基坑開挖引起下臥盾構隧道轉動與錯臺變形計算

(1.浙江大學建筑工程學院，浙江杭州，310058；2.浙江大學城市學院土木工程系，浙江杭州，310015)

隨著城市軌道交通發展和地下空間的開發利用，在運營地鐵隧道附近進行基坑開挖的工程越來越多[1]，包括一些在已有盾構隧道上方進行基坑開挖的工程，如杭州延安路地下通道基坑跨越地鐵1號線[2]、上海廣場基坑跨越地鐵1號線區間隧道[3]以及上海浦東新區東方路下立交工程基坑跨越地鐵2號線[4]。當此類工程的基坑開挖時，開挖面卸荷作用會通過土體傳遞給下方盾構隧道，在隧道結構上引起附加荷載，破壞管片結構的受力平衡，從而產生變形，甚至損傷。為保證軌道線路安全運營，地鐵隧道對變形控制要求較高[5]。因此，研究基坑開挖對下臥盾構隧道的影響具有重要的應用價值。針對此類工程問題，國內外已展開了一些研究。研究方法主要可歸納為：實測數據統計分析[6-7]、數值模擬[8-9]、理論計算[10-12]和離心模型試驗[13]。在理論分析法方面，王濤等[14]用Boussinesq解計算開挖卸載產生的附加應力，將下臥隧道等效為彈性地基梁，基于Winkler模型，計算隧道的縱向變形。但Winkler模型過于簡化沒有考慮地基的剪切剛度。黃栩等[11]采用更精確的Kerr模型研究開挖卸載引起的下臥隧道縱向變形。但目前的研究中將下臥隧道等效為彈性地基梁的假設過于簡化，沒有考慮盾構隧道的管片結構。魏新江等[15]在研究地面堆載對臨近地鐵隧道的影響時，采用了一種可綜合考慮剛體轉動效應和剪切錯臺效應的盾構隧道變形模型，研究發現該模型的計算值要比彈性地基梁模型更接近實測值，也更能反映隧道實際變形模式。……