交叠隧道盾构法施工引起地面沉降的三维数值模拟

摘要

以上海市轨道交通明珠线二期工程出现的上下近距离交叠区间隧道盾构施工为研究对象，基于“先下后上”的盾构推进过程，采用三维弹塑性有限元法成功模拟了交叠隧道地层位移、地表沉降曲面在盾构推进期间的变化关系，发现：1)地面最大沉降量在上行隧道开始推进后出现大幅度增长，且在推进前期沉降增幅最为显著以及要将地面沉降控制在允许范围内就必须在下行隧道和上行隧道施工中均进行预注浆加固并重点控制盾构推进前期地层沉降量的结论；2)随着隧道交叠位置的变化，其周围塑性域由“8”字形过渡为独立的圆形，其厚度约为2～7m；3)在下行隧道开挖时将地面沉降控制在10mm以内，上行隧道开挖时将之控制在30mm以内是合理可行的施工控制方案。