施工技术
CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY2018
年 12 月
第
47 卷增刊
地铁隧道盾构法施工临近建筑物风险分级及区域划分
喻凯 ，宁纪维
(中交隧道工程局有限公司 ，北京 100102 )
［摘要 ］地铁隧道盾构法施工不可避免引起周边建筑物发生沉降变形甚至破环 。以盾构隧道施工过程中建筑物保
护为出发点
，依托某市地铁 2号线盾构隧道工程 ，借助有限元和理论分析 ，首先分析盾构施工引起的地面及邻近建
筑物沉降特性
;其次研究双层地基条件下建筑物附加荷载的扩散规律及其与隧道相互影响的特点 ;最 后 给 出 针 该
地区上硬下软地层条件下盾构隧道施工过程中邻近建筑物风险等级区域划分方法
，并给出对应保护措施和建议 。
［关键词 ］隧道工程 ;盾构法 ;邻近建筑物 ;风险分级 ;区域划分
［中图分类号 ］ U455 ［文献标识码 ］A ［文章编号 ］1002-8498 (2018 )S2-1394-04
ＲiskＲankingandＲegionalizingofBuildingsAdjacent
toSubwayTunnelDuringShielding
YUKai ，NINGJiwei
(CCCCTunnelEngineeringCo． ，Ltd． ，Beijing 100102 ，China )
Abstract :Metrotunnelshieldingresultsinadjacentbuildingsettlement ，structuredeformationandevenfailure
inevitably．Onbasisoftunnelshieldingofacitymetroline2
，FEMandtheoreticalanalysisareappliedtorank
buildingriskduringtunnelshielding．Charactersofbuildingsettlementcausedbytunnelshieldingareachievedfirstly
，
andthenthespreadpatternofbuildingloadindouble-layeredgroundandinteractionbetweenbuildingloadandtunnel
areanalyzed．Finally
，aregionalizingmethodbasedonriskrankingofbuildingsadjacenttotunnelsduringshielding
andcorrespondingmeasuresandadvicesareproposedforbuildingprotectionsubjectedtotypicalground．
Keywords :tunnels ;shielding ;adjacentbuildings ;riskranking ;regionalizing
［作者简介 ］喻凯 ，工程师 ［收稿日期 ］2018-08-02
0 引言
随着盾构法 越 来 越 多 地 应 用 于 城 市 轨 道 交 通 隧
道建设
，盾构施工引发的邻近建筑物保护问题愈发凸
显
。盾构掘进施工会引起不同程度的地面沉降和地层
移动
，从而导致邻近建筑物发生差异沉降 ，当地面沉降
和地层移动达到一定程度就会影响建筑物正常使用
，
甚至危及其安全 。施工前若能预估盾构施工对周围建
筑物安全性可能造成 的 影 响 和 程 度
，将实质性地提高
保护措施的针对性和 有 效 性
，实现确保建筑物安全和
工程经济性的双赢
。因此 ，对盾构施工引起的建筑物保
护范围进行分区分级研究有着显著的现实意义
。
乔宗昭 ［1］从盾构隧道管片受力和地面沉降两方
面入手
，提出一种划分邻近隧道建筑物保护等级及对
应范围划分的简单实用方 法
。王 占 生 等 ［2］讨 论 了 盾 构
施工期间建筑物沉降的原因
、形式 、预测及施工组织及
控制方法
，并提出制定建筑物能够安全承受的变形指
标控制标准的迫切性
。骆 建 军 等 ［3］针对地铁施工对邻
近建筑物的安全影响
，提出安全管理的程序 、方法和内容以及建筑物 的 一 般 保 护 措 施
。文 献 ［4-5 ］ 采 用 三 维
有限元对
，分析了盾构掘进引起地层及隧道上部建筑
物的变形特性
，文 献 ［5］ 还 在 建 筑 物 变 形 假 设 的 基 础
上
，给出了建筑物变形量和地层损失率的限值 。由此可
见
，现有研究多集中在建筑物变形特性 、盾构施工组织
和管理以及控制措施上
，文 献 ［1］ 虽 然 对 盾 构 隧 道 施
工引起的建筑物风险进行分级和区域划分
，但 由 于 建
筑物风险的区域划分受地层影响很大
，其 结 论 具 有 显
著的地域性
。
鉴于此 ，本文依托某市地铁 2号线盾构隧道工程 ，
以盾构隧道邻近建筑物保护为出发点 ，对 盾 构 隧 道 施
工引起的邻近建筑物沉降特性及建筑物附加荷载的扩
散规律进行研究
，最终 ，给出针对该地区上硬下软底层
条件下盾构隧道施工过程中邻近建筑物风险等级的区
域划分方法
，并给出对应保护措施和建议 。
1 盾构隧道施工引起的建筑物沉降特性
以某市地铁 2号线某盾构隧道典型断面为基础 ，
按照图 1所示计算方案建立三维有限元 模 型 (见 图 2，
长 120m ，宽 60m ，高 50m ) ， 建筑物考虑为浅基础 6层建
筑
，自重应力 120kPa ，基础采用理想弹性单元 (长 18m ，
宽 12m ) ， 地基采用弹塑性材料 (Hardening-soil 模型 )。
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为保证数值模拟的合 理 性 ，首先对无建筑条件下盾构
引起的地表沉降进行 数 值 模 拟
，使得数值模拟的地表
沉降与实测沉降基本一致
，如图 3所示 。不同方案下盾
构穿越后建筑物的横向整体倾斜如图
4所示 。
图 1 数值模拟方案设计 (单位 :m)
图 2 三维有限元模型
图 3 无建筑物时典型断面地表沉降对比
图 4 不同方案下建筑物倾斜率和沉降变化
由图 4可知 ，盾构穿越后 ，随着建筑物与隧道中心
线距离的增大
，建筑物倾斜率先增大而后逐渐减小 ，建
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