盾构下穿施工对既有隧道影响的数值模拟

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既有地铁隧道受下穿施工影响

既有地铁隧道受下穿施工的影响研究摘要：随着城市轨道交通的大规模建设，地铁隧道被新建地铁线路或类似地下结构的下穿施工工程案例与日俱增，如何合理地分析下穿施工对地铁隧道的影响程度，采取针对性的工程措施将下穿影响控制在安全范围内，是目前下穿既有地铁隧道工程领域面临的主要技术瓶颈。

在本文中，分析了隧道埋深、下穿影响范围和下穿影响程度等因素对既有盾构法隧道、复合式支护隧道及明挖明挖现浇箱型结构的影响。

关键词：下穿施工；既有隧道中图分类号：u455文献标识码： a 文章编号：abstract：with the large-scale construction of city track traffic, the engineering cases that subway tunnel under construction by the new subway lines or similar underground structure are growing with each passing day, how to effectively analyse the influence degree of under construction to metro tunnel, to take targeted measures to control the influence of under construction in a safe range, is the main technical bottleneck of the current undercrossing existing subway tunnel engineering. this artcle analysises the influence of the buried depth of tunnel, crossing under the influence scope and the reduction degree of influence factors to shield tunnel, composite supporting tunnel and theexcavation and cast-in-place box type structure.keywords：subway protection；the existing subway tunnel 前言如果说二十世纪是地上工程蓬勃发展的世纪，那么二十一世纪必将是地下工程的世纪。

地铁盾构隧道下穿高速铁路高架桥影响分析

地铁盾构隧道下穿高速铁路高架桥影响分析摘要：结合地铁工程实例，借助Midas GTS-NX有限元软件分别对地铁隧道盾构下穿铁路高架桥进行三维数值仿真，并通过现场监测数据对数值模拟结果进行对比验证，证明数值模拟分析方法真实可靠，对类似工程具有一定借鉴意义。

关键词：盾构隧道下穿高速铁路高架桥影响分析中图分类号文献标识码文章编号1 引言在盾构隧道下穿高架桥过程中，会对地层产生作用，造成内力发生改变，严重情况下极易造成桩端承载力丧失，对桥梁上部结构造成重大安全隐患。

因此，对于类似盾构隧道下穿高架桥等特殊工况，需进行专项安全性分析研究。

本文借助Midas GTS-NX有限元软件不同工况下地铁隧道盾构下穿高速铁路高架桥进行三维数值仿真，并通过现场监测对数值模拟结果进行对比验证。

2工程概况地铁17号线北神树站～朝阳港站盾构区间为单洞单线圆形隧道，外径6.4m，管片厚度0.3m，属浅埋隧道。

根据区间施工单位的工程筹划，施工拟投入两台盾构，分别先后完成左线区间和右线区间掘进，掘进方向为北神树站到朝阳港站方向，掘进速度约为每天8~10环。

3 数值计算由于土体力学的复杂性以及施工对周边环境影响的多面性，采用常规手段难以合理的把握区间施工期间对既有高速铁路的影响。

本文采用MIDAS GTSNX软件针对盾构区间下穿京津城际铁路高架桥桩基进行三维数值计算。

3.1计算模型盾构区间单洞洞宽为6.4m，线间距为13m，施工投入两台盾构，先后完成左线区间和右线区间掘进，区间结构距离左右桩基最小距离分别18.1m、18.5m，区间拱顶覆土约8.0m。

在满足精度的前提下对模型进行简化，模拟盾构推进过程，计算模型见下图1。

图1数值模型3.2参数及边界条件土体采用修正摩尔-库伦弹塑性本构模型。

盾构管片、盾壳采用板单元，弹性模型；同步注浆以及浆液与土体的作用，采用应力释放程度和等代层来考虑，等代层采用弹性模型；承台采用实体单元，弹性模型；桥梁等效为荷载作用于承台；桥桩采用嵌入式桁架单元模拟；洞内二次深孔加强注浆采用实体单元提高土体参数、修正摩尔-库伦模型模拟。

