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在潮汐荷载、河床冲刷和淤积、沉船等工程环境变化的影
响下，水下隧道容易产生较大的差异沉降，继而诱发接头变
位、渗漏水、破损等病害，危及行车安全。宁波甬江隧道自
1995年通车 5年后管节最大沉降达 88.38 mm，高低潮位引起
的沉降差最大为3.87 mm，淤积每增加 1 m，隧道沉降增加
12 mm。由此可见，对于外荷载对隧道纵向沉降的研究是极为
重要。
柯宅邦等提出了非线性的地基模型，求解了在地表堆载
下盾构隧道纵向变形的解析 ；陈拴等提出一种基于铁木辛柯
梁理论的隧道纵向连续化模型 ；魏纲等通过最小势能原理求
解隧道纵向沉降、环间剪切力、错台量和转角 ；康成等考虑
隧道埋深对地基反力系数的影响，求解了在地表堆载下既有
盾构隧道的变形和受力。上述方法可用于沉降计算分析。
王泽洋通过相似试验研究了堆载位置、隧道埋深、软弱
土层压缩模量对隧道纵向沉降的影响 ；赵欢等利用 ADINA分
析了盾构隧道下卧土层形状差异、隧道上方局部荷载变化对
隧道纵向沉降的影响规律 ；王小军等分析了宁波地铁施工地
表横向沉降槽的形状、最大沉降量及影响范围。王如路分析
了上海地铁纵向错台发展的过程，并从隧道结构承载和防水 2
方面确定纵向变形的控制值 ；史玉金等以上海地铁四号线的
监测数据为例，从曲率半径、相对变曲、绝对沉降 3个指标对
地铁的变形进行评估 ；杨潇通过修正的等效连续化模型计算
出不同状态下隧道的曲率半径作为安全控制值。上述文献研
究了隧道纵向沉降规律及沉降和曲率的控制要求，但未考虑
隧道接头部位的影响。
对于纵向差异沉降的特性研究大多集中在堆载工况，对
水位变化和河床冲刷等工况研究较少，为有效指导新近建成
通车的南京夹江大直径盾构隧道运营安全评估、预测，基于
前人提出的弹性地基梁纵向受力计算模型和管片接头弹簧单
元模拟方法，定量分析了陆域软土地层上方堆土、江中砂层
和软硬不均地层冲砂及潮位变化条件下结构纵向沉降演化过
程，探讨了不同区段的差异沉降及曲率半径分布规律，从力
学层面评估外部环境变化对纵向承载及防水性能的影响。
1 工程概况及地质条件分析
南京长江第五大桥夹江隧道盾构段长 1 159 m，管片外
［摘 要］ !?p{、??为 ?6x?{仙?国冬仍!
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［关键词］
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［中图分类号］ U457.4 b b b b b ［文献标志码］ A b b b b b ［文章编号］ 1001–523X（2021）17–0112–03
Analysis on Characteristics and Influence of Longitudinal Settlement of
Jiajiang Shield Tunnel Under External Force
Hua Xiao-ye，Zhou Quan，Ding Hong-zhi
［Abstract ］Factors such as shore loading，riverbed erosion and siltation ，and tidal loads will cause underwater tunnel to continue
to settle after its completion. If the differential settlement is too large ，it will pose a certain threat to operational safety. Aiming at the
Nanjing Jiajiang Tunnel， which has just been opened to traffic， through simulation of longitudinal force characteristics of the tunnel
structure，long
外力作用下夹江盾构隧道纵向沉降特征及其影响分析（论文）.pdf
