2020·9·Building Construction 1802
盾构隧道施工对邻近管线的沉降影响分析
方继安 1 于海峰 2 葛忻声 2
1. 中铁六局集团有限公司 北京 100036；2. 太原理工大学土木工程学院 山西 太原 030024
摘要： 以太原地铁2号线某区间线路盾构隧道施工为背景，应用FLAC3D数值分析软件，对不同隧道开挖速度、掌子面
支撑压力比、隧道直径及管隧间距等引起邻近垂直管线的沉降情况及4种影响因素造成管线沉降的显著性进行了分析。
结果表明：4种影响因素参数变化时管线的横向沉降曲线均呈高斯分布；以管线的最大沉降量为指标，对管线沉降量影
响的显著程度由强到弱依次为：隧道直径、管隧间距、掌子面支撑压力比、隧道开挖速度。
关键词： 盾构施工；管线沉降；数值分析；显著性
中图分类号：
U 455.3 文献标志码： A 文章编号： 1 004-1 001(2 020)0 9-1 802-0 3 DOI： 1 0.1 4144/j. c nki. jz sg .2 020.0 9.0 67
Analysis of Settlement Infl uence of Shield Tunnel Construction on
Adjacent Pipelines
FANG Ji’an 1 YU Haifeng 2 GE Xinsheng 2
1. Traffic Engineering Branch of China Railway Sixth Group Limited Company, Beijing 100036, China;
2. School of Civil Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan Shanxi 030024, China
Abstract: Taking the shield tunnel construction of a section of Taiyuan Metro Line 2 as the background, the settlement
of adjacent vertical pipelines caused by various tunnel excavation speed, face support pressure ratio, tunnel diameter
and pipe -
tunnel spacing as well as the significance of pipe line settlement due to four influencing factors are analyzed by
using FLAC3D numerical analysis software. The results show that, when the parameters of the four factors change, the
lateral settlement curve of the pipeline is following Gaussian distribution; taking the maximum settlement of the pipeline
as the index, the significant degree of the influence on the pipeline settlement from strong to weak is as follows: tunnel
diameter, pipe -
tunnel spacing, face support pressure ratio, tunnel excavation speed.
Keywords:
s h ie ld c onstr u ctio n; p ip elin e s e ttle m ent; n um eric al a naly sis ; s ig nif ic ance
科学研究 SCIENTIFIC RESEARCH
析 式。在现有成果的基础上，本文借助FL A C3D 软 件建立
了 盾构隧道施工垂直下穿管线的数值分析模型，对盾构施
工 引起管线变形的因素及多个影响因素的显著性进行了研
究 ，给出了盾构隧道施工时控制管线变形的初步建议。
1 数值计算模型
数值计算模型根据太原市轨道交通2号 线某盾构区间隧
道 施工垂直下穿一条大直径雨污水管线的工程背景建立，
在 隧道开挖过程中须严格控制地层沉降，保证地面交通正
常 运行及周围建筑物的安全。盾构施工技术参数：开挖面
上 方土压为0.1 5～ 0.2 0 M Pa， 下部土压为0.2 1～ 0.2 6 M Pa，
推 进速度62 m m/m in ， 衬砌注浆压力0.2 5 M Pa， 注浆量为
3 m
3/ 环 。数值计算模型及其简图如图1所 示。
地 表
管线
盾构隧道
6 .5 m
7 .2 m
9 m 5 m
6 m
2 m
图1 数值模型及其简图
目
前，国内外学者已经就盾构施工对管线的影响进行
了 很多研究。祝树红等
[1 ]利 用ABA QUS有 限元计算程序，
根 据隧道与既有邻近管线的垂直关系，对盾构隧道开挖过
程 中的邻近区域土体扰动以及邻近既有管线的变形进行了
研 究；张平
[2 ]应 用现场实测与ANSY S软 件模拟分析相结合
的 措施，对管线与邻近土体相互作用应力、隧道开挖时邻
近 地下管线实测变形量、盾构施工的数值计算、管线性
状 的影响参数等进行研究；王培利等
[3 ]以 上海轨道交通8
号 线某区间盾构隧道穿越既有原水管道为工程背景，应用
A BA QUS有 限元三维数值方法，分析盾构穿越既有原水管
道 时的原水管道沉降变形特征，分析不同施工参数对原水
管 道沉降的影响，并对既有原水管道沉降变形进行现场监
测 分析；魏纲等
[4 ]基 于Win ker弹 性地基梁模型，通过研究管
土 相互作用效应，推导出连续管线应力应变与地表沉降解
作者简介：方继安（1986— ），男，本科，高级工程师。
通 信地址：北京市海淀区万寿路2号 中铁六局
（ 100036） 。
电 子邮箱：316767021@ qq.c o m
收 稿日期：2020-0 7-0 3
建筑施工·第42卷·第9期 1803
2 计算结果分析
通过模拟程序计算得到隧道贯通时土体与管线的沉降
云 图， 如图 2所 示。 盾构 隧道全 部开 挖完成 后，拱 顶土 体向
下 沉降，拱底土体向上挤压，隧道周边土体变形量较大，
距 隧道远的土体变形量较小
盾构隧道施工对邻近管线的沉降影响分析（论文）.pdf