盾构下穿道路和铁路的数值模拟对比分析

密度Ｐ
ｇｃ／ｍ
２．００
弹性模量
Ｍห้องสมุดไป่ตู้ ａ
１３．０×１２０
泊松比内摩擦角
（）。
０３．０
粘聚力ｃ
ｋａＰ
ＡＳＳＦＡ，ＯＳＬＮＹ，ＬＣＣＭＯ等等，中，ＢＱＳ其ＡＡＵ以其强大的非线性处
理能力和自动调节收敛限度的功能，基坑开挖、在隧道施工等问
第３７卷第２４期２０１１年８月
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＴＣＲＥＨＩＥＴＵ
山西建筑
ＶＩ３．４ｏ＿７Ｎｏ２
Ａｕ．２１ｇ０１
・１３・６
文章编号：０９６２（０）４０６ — ２１０ —８５２１２－１３０１
题的模拟中得到广泛应用Ｊ但是用数值模拟的方法对盾构下，穿铁路时造成的铁路地基沉降规律研究还不是很多，也鲜有文章对盾构穿越不同环境进行数值模拟的详细分析对比，因此有必要对此领域开展研究，以探求盾构在穿越道路以及铁路的地表变
盾构下穿道路和铁路的数值模拟对比分析
王国栋
摘要：以天津市津滨轻轨西段地下线工程为背景，对盾构穿越道路和铁路施工中引起的地表沉降进行了二维数值模拟，将数值模拟结果与监测数据作了对比研究，阐述了盾构过道路和铁路时引起周围环境变化的异同点，出了控制地提
为静荷载计算，虑到铁路股道间距，化为二维问题为考转

明挖地铁车站基坑与既有盾构隧道复合变形的有限元数值模拟

收稿日期：０６—１２０１—２修订日期：０７一Ｏ０；２０ｌ一２９
作者简介：卫平（９５一）男，徽宿松人，南省信阳水利技丁学校讲师，要从事岩土工程方面的研究曹１７，安河主
维普资讯
铁车站深基坑施工前，进行预先仿真模拟，不仅能够
果的对比和分析，示了在不同施工状态下，坑周围土体、护结构及既有盾构隧道之间相互作用的过程揭基支
和机理，以及由此引起的围岩变形的分布与变化规律．
关键词：构施工；盾隧道围岩变形；维有限元；视化数值模拟三可中图分类号：４５４Ｕ４．３文献标识码：Ａ
盾构施工的最大优点是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工，大限度地减少对地面建筑物及最地基内埋设物的影响．了实现施工，了刀盘和盾为除构钢壳可以被动地产生支护作用外，力舱内泥土压或泥水压力可平衡开挖面上的作用土压力和水压
文章编号：０２—５３２０）２—０７１０６４（０７００６—０４
明挖地铁车站基坑与既有盾构隧道复合变形的有限元数值模拟
曹＿－ｖｆ，张天航涵，陈玲霞＿－，陈
（．南省信阳水利技工学校，南信阳４４３；．州大学，南郑州４００１河河６０１２郑河５０２３．郑州污水净化有限公司，南郑州４００）河５０２

