三维数值仿真技术在超大直径过江隧道工程中应用技术

三维数值仿真技术在超大直径过江隧道工程中应用技术1.工程概述根据设计围护结构的实际情况，为保证总体工期，满足盾构机组装后始发要求，需要对洞门连续墙进行凿除。考虑盾构机组装现场实际情况，为尽量减少洞门凿除对盾构组装的影响，并在盾构组装完成时能尽快始发出洞，洞门连续墙可先期凿除一部分。具体方案为使用绳锯切除洞门圈内临时壁柱及围檩，为保证盾构组装作业的安全，将洞门圈内的地下连续墙保留一“井”字结构框架，待盾构组装完成调试期间再将这部分凿除。根据XX段勘查说明书，可知盾构出洞段范围内主要涉及的土层有：②-3粘土、④淤泥质粉质粘土、⑥淤泥质粉质粘土夹粉土、⑦-2粉土夹粉质粘土、⑧粉细砂、⑨粉细砂、⑩砾砂，eq\o\ac(○,12)粉细砂、eq\o\ac(○,13)圆砾各层土体。2.三维仿真技术2.1有限元模型计算中，封门采用“井”字形，假定受施工扰动影响范围内的土体物理力学参数的未改变。为减小尺寸效应的影响，垂直距离约9D+H，纵向长度约12D+H，宽度方向左右约8D。其中，D指盾构纵向直径，H为隧道中心埋深，纵向长度×横向宽度×垂直距离＝230m×280m×150m(D=14.93m，H=12.965m)。分析时采用齐次边界条件，沿隧道纵向前后两个截面土体沿盾构推进方向位移被约束，左右截面土体垂直于盾构推进方向位移被约束，模型的上部边界取为自由面，下部边界取为固定边界。计算模型网格剖分图2.1-1～图2.1-4所示，共237，614个结点，223，028个单元。图2.1SEQ图\*ARABIC\s11封门拆除模型图2.1SEQ图\*ARABIC\s12工作井模型图2.1SEQ图\*ARABIC\s13加固模型图2.1SEQ图\*ARABIC\s14封门模型各层土体均为弹塑性小应变模型，而工作井的内衬墙与连续墙采用了线弹性的小应变模型。建模由上至下共分9层土，其中加固区高度范围内，为了建模方便，取该范围内土体参数的加权平均值，土体采用Solid45单元模拟。算法基础1)动态显式算法对于线性系统，采用集中质量的有限元方法对原系统进行有限元离散后的动力方程式为：其中分别为系统的质量阵、阻尼阵、刚度阵。为系统的加速度向量、速度向量、位移向量。为外力向量。若对时间坐标进行等间隔划分，则对于时刻有此时对应的加速度向量、速度向量、位移向量为。利用差分格得：MACROBUTTONMTPlaceRefSEQMTEqn\h滨(SEQMTChap\c\*Arabic贺3温-SEQMTEqn\c\*Arabic直3晕)施若对于非届一致阻尼变：MACROBUTTONMTPlaceRefSEQMTEqn\h惹(SEQMTChap\c\*Arabic预3梳-SEQMTEqn\c\*Arabic字4无)腰则以上几夕式可得显段式直接积节分格式：MACROBUTTONMTPlaceRefSEQMTEqn\h守(SEQMTChap\c\*Arabic尊3示-SEQMTEqn\c\*Arabic于5去)顶其中阻尼参阵采用如厕下形式：剪显式算法轰不需要进削行矩阵分记解或矩阵膨求解，而党是在每一早时间步内添都需进行蝴如图耀2.刺1-浅5赔所示的循横环。盆图结孤2.1SEQ窑蚁图译\*碰ARAB避IC\利s1增5辅显式算法残的循环运橡算嗽隐式算法疤不管时间挪步长的大岸小都是无雄条件稳定加的。然而扑对于显式吉算法要想素保持稳定婆，时间步矩长必须细载分成网格带中的最短珍自然周期蔑。这意味酒着时间步拉长必须小消于应力波南穿过网格挤中最小单禾元所需的步时间。典权型的虑显氏式算法的幸时间步长穿比隐式算举法的要肢小白10刘0浇到震100杠0厅倍。然而产，由于每飞一步迭代辱不涉及到橡矩阵的组杨装和分解炉，显式算辫法与隐式泽算法相比瑞仍具备相涂当的竞争旬力。近显式算法钓中采用变佛时步长增即量解法，葱每一时刻蝶的时步长滔由当前构杂形的稳定假性户条件控制扩。先计算产各个单元卫的极限步筹长知，胀为单元总动数。下一杯时步车取其极小云值，即MACROBUTTONMTPlaceRefSEQMTEqn\h练(SEQMTChap\c\*Arabic仆3乳-SEQMTEqn\c\*Arabic辜6翅)宗式中，末为比例系拔数，考虑铅到稳定性屿条件，控一般洲取参0.哄9近或更小值叛。匆单元的极怎限步长茎由单元的议特征长度坟和单元的变材料特性五决定。不绍同单元类垫型的极限肝步长有各询自不同的巨算法。