赵星星

(中铁四局集团第二工程有限公司，江苏 苏州 215131)

近年来，盾构法隧道潜覆土穿越江河的施工案例逐渐增多，针对越江地铁隧道的纵向变形研究显得尤为重要。国内外学者采用理论、试验和数值的方法对越江地铁隧道的纵向变形开展了一定的研究。

本文依托南通地铁西-集区间盾构下穿九圩港河项目，利用Plaxis 数值模拟软件，模拟盾构隧道施工引起的河床变形规律，并与河床沉降监测数据进行了对比，验证模型的合理性；最后，讨论开挖面土压力、隧道中心埋深、注浆压力、开挖半径、地层损失率和支护应力比对河床纵向变形的影响。

1 盾构下穿九圩港河数值模拟

1.1 建立几何模型

采用Plaxis 数值模拟软件，对南通地铁西-集区间盾构下穿九圩港河段（左线170-323 环，右线990-1145 环)进行建模计算，如图1 所示。盾构下穿九圩港河段涉及的地层依次为①1 填土（3.0m)、②黏质粉土夹粉质黏土（2.2m)、③1 粉砂夹粉土（3.5m)、③2 粉砂（15.5m)、④1 粉质黏土（13m)，总计地层厚度37.2m。

图1 隧道地层关系

土体采用小应变土体硬化模型，管片和注浆体采用实体单元模拟，盾构采用板单元模拟，管片、注浆体和盾构均为弹性体。实体单元采用十节点四面体单元，板单元采用6 节点的三角形单元，单元总数为285 240 个。

为考虑衬砌接头及管片破损的影响，将其弹性模量乘以折减系数0.8，结构模型参数如表1所示。

表1 结构模型参数

1.2 施工荷载

盾构穿越地层施工过程中的主要荷载包括支护压力σs、千斤顶推进力σf和注浆压力σr。

1）支护压力 支护压力假设为梯形分布，按静止土压力计算。……