肖昌军， 陆云贤， 周 志， 付循伟， 王树英

(1. 中铁广州工程局集团城轨工程有限公司， 广东 广州 511459； 2. 中南大学土木工程学院， 湖南 长沙 410075)

0 引言

近年来我国盾构隧道建设得到了快速发展，地铁运营里程逐年增加，在开通的地铁线路中，盾构隧道占据了较大的比重。为满足功能需求和交通规划，施工面临的周边环境日益复杂，经常需要穿越桩基、地下连续墙(简称地连墙)、既有地下建筑物等[1-3]。因此，盾构隧道开挖面破岩对象动态变化，刀盘受力不均。若推进力得不到很好的调控，盾构姿态控制难度加大，则不能保证盾构的掘进轴线与设计轴线一致[4-6]。

盾构隧道施工中盾构推进的方向主要是通过改变推进千斤顶的推进力值来操控的，目前主要依靠盾构操作司机的经验来确定。因此，分析盾构在掘进施工中的整体受力，尤其是姿态偏转及掘削不同破岩对象的情况下，给出推进千斤顶推进力的表达式是很有必要的。由于对盾构周围所受的力无法准确地考虑及计算表达，使得盾构整体力学模型难以精确建立。因此，许多学者在建立盾构掘进力学模型以及姿态控制等方面进行了一系列研究。Komiya等[7]运用鲁棒理论进行盾构姿态的控制研究。Sugimoto等[8]研究了盾构推进力与地层土压力的关系，基于盾构的整体受力平衡，同时考虑土压力与姿态控制的关系，建立了盾构推进力的理论模型。管会生[9]通过研究盾构与土的相互作用关系，研究盾构设备力学参数与力学行为的模型解析，为铰接式盾构的受力分析研究提供了新的理论思路。……