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适应灰岩地区的地铁隧道盾构管片
内力计算与原位监测
谢可为
（中铁开发投资集团有限公司，云南昆明 650500）
［摘 要 ］ 为了研究适应灰岩地区的地铁隧道盾构管片内力原位现场监测技术，以贵阳地铁三号线一期
工程高新路口站—师范学院站盾构区间一处强风化灰岩地层的不利断面为工程背景，采用理论计算和原位
监测相互对比分析验证，对其实际的安全状态进行考量，并对比软土地层与灰岩地层管片受力特征，保证
地铁隧道盾构管片的安全性。
［关键词 ］ 灰岩地层；地铁隧道；盾构管片；数值计算
［中图分类号］ U 231.3 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1001 -523X （2023 ）08-0080 -04
INTERNAL FORCE CALCULATION OF SHIELD TUNNEL SEGMENTS IN SUBWAY TUNNELS
SUITABLE FOR LIMESTONE AREAS
Xie Ke-wei
［Abstract ］ In order to study the in-situ monitoring technology for the internal force of shield segments of
subway tunnel in limestone areas, this paper takes the adverse section of a strongly weathered limestone stratum in
the shield interval between Gaoxin road crossing station and normal university station of Guiyang metro line 3 Phase
I Project as the engineering background, and uses theoretical calculation and in-situ monitoring to compare and
analyze and verify each other to consider its actual safety status. The stress characteristics of segments in soft soil
layer and limestone layer are compared to ensure the safety of subway tunnel shield segments.
［Keywords ］ limestone strata; subway tunnel; shield tunnel segments; numerical calculation
近年来，城市交通拥堵问题日益严重，中国各大
城市开始重视对地铁的建设，地铁的结构形式主要为
盾构隧道。
盾构隧道主体结构是由管片二次衬砌和连接螺栓
组成的空间结构，管片的内力分布极为复杂，因此急
需准确认识盾构管片在灰岩地层条件下的受力状态。
随意等 [1]依托某盾构隧道进行分布式光纤监测盾构隧
道管片变形受力分布情况。
雷江松等 [2]以深圳地铁8号线梧沙区间双护盾
TBM施工隧道为研究对象，开展管片结构内力现场
跟踪监测。刘谦彬等 [3]选取9 个断面对管片所受外部
水、土荷载及内力进行长期现场监测。
以贵阳地铁三号线一期工程高新路口站—师范学
院站盾构区间一处强风化灰岩地层的不利断面为工程
背景，采用理论计算和原位监测相互对比分析验证，
对其实际的安全状态进行考量，并对比软土地层与灰
岩地层管片受力特征，以保证地铁隧道盾构管片的安
全性。
1 工程概况
依托贵阳市轨道交通3 号线一期工程高新路口站
—师范学院站盾构区间进行研究，该区间位于贵阳市
乌当区，采用土压平衡式盾构施工，沿新东路自西向
东敷设，经高新路与新东路交叉口进入东风大道，沿
着高新路口起两侧分布有较多在企事业单位、厂房以
及住宅，住宅主要为2~8F居民楼，沿线既有道路两
侧地下管线密布。正线位里程约1 483 m，底板埋深为
13.72~21.63 m。
依托贵阳地铁3号线一期工程，本次共监测高新
路口站—师范学院站区间地铁隧道左线两个管片环，
研究在最不利条件下即强风化地层中的管片环受力
情况，监测管片环 A所在断面里程为D K43 +455 ，环
号为2 38 ，监测管片环 B所在断面里程为D K43 +440 ，
环号为2 48 ，相隔十环，隧道埋深 17 m ，地下水位为
4.7 m。
2 管片截面内力理论计算与安全性分析
2.1 土的松动高度
根据太沙基理论公式，土的松动
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