朱向阳，钱伟丰，朱和跃，黄明

滨海孤石地层盾构掘进的稳定性数值分析

朱向阳1，钱伟丰2，朱和跃2，黄明2

(1. 中铁十一局集团第四工程有限公司，湖北 武汉 100855；2. 福州大学 土木工程学院，福建 福州 350108)

孤石是风化岩残留体硬度高强度大，地层存在孤石是阻碍盾构施工的危害之一。依托厦门城轨交通4号线彭厝北站~蔡厝站区间，针对滨海孤石地层盾构掘进的稳定性进行离散元数值分析，分别研究孤石与隧道距离、隧道埋深、孤石位置及盾尾空隙对地层稳定性的影响。研究结果表明：随着孤石与隧道距离增大，地层扰动范围、拱顶衬砌压力变化及地表沉降都有减小的趋势；随着隧道埋深的增大，地层扰动范围及地表沉降都呈减小趋势，衬砌土压力整体上呈现增大趋势；随着孤石位置逐步远离隧道顶部，地层扰动范围及地表沉降都呈减小趋势，孤石位于拱肩、拱脚、仰拱底时衬砌压力产生突变；随着盾尾空隙增大地层扰动程度及地表沉降也增大，衬砌拱顶土压力呈增大趋势。

孤石；盾构隧道；数值模拟；稳定性分析

孤石又称为球状风化体，具有分布随机、大小不一、强度大等特点，是地铁盾构施工中较难处理的问题之一[1]。孤石会给隧道施工带来极大风险，诸如刀盘刀具磨损严重、造成地层空洞及引起掘进方向偏离等[2]。盾构推进过程中由于盾尾空隙、线路弯度、人为操作等问题致使地层的扰动不可避免，上述扰动往往通过地表沉降、地层位移、地层应力等方面得到体现，摸清含孤石地层导致盾构推进地层扰动的内在机理，有利于科学合理地采取相关措施控制盾构推进过程中对地层的扰动。……