thickness and the strength of the reinforced soils are ， the higher the soil stability. The soil stability at tunnel end decreases with the increasing of the diameter of the tunnel outlet. The method was successfully used to calculate the soil stability
(1)
式中：k 为直线滑动面斜率， k tan ； x1 ， x2 分 别为 x 的最小值和最大值， x1 由埋深 H 和破坏角 决定， x2 rπ ；b， r0 ，p 为待定系数。 滑动面 AB 上的 AB 为土体的自重及水平土压 力在滑动面上的分量，即
图1
南京地铁 TA15 标盾构隧道端头土体地表坍塌及开裂 破坏
Fig.1 Ground settlement and soil crack at the shield tunnel end in Nanjing metro TA15
盾构隧道端头土体的工程问题包括端头土体的 稳定性、端头土体加固范围、加固方法、加固强度 等， 这些问题皆以端头土体稳定性研究为基础。 目前， 有关端头土体稳定性计算理论和模型主要有： (1) 日 本 JETGROUT 协会 (Japanese Jet Grout Association ， JJGA)规范[1]中板块模型理论，假定加固土体为整体 板块计算加固体厚度； (2) 日本的土体滑移失稳理 论 ，假定洞口土体可能沿直线滑动面和圆弧滑动 面向洞内整体滑动来计算下滑力矩，并用于判断洞 口土体的稳定性； (3) 土体的极限扰动平衡理论， 借用 Vesic 关于土中孔穴膨胀导致土体压密的理论 推导，可以得出柱状膨胀问题的通解 [3]，以求解被 盾构扰动的土体塑性区范围，用于确定洞口的加固 范围。赖剑明和白 云[2]在日本土体滑移失稳理论的 基础上，运用三维非线性有限元方法对上海软土进