对灶于实体单漂元，极限洞时步长为刑：MACROBUTTONMTPlaceRefSEQMTEqn\h料(SEQMTChap\c\*Arabic助3范-SEQMTEqn\c\*Arabic乱7号)根式中，泽Q闪为体积粘献度系数职和证的函数：MACROBUTTONMTPlaceRefSEQMTEqn\h塌(SEQMTChap\c\*Arabic加3嫌-SEQMTEqn\c\*Arabic玻8畜)宽为单元的宫特征长度滋：MACROBUTTONMTPlaceRefSEQMTEqn\h众(SEQMTChap\c\*Arabic求3电-SEQMTEqn\c\*Arabic幸9搭)凯式中，介为单元体西积；浅为单元最钳长边的面漂积。狮为声速：MACROBUTTONMTPlaceRefSEQMTEqn\h贤(SEQMTChap\c\*Arabic扑3翅-SEQMTEqn\c\*Arabic从10乐)猾式中，博为材料的循质量密度藏。倾2.1.问2北结果与分谦析川1)航动态模拟湖结果顽(贪1)举封门打开誓安全性分前析松土体在完笋全加固的漠情况下，吩封门打开裳顺序对加湾固土体的裁影响表现己为位移影雷响、应力婶影响。如REF_Ref185304485\h寒图隔2.紧1-6怎～REF_Ref185304488\h公图心猎2.闲1-9控为不同封略门打开顺毫序下位移仰矢量图（王图中位移于未对初始插平衡状态鸽位移进行陶过滤）。失a.释英打开第一正层封门后奥位移矢量拖图隶喊b宵.础秒打开第二目层封门后膊位移矢量愁图乖图展网2.1SEQ控价图犬\*枣ARAB起IC\扬s1垄6给从上而下成打开位移予矢量图吩a.府轨打开第一暂层封门后钱位移矢量敬图嫂然b沫.市姿打开第二帽层封门后惰位移矢量暑图父图搂慎2.1SEQ呼桶图崭\*僚ARAB从IC\姑s1搂7犬从下而上状打开位移去矢量图耀a.僚膝打开第一灵层封门后亮位移矢量桥图才究磁b.或饱打开第二趋层封门后塘位移矢量颤图般图悉摘2.1SEQ存惕图删\*拐ARAB猜IC\麦s1揪8洁从左而右弃打开位移连矢量图汇a.孝巷打开第一扯层封门后及位移矢量翼图尊忠披b.借挺打开第二至层封门后由位移矢量挠图反图梳配2.1SEQ行参图探\*勿ARAB俗IC\锐s1够9婶从右而左哪打开位移邮矢量图帐从以上图锹的对比分渡析可知，痕当打开第迫一层封门愁后，土体讯在完全加桨固的情况间下，第二需层封门的塌位移受封蹄门打开顺浩序的影响密较小。当挽封门两层把完全打开宁后，加固沫土体的位臂移具有较殖大增幅，石其中从上舱而下打开繁封门对加拐固土体的抹位移影响肚最小，取串封门完全后打开后，匪加固土体脊上的最大捷位移点作平为监测点括，监测在愿封门打开瑞过程的位证移变化，透如REF_Ref185304550\h蚂图恋讨2.假1-10悉。涝图话距2.1SEQ含缓图优\*封ARAB锯IC\豪s1创10分加固土体教上监测点片总位移变招化曲线REF_Ref185304550\h群图凶旅2.椒1-10返中曲线已彻经对模型平初始平衡装状态位移魔进行过滤牌处理，所汪有时刻位砍移均为封捏门打开引以起的加固迁土体位移弄。从REF_Ref185304550\h垫图固吃2.博1-10冲可知，从懒上而下的概封门打开找方式对加桃固土体的扬位移影响科较小，其责次是从右萍而左。从穷下而上的瘦打开方式易对加固土妖体的位移情影响最大液。由于本使次数值模刊拟主要分峡析左侧始桂发井封门酱，而右侧岭始发井封认门仍处于腐关闭状态旺。由于右续侧存在较抗大范围的战加固土体余，使得从册右而左的做打开封门昏对加固土凭体位移的芦影响较从孕左而右要豪小。顾图罪横2.1SEQ缸说图高\*码ARAB援IC\棋s1扎11匆从上而下挠打开封门鉴不同时刻智最大剪应并力分布图蓝图芳坚2.1SEQ碑启图矛\*左ARAB窗IC\冲s1培12折从下而上塘打开封门升不同时刻扭最大剪应淘力分布图族图童芳2.1SEQ沟侄图闭\*轮ARAB遭IC\言s1稻13镰从左而右业打开封门焦不同时刻振最大剪应喝力分布图幅图势跑2.1SEQ糊巾图抛\*善ARAB厨IC\渠s1币14疫从右而左虽打开封门趟不同时刻公最大剪应披力分布图淹从REF_Ref185305344\h渠图港云2.祖1-11殊～REF_Ref185305347\h贵图蹦藏2.勤1-14辫上来看封棋门在打开心过程中，傅其第一层蛇十字形封绪门块底部愿承受了最吨大的剪应殖力，约林为亡14Mp撤a废；第二层谢十字形封陪门块底部萌承受的剪妖应力约点为恋10Mp鼠a愚左右。因展此在封门雕拆除过程渴中应密切炭监测十字窃形封门块宣底部的抗伍剪变形。面图瞒孔2.1SEQ艇藏图加\*方ARAB竟IC\丹s1强15孔封门打开各过程中封浪门上最大隐剪应力变攀化曲线REF_Ref185305496\h酬图迫哪2.券1-15微为封门打端开过程中携，对封门全上的最大蹄剪应力变厘化监测曲缠线。从图艺上可以看孔出，从下级而上的拆乒除方案在伏拆除封门融过程中，绝封门承受攻的剪应力东最大，而静从上而下勾的方案承惠受的最大糟剪应力最孔小。且在广拆除第一毛层封门时算刻，即在水时刻标才度冤1寸0旦之前，几悟种拆除方慕案对封门蒙的受剪应左力水平有百较大影响捡。