基于Plaxis的盾构隧道侧穿建筑物桩基的数值研究

基于Plaxis的盾构隧道侧穿建筑物桩基的数值研究摘要：某区间侧穿一高层建筑物的裙楼，距楼桩基最小净距不足2m，盾构法隧道施工存在较大风险。

利用有限元软件PLAXIS-GiD对比分析了加固前后盾构隧道对裙楼桩基变形的影响。

分析表明，加固后盾构隧道对于桩基稳定更为有利，最大沉降减小幅度为29.76%，最大垂向倾斜度减小幅度为34.09%，最大水平倾斜度减小幅度为29.35%。

研究成果不但对工程施工有重要的指导意义，而且丰富了盾构隧道侧穿既有建构筑物的研究。

关键词：轨道交通；盾构隧道；桩基；数值模拟引言随着我国城市化进程的加快和城市建设的蓬勃发展，以地铁为代表的轨道交通越来越受到人们的重视。

盾构法以其独有的特点被广泛应用于地下铁道以及越江隧道的施工建设。

然而，城市高楼密集地下构筑物分布复杂，人们尤其关心地铁隧道施工对城市已有构筑物的影响。

准确预测及现场的量测由于施工引起的地层变形及其影响范围对施工安全和设计都是十分重要的[1-3]。

图1 区间与建筑物平面关系图现有研究大多数集中于盾构施工对周边地表建筑物的影响，主要采用了有限元数值模拟方法进行研究[4]。

对于盾构隧道施工对地下桩基影响的研究却鲜有报道。

本文利用PLAXIS数值模拟软件对某盾构区间隧道侧穿一高层裙楼进行了研究，对比分析了裙楼桩基加固与否的变形与位移开展情况。

研究成果对于指导施工具有重要的实际意义。

1 工程概况某区间隧道盾构施工侧穿一高层楼房的裙楼。

楼房为框架结构，靠北侧为裙楼地上3层。

裙楼桩基为人工挖孔桩，直径1.2m，长度约20~22m。

区间隧道走向与该裙楼桩基布置基本平行，区间隧道整体位于裙楼北侧，侧穿长度约70m。

与区间隧道距离较近近的裙楼桩基有9根，其最小净距不足2m，采用盾构法施工风险较大。

因此必须分析区间隧道施工对裙楼的影响并提出相应保护措施、施工方案及应急预案，以确保盾构施工过程中区间隧道和上部建筑物的安全。

本段区间地面较平坦，为湘江Ⅲ级冲积阶地。

新建地铁隧道下穿既有隧道的结构影响分析

２数值建模
建模过程中，凝土管片采用壳体单元，混土体维实体单元模拟，材料参数见表１。模型上边界为地面，、、左右下边界满足与隧道净距均大于３Ｄ要求，综合考虑后其长宽高分别为９６５０ｍｘ０ｍ× ０ｍ。该处地层分别为素填土、卵石土、
【关键词】地铁隧道；下穿；数值模拟
【中图分类号】Ｕ５．９４５４１工程概况
某新建地铁４号线左线以斜交方式从地铁２线下方通过，者之间的平面关系见图１４号线右线在＿穿２号线两，Ｆ时，４号线隧顶与２号线隧底之间净距为３ｍ，４号线左线以１。９３的角度上穿２号线左右线。４号线隧道掘进时会对交叉隧道产生不利影响，必要对下穿过程进行施工过程模有拟，以保证隧道结构安全。
写卞巴地１醺］幕
新建地铁隧道下穿既有隧道的结构影响分析
刘斌
（中铁十七局集团第六『程有限公司，［福建福州３０１）５０４
【摘要】新建地铁隧道下穿既有运营地铁隧道会对隧道结构内力产生影响，通过对隧道开挖过程进
行模拟，到２者之间的影响范围和内力分布规律，得可以为隧道的施工和设计提供有益参考。
３３．４号线下穿对２号线隧道的影响
影响表现地表隆起现象，大隆起值为４ｍ其最ｍ；
（）２在开挖过程中，４号线管片和２号线管片所承受的
内力均可满足其设计要求；在下穿施工通过２号线时，建议

武汉盾构施工对地表及建筑物影响数值模拟预测研究

64工业安全与环保I ndus t r i al Saf et y a nd Envi r onm e nt alPr o t ect i on2013年第39卷第7期Jul y 2013武汉盾构施工对地表及建筑物影响数值模拟预测研究*薛志佳1，3赵云胜2何华刚2(1．大连理工大学土木工程学院岩土工程研究所辽宁大连116024；2．中国地质大学工程学院安全工程系武汉430074；3．中国地质大学工程学院勘查技术与工程系武汉430074)摘要为了探究武汉4号线拟建地铁工程盾构施工对地表及周围建筑物沉降的安全性影响，选取某工程地质剖面研究对地表沉降的影响，并特选取该地铁盾构工程埋深较浅处的邻近建筑物进行研究。

