黄程俣，王炳龙

（同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804）



大直径泥水盾构穿江底深槽段开挖面稳定性研究

黄程俣，王炳龙

（同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804）

摘要：在大直径泥水盾构隧道施工中，开挖面稳定性问题显得尤为突出，但对于高透水性、砂质、浅覆土地层开挖面稳定的影响因素及其稳定性分析尚不成熟。利用有限元数值模拟，研究不同内摩擦角、水深、盾构埋深以及开挖面支护应力对开挖面稳定性的影响。讨论大直径泥水盾构开挖面稳定性各因素之间关系。研究结果表明，内摩擦角改变对于盾构开挖面影响显著，水深改变对开挖面影响不大，开挖面凹凸性在λ（应力支护比）=0.8～0.9之间改变，应力支护比在0.9～1之间时，变形量最小，可以为工程提供经验。

关键词：泥水盾构；开挖面；稳定性；支护应力比

近年来，由于经济发展需要，国内出现多项大型跨江盾构隧道工程，如上海复兴东路越江隧道、南京地铁越江隧道等。这些隧道在修建过程中面临盾构机直径大、含水量高、自稳性差等重要问题，大型泥水盾构在开挖过程中容易出现地表变形和位移过大等情况，可能导致开挖面塌陷、泥浆喷发、突涌等严重事件的发生。

由于大直径越江隧道工程出现较晚，目前研究多借鉴常规直径泥水盾构的方法。针对盾构开挖面稳定性的分析方法主要包括：稳定系数法、极限平衡法、试验法、数值模拟法。稳定系数法是为描述盾构安全性，由Broms和Bennermark[1]提出粘性土稳定的确定方法，并总结经验公式，通过稳定系数法得出盾构埋深与直径的比值是一个重要影响因子的结论，描述了隧道开挖面的破坏机制。……