在靠近叉时间标纤度涂1及0烟处，即拆吐除第一层崇十字架时鞭刻，不同凉拆除方案滚的封门受己剪应力水掉平发生最孙大波动。葬相对来说谁，从上而滑下的拆除朝方案其封否门受剪应贺力水平波洽动最小。幅图朽渐2.1SEQ墨榆图竹\*消ARAB磨IC\恩s1赠16凝封门打开捧过程中加前固土体上握最大剪应逗力变化曲冲线丸从REF_Ref185305590\h裁图南烛2.爆1-16携上的加固俘土体在封誉门拆除过司程中的最浙大剪应力拍变化曲线理上反映出活，从下而恐上的拆除竹方案承受陶的剪应力起最大，其盯他几种方跳案最大剪在应力值相脚差不多，居但是从上弓而下的拆晒除方案在窑其整体所供受的剪应叶力水平稍晌微较低。妄且拆除第交二层封门灾时，几种冈方案的加赵固土体受钟剪应力水毫平差距较江大。从左泡而右与从须右而左的烫拆除方案圾受到的剪半应力水平可相差不多零，但是从历右而左的巡拆除方案令在最后几斗步拆除过晒程中受到唯的剪应力匙水平较从摔左而右的件剪应力水亡平低。男图劈奇2.1SEQ挤亡图钱\*卧ARAB排IC\疮s1记17帝封门打开廊过程中加碎固土体上衡最大有效呼应力变化资曲线援从REF_Ref185305619\h叫图泥时2.当1-17汇加固土体依的最大有把效应力变饥化曲线可亩知，从下世而上的拆剖除方案承甜受了最大绵的有效应震力，曲线迁的整体变屯化趋势与庸最大剪应竭力变化趋宗势相同。则2)游土体加固侧参数对比煌分析把首先考虑皂极限施工桌环境下，据即土体完搞全不加固断情况下，偷不同封门移打开形式莲对施工安钳全的影响烂分析。如REF_Ref185305698\h绒图请2.症1-18梨为土体完述全不加固魂情况下的丑数值模拟从。桐图冬化2.1SEQ到阶图何\*贝ARAB揪IC\厘s1丽18妨证第二层封川门打开过呆程数值模扇拟谜从REF_Ref185305698\h灰图笑恒2.兵1-18英中可以看尿出土体在颂未加固情碎况下，随吧着封门的立逐渐打开扁，土体由琴于午其自身重嫌力中有开创始从封门帆打开处外饿涌。不同争的封门打废开形式，姨对土体外皇涌影响，弦可以从土胁体的外涌喇位移表现值出来。REF_Ref185306602\h起图袋浅2.大1-19霸为各封门弦块位置处闪土体上监匆测点示意藏图。岔图气絮2.1SEQ脉预图型\*送ARAB伸IC\坟s1佛19旬土体涌出校位移监测婚点REF_Ref185306669\h葬图死梁2.拆1-20盈为不同封直门拆除形增式下，REF_Ref185306602\h难图鼻1-1腾9笼处各监测无点涌出位蒸移变化曲骂线。生图眠金2.1SEQ撇膜图乖\*工ARAB筐IC\最s1淘20沟不同封门搁拆除方案体下各监测咐点涌出位还移曲线对衫比沈从REF_Ref185306669\h昏图树布2.1研20交可以看出棉土体在未插加固情况闸下，随着删封门打开姓其开始外粥涌，表现摄在位移变则化上为出椒现迅速增物加的位移滴。从各个童封门拆除叼形式导致秤的外涌位集移对比可膊知，从下凝而上拆除胶在恨第染1去0亲时间点时旷刻就土体轮就表现处补迅速外涌也出现象。箭从左而右妻、从右而丰左拆除方氏案均在接第阁1惕1平时间点表呜现出外涌规现象。从防上而下拆训除方案其响外涌现象由表现在哀第缘1历3降时刻点，锅较其他拆栏除方案，掘其拆除过粉程中的稳宫定时间更纳为长久，封各拆除方团案均在拆虑除第二层拒封门时出钉现土体不贝稳定。拔在土体未桃加固就拆嗽除封门的赢过程中，疾其第一层侮封门拆除岔后对第二朽层封门稳魂定与安全穿产生重要燃影响，反棋映在涌出胆位移上，决如REF_Ref185306740\h柏图血恳2.推1-21尽。右a躲盗从上而下映拆除方增案开逗台b重零从下而上彻拆除方案系c汤咽从左而右案拆除方怜案魄臭唐翅d创从右而左残拆除方案询图扩师2.1SEQ卸恨图安\*团ARAB免IC\再s1吓21热际第二层封督门涌出位秆移对比REF_Ref185306740\h跪图夕策2.1徐21侮中可知，糟当第一层再封门拆除汇后，第二体层封门受逝到较大土患体侧压力跪作用，产脆生了较大恢涌出位移描，四种拆占除方案得缠到涌出位酱移差别并搜不大，最啦大值基本脉上尖在号45m盏m盛左右。趴其次考虑律不同土体咽加固强度薯下，不同疤封门拆除苗形式的对咏比研究，嗽主要以封抗门拆除后耍，加固土历体的合位篮移为研究洞对象，如REF_Ref185306784\h戚图翅2.1买22焦。窑图卡需2.1SEQ页夕图贫\*序ARAB透IC\帮s1享22泉不同加固贿强度及不数同封门拆却除形式对稼比衡从REF_Ref185306784\h冷图钉佣2.1钳22强看出加尿固若80卫%原的拆除方吼案产生的史外涌位移朱都较加锐固表50肝%圣的要小，哥同时从上容而下的拆天除形式产峡生的外涌烛位移都较在从下而上旋的位移要助小。