采用三维数值模拟软件进行实体化建模。

并根据相关规范编制安全性判读软件，将所得结果导入后得出结论：盾构施工对建筑物的影响在规范允许范围内。

关键词地铁盾构施工数值模拟安全性T he N um er i calS i m ul a t i on Pr e di ct i on f or t he I m pact of Wuha n Shi e l d C ons t r uct i onont he Sur f ac e and Bl l i ldi 雌X U E Zl fij ial3Z H A O Y um hen92H E H ung an92(1．1nst ／t ut eof ＆吣d 删Engineer ing ，&hoolofC i dlEngi nee ri ng ，D a l i an U nit 圯r s it yof T 翻m ol ogyDal i an ，丽吼刺116024)A bst r actI n or de r t o expl or e t he secu r i t y i m p l i c at i on s of t he pr opos e d s ub w aypm j ectshi e l d con st r uct i o n of W uhan L i ne 4o nt he del x 培i t i on st af ac e a ndt he 鲫删D u 砌I 唱bui ldi ngs ，anengi nee r i nggeol ogi c al pr ofi l e is sel ect ed t o st udy it s i m pacto nsur f ace st t h ei donce a nd al so speci al l y t he 删,undm g bI I dd 吨d t he s hanow pl ac e f ort he m e t r o shi e l d cons t r uct i on i s s de ct edf or r es ea rc h ．The t hr ee —di m ensi onal num er i c alsi m ul a t i on sof t w a r e is used f or phy si c al m odel i Il g ．The saf et y i nt er pr e t at i onsof t w a r e is c om pi l ed bas edO nr el ev ant r eg ul at i o ns a nd t he r es u l t s s how t hat t he i m pact sof shi e l d co nst r u ct i onar ei n t he al-l ow a bl e r a nge of speci 矗cat i on s ．K eyW or ds m et r oshi el d co nst r u ct i on num er i c al si m ul at i onsaf et y0引言虽然盾构法依据其安全性好、机械化程度高成为地铁施工的主要方法，但是地铁盾构施工不可避免地会对周围土体产生不同程度的扰动，导致地层损失和地应力的重新分布，引起地表沉降，进而会促使建筑物发生沉降。

盾构隧道近距离下穿暗挖隧道施工研究

选取被盾构隧道下穿正上方的暗挖隧道纵断面为研究面，并在隧道截面上设置四个主要监测点：底部为 1号监测点，顶部为 2号监测点，正左侧设置 3 号监测点，正右侧设置 4号监测点，通过 4个监测点分别对隧道的拱顶与拱底下沉，周边位移等重要质量控制点进行数据分析。盾构机的掘进过程在本文中以数值模拟的工况推进过程体现，并且随着工况的发展，上部暗挖隧道的变形也是一个不规律的变化过程。了解暗挖隧道的实时变化情况，即有利于对隧道本身变形规律进行归纳分析，也有利于为下一步的支护方案选取做好准备。选取断面 4个监测点随工况推进的竖向位移变化见图 4。
由于暗挖隧道工期滞后，经专家评定，决定在暗挖隧道只完成初期支护和仰拱，而未完成二衬的情况下左线盾构于 ZDK9+931先行下穿。此计划技术难度大、工序复杂，施工过程中的措施需要严格控制。图 1 为盾构与出入场线暗挖隧道平面关系图，并于 5-5截面下穿隧道。图 2为崔万区间盾构与出入场线暗挖隧道的三维关系示意图。
图 1 盾构与出入场线平面关系示意图
! " # $ 侯建林（1971-），男，高级工程师，本科。研究方向：地铁隧道施工研究。
图 2 盾构与出入场线三维关系示意图
%%%
盾构隧道与暗挖隧道处于复合地层中，根据现场
钻探、原位测试成果的综合分析，拟建场地勘测深度
范围的土层岩性主要分为四层,自上而下分别为杂填
近年来，随着大中型城市地铁建设项目不断增多，地铁隧道施工中也出现了各种复杂的施工条件，尤其是盾构隧道下穿既有建筑或既有隧道的情况屡
. A见l不l 鲜R。i新gh建t隧s 道R对es既e有rv隧e道d.的影响主要是通过扰动
周围的土体，使周围的土体应力应变发生新的变化，从而影响既有隧道的应力应变状态。目前，相关学者在盾构下穿施工方法、试验及现场监控、数值模拟等相关方面取得了一定成果。杨广武[1]、朱正国[2]等学者通过数值模拟，研究论述了模拟施工力学行为对已建隧道及地层变形的扰动。Ghabboussi[3]分别采用 2维和 3维有限单元法分析了在多孔地铁隧道上方近距离修建垂直相交盾构隧道轴线的污水管道对已建隧道的扰动情况。胡众[4]，郑余朝[5]，姜忻良[6]等学者通过数值模拟分析了盾构推进过程中在建隧道的应力应变分布规律。但在国内，由于实际施工条件与地质情况复杂多变，施工队伍的工艺掌握程度参差不齐，对于盾构机下穿既有隧道方面的研究仍然不足，缺乏对实际案例真实准确的数值分析。因此，盾构隧道对于已建成隧道周边位移的影响仍需进一步探索和研究。

