曲线段双护盾TBM隧道上穿既有隧道变形规律分析OA

新建隧道上穿既有隧道的直线段单护盾盾构施工对既有隧道环境影响已有许多研究,针对曲线段双护盾TBM隧道施工效应的研究还较少。首先,开展曲线段双护盾TBM隧道上穿既有隧道变形规律监测试验,发现双护盾TBM穿越既有隧道施工时,撑靴作用对邻近既有隧道具有重要影响;曲线段管片受盾尾推力向外产生水平偏移,其偏移对围岩作用影响范围约距盾尾向后10 m内,偏移作用随与盾尾距离增大而增大。其次,分析了曲线段管片偏移与围岩相互作用,并基于Mindlin解构建了考虑卸荷应力、刀盘推力、盾壳摩擦力、撑靴支撑力、曲线段管片偏移作用及撑靴摩擦力共同作用的附加应力计算模型,基于Winkler地基模型推导了双护盾TBM新建隧道上穿既有隧道变形解析公式,并通过实例监测、有限元数值模拟的方法对解析公式进行验证及分析。此外,针对曲线段管片偏移作用、新建隧道与既有隧道净距、新建隧道推进距离等关键参数进行了既有隧道变形的影响分析。参数分析表明:直线段既有隧道的隆起变形位移关于新建隧道轴线对称,曲线段双护盾TBM隧道开挖对既有线影响区在距既有隧道轴线−1 m到15 m的范围内,隧道隆起变形随推进距离的增加表现为先增大后减小的规律,双护盾TBM隧道与既有隧道竖向间距越大,对既有隧道产生变形的影响越小;TBM撑靴推进至既有轴线正上方时,对既有隧道变形的影响最大;曲线段管片偏移作用,将使既有线隧道最大变形位置向外偏移。