不同轮加固强度题下及不同泊拆除方案石，其在拆涉除第一层包封门时刻佩对加固土那体影响都充有限，在俊拆除第二菌层封门时返刻，影响本较大。核2弃静态模拟拥结果乎1)洞封门打开县安全性分场析REF_Ref186009810\h商图睡研2.北1-23粗为封门拆份除过程中展的位移矢摄量变化示哪意图，可澡见在上部断三块封门议被拆除过训程中，位添移变化不衰大，当中胆间封门被圾打开时，民封门变化区相对较大梦。同时可凭见壤，暴“后井性”煤字块封门烟打开后，岸对土体位岗移产生较穿大影响，供此时土体生位移最大挎。闲图福兵2.1SEQ妨政图织\*卷ARAB描IC\浮s1或23蛇封门拆除崭过程中位巧移矢量变牧化（从上壳而下）REF_Ref186009884\h爱图革乏2.1搜25范—REF_Ref186009939\h踢图寄蠢2.1志28族为同种拆甩除方式不园同测量点讽位置的土德体位移曲漏线，其中递测量点的拍位置如REF_Ref186009875\h偷图水1-2辰4撑所示（身左谣—称—载132碎7服，播中芽—通—尿111难6野，双右糖—杀—学78刻0箭）。由图招可见，在肉封门未拆何除处的土田体位移十匙分小，当松某块封门乓打开，该钢处土体产萌生向外位育移。同时巴四种拆除鱼方式的结欧果可见，苗在土体加藏固的条件雄下，尽管铁拆除的方倚式不同，研但最终的创位移基本评是一致。储图幕衔2.1SEQ索倍图改\*荒ARAB港IC\犁s1从24流位移测点疗位置示意脱图芹图茶骆2.1SEQ获咸图雾\*已ARAB苍IC\斑s1帅25时“快从上而慕下纹”容图钞集2.1SEQ钱陪图舍\*蝶ARAB孝IC\准s1京26顽践“派从下而驶上那”蓝图乘坑2.1SEQ忘萍图仙\*袖ARAB惰IC\控s1炉27蛾“例从左而烫右捏”踩图瓜问2.1SEQ耐乔图雁\*叨ARAB雹IC\估s1罢28住“咳从右而平左傍”REF_Ref186009981\h敞图严找1厕29安为封门拆努除过程中划的等效应呼力变化示艺意图，可旨见当某块判封门被拆穴除后，该拾处土体等搭效应力变国大，并随觉着封门的公逐渐拆除推而增大进，赌“词井尚”断字块封门撑打开后，尝等效应力捞达到最大静。绘图兵虽2.1SEQ柜坊图施\*屠ARAB锡IC\殊s1抖29性等效应力赤变化示意碌图（从上罚而下）REF_Ref186010103\h招图吗机2.1鱼30垮与REF_Ref186010103\h扫图跑越2.1萍3增1矮分别为完颗全拆除后个，封门处星加固土体撑的垂直向然与水平向肝应力状态翼，可见大端部分土体筐处于受压骄状态，只狠有上部少痕量土体处亚于受压状质态。而REF_Ref186010123\h哭图集2.1毫32休为完全拆宏除后的塑鉴性应变云推图，可见剖只有下部汁分少量土滚体产生了示塑性变形抄，大部分蛙土体均处碑于安全状尸态。遵图蚊丛2.1SEQ早先图刊\*蒙ARAB示IC\考s1态30米垂向应力裤（从上而著下）蜡图蛛2.1SEQ您丛图限\*纠ARAB周IC\炮s1照31旦水平向应情力（从上救而下）瓶图惕懂2.1SEQ鉴灯图格\*魔ARAB蹈IC\仿s1萍32腐塑性变形狐云图（从党上而下）REF_Ref186010148\h阀图隶贪1老33顿与REF_Ref186010153\h滥图屯盖1蓄34耗分别为完父全拆除后丹，封门处古加固土体悉的剪应力垄云图，可殖见，封门葬拆除后，摇与封门连波接处另土体骑剪应力较吸大。己图牙爱2.1SEQ金劳图择\*葱ARAB馋IC\森s1卫33印剪应力乒（臂Sx委y僚，从上而陵下）般图志钓2.1SEQ疏饮图灿\*娃ARAB体IC\芒s1党34烤剪应力锯（拍Sx暖z挽，凡翠从上而下否）REF_Ref186010197\h些图烧强2.侄1-35次比较了采明用不同的稠封门拆除三方案，最辽大位移的思变化曲线林，可见随符着封门的肠拆除，土县体逐渐向谱外运动，取尽管拆除营过程中最候大位移不赖同，但最片终最大位伏移基本是禾一致的。恼图逮口2.1SEQ箱膏图昼\*顺ARAB厘IC\愤s1车35狗不同方案衔下位移比爪较REF_Ref186010233\h谋图构萍1.拾1-36碑比较了采塘用不同的翅封门拆除哄方案，最拔大等效应边力章（镜Von迫Mise镰sSt被res酷s闸）的变化院曲线，可团见随着封兼门的拆除皂，土体逐裹渐向外运秤动，尽管旧拆除过程敲中最大的足等效应力抹不同，但拆最终等效版应力也基蹄本是一致睬的。辈图驶条2.1SEQ敏晒图认\*摊ARAB戴IC\璃s1芝36捉不同方案盘下等效应披力比较璃2)萌土体加固爸参数对比芝分析REF_Ref186010274\h厘图何董2.歉1-37毯为封门拆瘦除过程中矩的位移矢孤量变化示损意图，可锹见不同于歉加固情况冰，当封门卵打开一块贫后既产生钟了较大位径移。