盾构施工对地表沉降影响数值模拟研究

山西建筑SHANXI ARCHITECTURE第47卷第12期2 2 2 1年6月Vod 47 Nc. 12Jun. 2021• 127 •DOI ：12. 1372/j. cudt. 1029-0525.3021.12.447盾构施工对地表沉降影响数值模拟研究唐光生3田雪萍2(•中交第四公路工程局有限公司，北京100022； 2.长安大学，陕西西安712291)摘要:为揭示盾构施工过程对地表沉降的影响，以某地铁东部市场至拱星墩区间盾构施工工程为背景，运用ABAQUS 对不同土质、土体相关参数、盾构推进进尺、上部结构刚度进行数值模拟分析，通过改变参数数值，研究地表沉降规律。

试验结果表明：不同土质的地表沉降曲线区别较大，其本质是各类土体相关参数的不同引起的地表沉降差异;地表竖向沉降值随着土体力学参数的增大而逐渐减小;随着盾构推进距离的增加地表竖向沉降值在增大，并且呈一定的线性关系;在沉降槽宽度系数以内，地表竖向沉降值随着土体上部建筑物结构刚度的增大而逐渐减小;在沉降槽宽度系数以外的一定范围内，地表竖向沉降值随着土体上部建筑物结构刚度的增加而逐渐增加。

关键词:盾构施工,数值模拟,地表沉降,沉降槽宽度系数中图分类号:U455.43 文献标识码:A文章编号:1025-0522 (2021) 19-0197-040引言地铁隧道盾构法施工由于对周围岩土地层产生了扰动,使得隧道四周岩土体应力得到释放,从而导致土体发生位移，引起地表沉降。

目前,对于盾构单线隧道施工情况下，地表沉降规律、沉降槽的形式和地表沉降预测方法［2］,国内外许多研究者各自提出了相应的研究成果。

唐晓武等⑻通过研究实际工程中的粉砂土层,分析盾构与土体之间相互作用引起的地表沉降特性，得出盾构施工中拱起的产生与盾构机壳的摩擦直接相关，而地表沉降与盾尾空隙相关。

