晏胜荣（中铁十四局集团有限公司，山东 济南　250014）

扬州瘦西湖盾构隧道衬砌结构受力模拟与实测对比分析

晏胜荣
（中铁十四局集团有限公司，山东 济南250014）

扬州瘦西湖隧道工程是首次采用泥水平衡盾构机在膨胀性硬质黏土地层中施工的隧道工程。本文利用有限元模拟方法对施工过程中衬砌结构的受力进行分析，并将模拟结果与实测值进行了对比。结果显示：施工阶段衬砌结构弯矩变化较小，注浆阶段衬砌结构轴力有较大波动；注浆对衬砌结构内力的影响较大，注浆稳定后结构轴力约为注浆时轴力的2/3；数值计算结果与实测值较为吻合，该模型可为类似盾构隧道工程中衬砌结构的受力分析提供参考。

盾构隧道；衬砌管片；数值模拟；受力分析

1　工程概况

扬州瘦西湖隧道接线工程主要穿越第四系全新统冲洪积砂土、硬塑膨胀性黏土，下伏白垩系浦口组泥质砂岩。地下水主要为裂隙水和潜水，在黏土层顶部局部形成上层滞水。

扬州瘦西湖隧道下穿扬州市重要风景区和多个文物保护建筑。盾构隧道主要参数见表1。

表1　盾构隧道主要参数

对4环管片进行监测。监测断面里程分别为K1 +330（第415环），K1+640（第260环），K2+010（第75环），K2+140（第10环）。监测平面见图1，监测信息见表2。

图1　监测平面（单位：m）

表2　监测信息

2　数值模拟

2.1模型的建立

2.1.1衬砌结构管片模型

隧道衬砌参数参见表1。每环由1块封顶块F、2块邻接块 L1和 L2、7块标准块 B拼装而成；采用2环1循环的错缝拼装方式，两环之间相互错开22.5°。

隧道衬砌结构沿隧道纵向可以认为是一个无限长的结构体，在不考虑纵向变形的条件下，错缝拼装衬砌的每个拼装循环（纵缝一致的两环为1个拼装循环）可简化为一个平面应变问题。……