要当毫“滤井涨”蛋字块封门幅完全打开葱后，土体脂位移产生懂相当大的役位移，此狼时土体易册涌出。秆图喜熊2.1SEQ戚棚图左\*予ARAB轰IC\踏s1行37弄位移矢量奋变化示意类图（从上排而下）誓对于土体养未加固情损况，采用尤了两种拆结除方或式掏“编从上而励下户”赔与糕“励从下而狗上羽”势，REF_Ref186010319\h迈图刷证2.叛1-38姻与REF_Ref186010325\h臣图东或2.姿1-39瑞为土体未瓦加固时，柄同一拆除副方式不同贿位置的土哪体位移，台位移测量柏点如图REF_Ref186009875\h许图称休2.躲1-24劳所示，可孝见随着封致门的拆除扫土体位移央不断增大帐。良图线居2.1SEQ隙惯图笑\*罗ARAB粒IC\盼s1欠38惜先从上而下驴图胃霉2.1SEQ护影图泰\*代ARAB最IC\张s1晒39炮执从下而上REF_Ref186010367\h样图黎放2.槽1-40呆为未加固联土体时，闹两种拆除扮方式下最眉大位移的堪比较，可牲见在拆除宏第一块封萍门时即产揪生了较大絮位移，土乖体已经不姐安全。亿图演斑2.1SEQ手叨图拐\*孕ARAB维IC\版s1垒40鱼最大位移效比较REF_Ref186010399\h壁图屠除2.迷1-41浮为封门拆教除过程中首的等效应针力变化示袜意图，可演见当某块遭封门被拆统除后，该框处土体等秆效应力变啊大，并随萝着封门的谢逐渐拆除尺而增大释，朴“谨井兽”诸字块封门馒打开后，架等效应力孔达到最大谦。同时可饼见，随着使封门的拆反除，土体竟的下部边犹缘逐渐产妇生最大的勒等效应力栽。扶图丰蛇2.1SEQ爹渴图获\*剪ARAB垫IC\厅s1障41盆等效应力盾变化示意好图（从上逆而下）REF_Ref186010465\h婚图叠往2.尤1-42炎与REF_Ref186010475\h延图螺式2.征1-43景为封门处旺未加固土座体应力状礼态，可见防，土体未沫加固时，困土体所受需拉力区域辩增大，所伴受压力区许域减小。仅图瓶苏2.1SEQ宋猜图亏\*爱ARAB伏IC\朗s1熔42屋应力状态担（魄y依）柏图叠逆2.1SEQ唱帆图耕\*该ARAB棵IC\些s1陈43贼应力状态陪（建z析）REF_Ref186010493\h玉图叠1-4它4盐为土体未吨加固时，株封门完全避打开后的艰塑性应变缩云图，可伴见，土体湿完全产生伶塑性应变蜓，在该状吵态土体易铺产生塑性冲屈服破坏真。影图器2.1SEQ架平图届\*猎ARAB望IC\浙s1轧44麻塑性应变顽云图REF_Ref186010537\h碍图软列2.王1-45缴与REF_Ref186010545\h序图叛祖2.痛1-46哲分别比较翅了不同拆期除方案下漠，加固强跟度对土体汪位移的影呆响，由图各可见，无斧论拼是裙“锄从上而港下暑”尖，还叨是浪“环从下而拒上穴”您的拆除方臭式，当加里固强度达趴到右50违%贪以上时，参土体的位币移变化并蜘不是很大猾，而当土从体没有加盛固时，土敢体的变形泡极大，极富有可能发企生土体坍凯塌。雷图宫欣2.1SEQ羽痰图蜘\*称ARAB救IC\田s1跃45站加固土体维参数对位带移影旺响蜓(贱从上而低下耻)垫图万打2.1SEQ屑止图探\*绒ARAB触IC\公s1涂46辅加固土体负参数对位苗移影响（外从下而上灯）REF_Ref186010596\h贝图铁轧2.腹1-47歪比较了不寄同加固强曾度土体产绘生的塑性沫变形，由活图可见，吧随着加固橡强度的降网低，加固赴土体的塑粱性变形逐抵渐增大，涉也意味着誉土体涌出黎的可能性触增大，对萍于未加固军的土体，豆整个土体阁都发生了掌较大的塑街性变形，晋该状态下稿极有可能恶破坏，涌苍入工作井摩内。合(a)萄卫完全加固房(b)俯80扇%踩加固都(c)忽50月%稻加固骑(d乞)激完全未加乐固童图权王2.1SEQ腊织图寻\*方ARAB摘IC\克s1再47岭加固强度嫌对塑性区繁域的影响四\爱2.1.挪3滨本章昂小结雀在土体完瞧全加固的撑情况下，紫不同封门好打开形式能比较，结迁论如下：需1化）评从最终加给固土体的英涌出位移蛮比较得出背：从上而耳下拆除方卸案得到最黄小的涌出压位移，从沟下而上的晓得到最大窗的涌出位美移。从右嘴而左的拆疾除方案较汇从左而右链的拆除方界案得到更崭小的涌出缴位移，这哄主要由于袜双线隧道古推进，右除线隧道始隶发井处加挂固土体对预左线隧道骄（即当前汇分析隧道骂）产生有罚利影响。坟2顿）慰从封门在昼不同拆除可步骤下的怕受剪应力软水平比较收得出：拆兰除第一层吐封门时，隶不同拆除集方案的封络门受剪应埋力水平差非距较大。岁从上而下竟的拆除方遭案其封门筹受剪应力仰水平较低队且波动也背较小。拆闹除第一层蹲十字架时亮刻，不同香拆除方案智的封门受惜剪应力水羞平发生最宾大波动酒3伤）俘从加固土铃体在不同径拆除方案懂下的受剪燕应力水平晨比较得出腿：从下而鸣上的拆除定方案承受亩的剪应力良最大。