魏纲妙3指出土体损失率与土质情况、施工质量和隧道埋深直接相关，建立了盾构法隧道统一土体移动模型，并对盾构法隧道地面沉降槽宽度系数的取值进行了研究。

盾构隧道下穿地铁车站影响分析及控制措施

盾构隧道下穿地铁车站影响分析及控制措施目录一、内容简述 (2)1. 研究背景与意义 (2)1.1 工程背景介绍 (3)1.2 研究缘由及必要性 (4)2. 研究范围与目标 (5)2.1 研究范围界定 (6)2.2 研究目标设定 (7)二、盾构隧道下穿地铁车站现状分析 (7)1. 工程概况 (8)1.1 工程基本资料 (9)1.2 施工环境与条件 (10)2. 盾构隧道与地铁车站关系分析 (11)2.1 相对位置关系 (13)2.2 交互影响分析 (14)三、盾构隧道下穿地铁车站影响分析 (15)1. 对地铁车站结构的影响 (16)1.1 应力应变分析 (16)1.2 结构安全性评估 (17)2. 对地铁运营的影响 (19)2.1 运营安全分析 (20)2.2 列车运行干扰分析 (22)3. 对周围环境的影响 (23)3.1 地面沉降与隆起分析 (24)3.2 周边建筑物及设施影响评估 (25)四、盾构隧道下穿地铁车站控制措施研究 (27)1. 施工前的准备工作 (28)1.1 地质勘察与风险评估 (29)1.2 施工方案设计与优化 (30)2. 施工过程中的控制措施 (31)2.1 盾构掘进参数控制 (32)2.2 现场监测与反馈机制建立 (34)3. 对地铁车站结构的保护举措 (35)3.1 结构加固与保护措施实施 (36)3.2 应急处理预案制定 (37)五、案例分析与实践应用探讨删去此处小标题为简化版文档 (38)一、内容简述随着城市交通的不断发展，盾构隧道作为城市地下交通建设的重要手段，其施工过程中不可避免地会对周边环境产生影响，特别是下穿地铁车站时，可能对地铁结构的安全性和稳定性造成威胁。

