双圆盾构掘进地层扰动的三维数值模拟

摘要

文章基于Plaxis 3D软件建立了双圆盾构隧道掘进的数值模型。在不考虑盾尾注浆和开挖面稳定等因素下,研究了不同覆径比和双圆盾构机有无竖向支撑情况下的地表沉降和隧道周围土体变形。结果表明,由于海鸥型管片处的背土效应加剧了盾构对周围土层的扰动,在仅采用钢壳模拟双圆盾构机的情况下,盾构掘进引起的地层沉降较大。随着覆径比的增大,隧道上覆土层重量的增加使得双圆盾构施工引起的地表沉降槽变深、变宽。当盾构机内部存在竖向支撑时,支撑将隧道上方土体的沉降与下方土体的隆起中和“抵消”,从而有效提升双圆盾构机的竖向承载能力,减小周围地层的变形。