从拔上而下的探拆除方案鼓在其整体荡所受的剪悲应力水平陡稍微较低困。且拆除链第二层封扎门时，几毅种方案的肃加固土体夜受剪应力刻水平差距按较大。从绑左而右与期从右而左倘的拆除方贵案受到的霸剪应力水颈平相差不胃多，但是拔从右而左周的拆除方盐案在最后铺几步拆除懂过程中受苍到的剪应西力水平较挠从左而右烂的剪应力栋水平低。虫加固土体启的有效应户力水平在港不同封门欠拆除方案刊中的变化细趋势与剪委应力水平胞一致。漠在改变土涨体加固强念度的情况矩下，不同没封门打开筐形式，不痰同加固参胖数的对比树研究，结丝论如下：准1遮）孙土体在完素全不加固资情况下，煤打开第一仇层封门时厦，第二层控封门位移使受封门打销开裳方案的影逼响较小，叉涌出位移虹约哥为可45m脖m台左右。当桂打开第二响层封门时羊，土体均露在不同打虚开封门块符时刻涌出些，其中从庆上而下的桑打开方式矮稳定期最高长，从下叙而上的方拜式稳定期斜最短。浆2印）增在对不同百土体加固推强度的对幅比分析得辽到：不同脊加固强度障下，从上粱而下封门赤打开方案叫的加固土惹体涌出位稳移均小于邀从下而上端的打开方酒案。在打柱开第一层棵封门时，秀加固土体羽受封门打究开方案及四加固土体去的强度的肢影响都较龄打开第二菊层封门时征刻小。扑从静态数须值模拟结回果分析得崖到如下结应论：对1剩）惨在土体完您全加固时妻，对于不死同的拆除剃方式，尽堡管拆除过州程中，最俘大位移与才最大应力卧不同，但旷完全拆除腰后，其结汇果基本是祝一致的；洒2贝）暖在土体完服全加固时格，封门处霉的土体大皱部分依然袄处于受压蜻状态，而涌不是板壳鞭理论所假动设的受拉帐状态。同汤时可见，遥只有下部余的少量土霸体产生了厅塑性变形证，大部分软土体均处娇于安全的吉状态。失3引）于在土体完愤全未加固诱时，即使仁仅打开几技块封门，喂封门处的乔土体既会优产生较大庭的位移，弟同时可见阳土体受拉怖区域增大板，受压区读域减小，恶且土体完惩全产生塑停性变形，卷土体易发扯生破坏涌混出。扁4兽）焰比较不同昏的加固强绸度可见，轨随着加固野强度的降嗽低，土体割位移增大缘，塑性区把域增大。掏在土体加齐固强度大妖于腾50夸%剩时，加固栗土体的位甲移与塑性熄区域增大罗得较小。匠而未加固饱时，土体待位移很大擦，完全产韵生塑性变逆形，土体胖易产生破矮坏。烫2.哑2中出洞施工水的三维可窝视化仿真讽2.2.解1苦概述卸盾构始发亏井掌出洞段采赌用旋喷桩代地基加固刮。依据南泡京长江隧余道工程左何汊隧道江稠中盾构段眨浦口始发稍井洞口段居加固后图爪SS-Z讽S-04辅-07-畅00失9给、嫌SS-Z刊S-04禾-07-针01奴0魔和施工现铺场实际情年况，以及发与设计院今沟通暂时滥将高压旋帝喷桩地基翅加固（桩涛径剧为较ф西100胁0帽）分为左稿线加固段困和右线加弄固段，设期计要求高肉压旋喷桩物地基加固廊土押28袜d态的无侧限赶抗压强度型应不小轮于渴1.0M况P熊a伤，施工区柴域划分如舞下：式(1同)炭左线加固陕段（领LK3+图600.否00捏～押LK3+漆6森5惨5.00涂）盗有穴6盲9缝排高压旋弃喷桩（见泻附图），谦其堂中跪A著E错区炕为臣2匙3星排（里程贸为僵LK3+屋600.础00准～罢LK3+访6近18慢.00夫），桩编锡号来为迅AE1-菌1翅～共AE23好-3爽1妈；爬B恒E册区筛为掏4列6镜排（里程流为驴LK3+泽6弦18挥.00钳～峰LK3+终6位55碧.00末），桩编壁号巷为携BE24圣-旁1段～得BE69颜-2误7循，例易如守BE3市1妙排肆第商6纱根桩，则缝高压旋喷期桩编号鄙为秘BE31哲-四6栏，高压旋纱喷桩长缠为帮14.7渠0嫂m逼～己21.1勿0敬m苍），叙数量费为滴192掘2挤根鄙（控A层E圈区刊为发70倦3拍根蒙，农B药E狗区某为纺121职9穷根）。烫(2丹)谦左线加固猛段男（砌R雅K3+近599节.贱42姜1忙～着LK3+锦6捷54找.麻42艺1艇）道有掠6辰9泻排高压旋唤喷桩（见杠附图），妨其司中朋A盆W黑区宋为荒2陵3溪排（里程柔为纪R善K3+割599最.椅42幕1或～览LK3+涉6昏17染.贵42沃1兆），桩编泥号饰为艺AW1-馆1近～雾AW23坝-2利7陶；赶B仍W邮区递为罢4举6成排（里程暮为船R攻K3+企617瑞.徒42耳1风～险LK3+乐6娇54荡.扇42状1喘），桩编轮号明为牛BW23辽-奇1驾～牧BW69府-2母7脸，例户如茫BW3膛1屡排析第影9意根桩，则蜡高压旋喷拔桩编号祥为枪BE31然-畜9寿，高压旋闻喷桩长族为胡14.7务0宾。同时，瞧根熊据纺X共X洋段勘查说傻明书，可档知盾构出贼洞段范围俘内主要涉厚及的土层标有桂：允②币-策3尺粘土团、楼④很淤泥质粉涉质粘土随、宪⑥府淤泥质粉衡质粘土夹炕粉土构、医⑦寨-旅2租粉土夹粉锐质粘土筹、横⑧相粉细砂延、室⑨皮粉细砂眠、羡⑩非砾砂，eq\o\ac(繁○银,12)毒粉细砂、eq\o\ac(押○初,13)可圆砾各层通土体采用幻的计算参桃数如缘表匠2.2.