开展盾构隧道下穿地铁车站的影响分析及控制措施研究具有重要意义。

本文首先介绍了盾构隧道下穿地铁车站的研究背景和意义，然后通过理论分析和数值模拟方法，系统研究了盾构隧道下穿地铁车站的施工过程、影响因素及施工风险。

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到目前已经有些学者和专家根据实际工程提出了相应的理论和经验公式来计算地下工程施工引起的沉降，Peck［8］提出的沉降槽理论和公式，虽然可以初步计算地面沉降大小，但是不能计算出不同深度处的沉降。一方面，由于各地地层及地下水对盾构施工期间影响的差异性及施工技术的不均衡性；另一方面由于结构效应，上覆既有隧道不管在纵向还是横向上，都有一定的刚度，一般比其所在地层的大。因此很难用统一的理论和公式准确地计算出盾构下穿时引起的既有隧道的位移。
51
是运用有限元方法对盾构下穿过程引起的一系列力学行为进行研究。
2 工程概况
该工程位于商业比较发达的地段，周围高楼林立，交通流量极大。根据相关的资料和现场调查，上方既有隧道为矿山法修建，其顶部埋深为 9. 4 m，左、右平行隧道中心距约为 17 m，隧道截面为“马蹄形”。下穿盾构隧道结构顶部的埋深为 17. 7 m，左、右平行隧道的中心距为 13 m，隧道的外径为 6 m，内径为 5. 4 m，管片厚度为 0. 3 m；上、下交叉隧道外壁的最小净距为 2. 3 m。上、下隧道的平面位置如图 1（箭头指向为盾构推进方向）。场地主要地层的物理及力学参数如表 1。
置关系、距离和地层；根据隧道埋深、交叉区域的大小、地层情况及相邻地铁车站位置，确定整体模型的大小为 137 m × 169 m × 35 m，如图 2 所示。本模型中的土体采用 M-C 本构，结构采用线弹性本构。
图 2 三维建模情况
图 1 上、下隧道的平面位置关系
表 1 土层物理及力学参数
层厚 / 天然重度 / 弹性模泊松黏聚力内摩擦序号地层描述 m （ kN / m3 ）量 / MPa 比 / kPa 角 / （ °）
铁道建筑
50
Railway Engineering
October，2012
文章编号： 1003-1995（ 2012） 10-0050-05
盾构下穿施工对既有隧道影响的数值模拟分析
胡军1，2 ，杨小平1，2 ，刘庭金1，2
（ 1．华南理工大学土木与交通学院，东广州 510640； 2．华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州 510640）
1 盾构下穿引起上覆隧道沉降理论分析
盾构在推进时，有一定的超挖土量，在地层与管片间会留有空隙，虽有同步注浆，但水泥浆强度的升高需要一定的时间，且土层中有大量的孔隙，很难保证注浆的质量，这会引起地层应力释放，因此四周土体会挤向隧道，继而引起上覆地层沉陷，同时由于隧道的“长条”结构表现出一定的柔性，地层的沉陷会带动既有隧道结构发生位移和变形。
摘要：针对某盾构隧道下穿既有地铁暗挖隧道的施工力学行为进行了三维有限元数值模拟分析。研究结果表明：在盾构推进至距既有隧道边缘 3 m 前，隧道会发生隆起，且在此位置时隆起量最大，之后开始沉降，在盾构将要穿出既有隧道时，沉降增量最大；隆起量随盾构推力和既有隧道刚度增大而增大，而沉降量与之相反；盾构下穿时，既有隧道结构横截面上会产生扭转，扭转角的大小随盾构推力增大而增大，随既有隧道刚度增大而减小。为确保下穿过程上方隧道的结构安全和列车的正常运行，在距既有隧道边缘 3 m 时采取措施控制盾构推力和提高既有隧道周围土体的强度非常有效。关键词：隧道盾构下穿数值模拟竖向位移横向扭转中图分类号： U455. 43 文献标识码： A DOI： 10． 3969 / j． issn． 1003-1995． 2012． 10-16
本文以某盾构隧道下穿既有暗挖隧道工程为背景，采用有限元软件建立三维数值分析模型对盾构下穿既有隧道全过程进行动态模拟。研究盾构下穿时，
收稿日期： 2012-05-20；修回日期： 2012-07-10 作者简介：胡军（ 1986— ），男，湖北阳新人，硕士研究生。
上方隧道竖向位移、横向变形与盾构的推力、位置及自身刚度的关系，从而找出盾构下穿时上方隧道位移、变形变化的趋势并给出相应的建议。
随着城市地下轨道交通的发展，下穿既有线路的情况时有发生。由于新线穿越既有线不可避免地会引起既有隧道结构产生附加应力和沉降，而地铁运营又对既有线的轨道变形有非常严格的控制标准，依据《上海市地铁沿线建筑施工保护地铁技术管理暂行规定》，运营隧道结构水平和沉降最大位移应＜ 20 mm；根据《铁路线路维修规定》，轨道纵向每 10 m 的沉降差应＜ 4 mm。因此这类下穿工程对既有地铁的安全形成了严峻的考验。分析盾构下穿既有隧道的力学行为是非常必要的。
① 杂填土 2. 0 ② 冲洪积 2. 2
中粗砂 ③ 冲洪积粉 2. 2
质黏土 ④ 可塑状粉 9. 5
质黏土 ⑤ 硬塑状粉 2. 6
质黏土 ⑥ 红层强风 4. 1
化岩 ⑦ 红层中风 1. 1
化岩 ⑧ 红层微风 11. 3
目前还没有公认的理论公式可以用来准确地计算盾构下穿引起的既有隧道的沉降，但是比较通行的方法有模型试验和数值模拟两种。前者对试验条件要求比较严格，否则将得不到符合工程的结果；后者较易于实现，且有了一定的经验基础，是可行的方法。本文就
2012 年第 10 期
盾构下穿施工对既有隧道影响的数值模拟分析
姜忻良、赵志明等［1］用理论推导的方法，提出隧道开挖时，上覆土在不同深度处的沉降计算公式；汪洋、何川等［2］利用模型试验和数值分析的方法，并考虑了隧道纵向和横向刚度的折减得到围岩、净距、推力对上覆隧道的位移和附加应力的分布规律；文献［3-5］利用三维数值模拟的方法提出下穿盾构的推进与上方近接隧道结构位移的关系；陈越峰、张庆贺等［6］通过数值模拟及实测数据的反馈，找出了上覆隧道的沉降规律；张海波、殷宗泽等［7］运用三维数值模拟的方法得出上、下隧道间的距离和相对位置对彼此的影响。