陈向阳 张雯超 赵西亭 陆俊 吴生海

摘要：新建隧道近距离下穿既有盾构隧道，不可避免会引起上方既有隧道的变形沉降，改变隧道结构的受力状态。隧道纵向抗弯刚度是隧道纵向变形、结构设计的重要参数之一。对比分析了一系列纵向等效刚度的计算模型，并通过三维数值模拟研究盾构下穿施工对上方既有隧道在不同计算模型下的沉降以及受力的影响。通过现场监测验证了各计算模型在工程中的适用性，最后选取适合北京地铁12号线工程的计算模型进一步分析了盾构超挖对上方既有隧道的沉降影响规律。研究表明：随着地层损失增加，既有隧道沉降随之增大，归一化的既有隧道最大沉降与地层损失率呈线性关系。

关 键 词：盾构下穿施工; 纵向等效刚度; 受力变形; 超挖; 数值模拟

中图法分类号： U231

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.12.019

0 引 言

随着城市轨道交通建设的高速发展，新建地铁线路穿越已建运营地铁的工程实例频繁出现，如下穿、上穿、平行穿越甚至上下夹穿等[1-3]。新建隧道的施工不可避免会对既有隧道带来影响，如管片变形、管片接缝开裂、隧道纵向不均匀沉降等，由此引起的工程事故每年都在发生。

国内外对既有盾构隧道结构影响的研究，主要采用理论分析、数值模拟、模型试验、现场监测等方法。理论方面：Lee等[4-5]提出了一种将有接缝的盾构隧道衬砌与连续环形结构建立等效联系的等效横向刚度估计的解析解。Attewell等[6]首次运用 Winkler 弹性地基梁方法解决新建隧道掘进对上方管线隧道的影响。……