祖2-或1风所示：逗表痕2.2-库1破遵土体参数槐土层名称灭M(MP席a)段γ轿0姐（突kN/m驱3叠）野C擦（胆kPa胃）祸Φ丙（丹°研）慢②集-3悦粘土靠3.77亚17.7宵9家8.7按④墙淤泥质粉双质粘土凤3.1饰17.4啦11巷8.9池⑥谊淤泥质粉民质粘土夹界粉土船3.63笼17.5袜10竖9.6经⑦浴-2辈粉土夹粉欠质粘土岭6.28丙17.7凯11洞8.6鞋⑧贺粉细砂陆11.2斗6央18.4呜4核32.6盗⑨灭粉细砂怜13.5赠6强19.2废4甩31.7戏⑩依砾砂支12.2殖1车18.5暖5贝32.5eq\o\ac(昆○招,12)饭粉细砂守12.8付9超19吗3妙33.3eq\o\ac(逗○诉,13)菊圆砾迫13.5副1腥19.5兰4杰34讨根据地质揭勘探及隧箱道轴线设区计资料，涂得到如村图时2.2惑.2-1阿所示的隧创道覆土沿冰着隧道轴棒线分布规慎律。罚图份2.2-能1阀隧道覆土笋变化呈2廊.2.链2管仿真建模信1)巴计算假定粉、计算区致域及模型很计算中，找假定施工凡扰动影响塞范围内的颗土体物理案力学参数霸的未改变电。为减小醒尺寸效应娱的影响，灯垂直距离咐约崇7D+甲H枯，纵向长名度移约烘21D+完H帖，宽度方讲向左右有约嘉7党D焰。其中洁，跨D荷指盾构纵吐向直径温，胶H煎为隧道中骆心埋深，兴纵向长晕度逐×燕横向宽躬度努×稿垂直距离虾＝询335m雁×250歉m×12消0矮m(D=太14.9帽3奶m剃，灯H=宴12.9鼓65貌m)些。计算模讨型网格剖锁分燃图前2.2苍.2-舰2虹～泉图维2.2造.2-慌9助所示，率共辞19栽1眼，滥44纲7吐个结点宋，宪18来1做，莫36固8婚个单元。肺图齿2.2车-踪2钓出洞施工伙模型木图火2.2乌-便3管工作井模洒型悟图剥2.2圣-芦4润加固模型胃图姿2.2列-晶5叠加固模型玉图蓄2.2踢-崇6羽注浆模型副图哥2.2鼻-铅7拒隧道土体晋模型倚图茄2.2耀-太8翁衬切模型驱图抄2.2先-锹9雁盾构机模岭型摸2拔)烧材料参数协取值生计算中，焰各层土体卧均为弹塑旅性小应变健模型，而版工作井的裹内衬墙与奋连续墙采抛用了线弹救性的小应抚变模型。突建模由上劲至下共获分痰9佣层土，其知中加固区扰高度范围巾内，为了冠建模方便什，取该范松围内土体刑参数的加羽权平均值太，土体采坡用残S圾olid鼠45犁单元模拟蔬。计算过拆程中各层怎土体及加布固土体物围理力学参自数如接表戴4-卡1走、壤表伴4-镰2矮所示。持表嘴4-2残睬加固土体客参数炒土层名称图γ草（顿kN/m美3花）渗泊松比改压缩模量怪（瞒MP左a街）茫C看（化kP构a羞）贷Φ爽（臭°辛）址加固土体意20.4哈0.25毒120揭300仅30顶3读)米边界及加拨载条件悬分析时采斥用齐次边论界条件，宫沿隧道纵重向前后两岗个截面土辽体沿盾构撤推进方向塔位移被约读束，左右肚截面土体孟垂直于盾借构推进方榆向位移被麦约束，模茧型的上部志边界取为润自由面，琴下部边界递取为固定快边界。便图听2.2沃-10献受边界条件腐开挖面上绕施加了泥别水压力，藏同时考虑蔑了开挖面累泥水压力遮的梯度影鼻响。泥水励压力根据宣实际工况展选择。不图蛋2.2后-11虽托开挖面泥耗水压力惠盾构机经缩过一定的偏简化处理具，考虑了锹与土体接惹触部分，隶并将附加络实际质量暮。雁图障2.2笋-12捏蹦盾构机葵考虑油缸惜压力的影给响，将油适缸推力转著换成压力般施加在盾袖构机上，落同时考虑脚油缸推力泄的分布情贵况。箩图圈2.2询-13疑坦盾构机上眉油缸压力检施加吊考虑油缸避推力的影奖响，将油江缸推力转深换成压力偶施加在衬就切上，同欲时考虑油趣缸推力的昌分布情况撞。休图枯2.2揪-14态刮衬切上油厕缸压力施符加于考虑了注届浆的时空枪性能变化厌，同时考俭虑了拖车袭载荷等因店素的影响门图单2.2幅-15芳爆注浆时空陵效应谁2.2.羞3冷计算结果钓及其分析蚂1瓦)山开挖面压耻力对出洞惨施工过程裤的影响分屋析谦(1奋)悬计算工况记设计袍本次研究股在完全模莲拟盾构施眯工中的地魄形、土层喷物理特性辅等施工情戚况，采用帮了辜5额组开挖面皮压力，进乳行了施工庭过程的计船算，以求丢能够比较悉全面的分阀析盾构出叉洞后开挖筝面压力对妹盾构稳定么性的影响扎，同时裁对想8辜个施工位叔置进行了泼重点分析浅。帅(1狼)无开挖面压马力的确定姻开挖面压崖力采用啦了泊5耗组压力，鹿其确定方瓣式采用了乐在基准压饺力的基础闷上，分别弦增厅加押10KP洁a摸、扮20KP谷a刺与减旱小恼10KP开a遣、桐20KP坐a乔来确定。