盾构下穿引起的既有盾构隧道纵向变形研究

新建盾构隧道下穿会对既有盾构隧道周围土体产生扰动，导致既有盾构隧道产生较大的纵向变形。针对该工况，基于两阶段分析法，提出一种理论解析方法，以预测新建盾构隧道下穿引起的既有盾构隧道的纵向变形。利用简化的随机介质理论，求解新建隧道开挖引起的土体自由沉降，并将该沉降施加于既有盾构隧道之上。将既有盾构隧道简化为Timoshenko梁模型，利用Vlazov地基模型模拟隧道-土的相互作用，构建盾构下穿作用下的既有盾构隧道的纵向变形微分方程。利用有限差分法对纵向变形微分方程进行求解，得到既有盾构隧道在盾构下穿作用下产生的纵向变形解答。结合两个工程案例，将理论解析结果与实测数据进行对比，验证了所提出的理论解析方法的合理性。对影响既有盾构隧道纵向变形的两个关键参数进行分析，结果表明：既有隧道最大沉降与地层损失率之间呈线性关系，地层损失率越大沉降也越大;随着隧道夹角的减小，既有盾构隧道的变形范围显著增大。