咽基准压力合的确定，持在完全加够固区时的哲土压采用岸了维持泥唐水的压力划，泥水密舅度振为指1350胀kg/m敞3泪，其它区态域的压力座采用水土设合算公式伍进行计算摸。企然后，根抵据实际的鄙计算情况绘进行了适婆当调整，饶以保证开数挖面的稳太定性。最蜘后，基准肉计算压力汇设定为如迁图验2.2铃-1佛6登所示：稍图嗽2.2眯-16仓舍基准压力浓（相2盟）分析位光置及术语队说明虽图里2.2忧-17楚却位连置地1巾该盾构机开痕挖（开挖暖1早环）廊图描2.2访-18农抹位余置拦2舒裹盾构机位怎于款18咬米加固区访内（开挖洞7手环）杯图胆2.2胁-19微钱位字置况3镇倚盾构机挖抗至廊18吉米处（开雁挖谊9吨环）盈图跟2.2坏-20衰翠位消置证4坡象盾构机横杂跨勺18溪米处（开舞挖瓦12久环）伍图良2.2暮-21捆该位何置脉5兆布盾构机挖怒过警18兔米处（开拌挖花16室）辈图背2.2重-22卖度位骆置剥6究余盾构机挖闷至秀55糠米处（开环挖宪28蚊环）翅图站2.2定-23楼歉位落置蚀7籍绞盾构机横径跨烘55偏米处（开电挖法31校环）昨图童2.2润-24辣岛位角置倍8坊拍盾构机挖闸过匀55夺米处（开少挖筑35党环）抽影响系数扶：（当前蛙压力下的冠数气值董-羞基准压力访下的数值怎）之/陶|做基准压力雪下的数耽值拒|诚盾构机垂固向位移差纱：盾构机睁尾部中心躺的垂直位申移减去头涛部中心的缘垂直位移诞。爷开挖面的嫁位移：开挣挖面沿轴侄线的位移某，负值为咸隧道内向并，正值为皂盾构机前狐进方向。潜2)票伙出洞过程明重点位置盏模拟及分毛析丸(1易)服盾构机开俱挖（开挖礼1逝环）混图车2.2尊-2泡5招开挖面位间移（基准投压力下慎）揪概都图闷2.2屈-26填迟盾构机位夕移差（基亲准压力下搞）淋图派2.2浅-27干需压力对开叼挖面位移搞的影叙响捷网秃图箭2.2竞-28骑侦压力对开西挖面位移英的影响系龟数错图木2.2纠-29盟占压力对盾渐构机垂向结位移差的佳影罩响死朗希图妙2.2直-30份蕉压力对盾顿构机垂向延位移差的杂影响系数晋当开诊挖皂1绕环时，在继基准压力魔下，隧道艇前方开挖帽面下半部缴分位移向勾隧道内，美上半部分默位移向隧帽道前进方抚向，这主敬要是因为续开挖面的老泥水压力葵取的是维佩持泥水的猾压力。可雕见，最大科位移去为践7.7m伞m拍，最小位屿移输为悄-7.7袜m紫m遣。由压力均对开挖面懒的位移影培响图中可乞见，尽管去压力对开晕挖面的位龟移有一定桌的影响，述其幅值很乖小，影响婶系数不大响。掩当开粘挖贤1助环时，在次基准压力昨下，盾构芦机的盾尾劲产生向上思的隆起，看引起的盾坑构机位移急差鱼为近0.41怕5m号m携。同时由晶压力对盾悉构机位移弄差的影响另图中可见廉，开挖面耽压力对盾工构机位移遭差影响也域较小。摘(2搜)活盾构机位特于满堂加竞固区内（回开挖氏7携环）分析申图兴2.2葬-31鸡怖开挖面位偿移（基准疾压力下赵）吉巾罚图捏2.2通-32芳羽盾构机位侄移差（基障准压力下词）钱图他2.2些-33竞诵压力对开旷挖面位移朱的影都响伍苏扰图愉2.2烧-34娘泉压力对开穴挖面位移扔的影响系踩数锋图常2.2热-35炼故压力对盾版构机垂向粒位移差的赵影篇响市撇老图危2.2糠-36烫狸压力对盾呜构机垂向沟位移差的絮影响系数锹当开巩挖凭7诉环时（即客盾构机完演全进入满薯堂加固区笛后），在爽基准压力妈下，隧道房前方开挖确面位移分员布产生变商化，位移旋均指向隧除道内部。抬可见，最圣大位移沸为拉-0.8普m滔m膀，最小位辅移拐为知-11.爆9m廉m照。由压力塌对开挖面嘉的位移影怕响图中可指见，压力已对开挖面罗的位移有盒较大的影杜响，其幅喷值很小。较当开默挖锄7拌环时（即专盾构机完腊全进入满户堂加固区蜻后），在伐基准压力舌下，盾构唱机的盾尾耀处的隆起浸高于刀盘塔处的隆起般位移，引霞起的盾构球机位移差轻为萄11.0究2m吧m爽。同时由娃压力对盾挺构机位移长差的影响考图中可见毙，相对于它对开挖面卫位移的影足响，开挖担面压力对且盾构机位助移差的影江响要小很更多。被(3海)狸盾构机挖偏至妖18勺米处（开见挖会9轨环）分析丛图四2.2自-37刮吨开挖面位烂移（基准背压力下灵）列检羡图魂2.2益-38偷卫盾构机位虫移差（基蛋准压力下质）樱图倘2.2糟-39加攀压力对开佛挖面位移版的影栋响润地奴图汇2.2壶-40准银压力对开犯挖面位移援的影响系勿数捕图锡2.2框-41爱抢压力对盾强构机垂向祥位移差的弊影铃响芒预谈图脏2.2那-42薪注压力对盾观构机垂向尘位移差的川影响系数灾当开扔挖煮9侍环时（即喊盾构机挖鸡至舒18期米处），鼠此时刀盘顿前方的土芦体为原状挠土体，上普方为加固题土体。在该基准压力杜下，隧道波前方开挖脊面除边缘竹处位移向乘隧道内外穗，大部分红位移指向待隧道前进篮方向。可溪见，最大颜位移由为慎20.3蜓m效m腹，最小位缩移迁为衬-9.4爱m举m果。由压力附对开挖面睡的位移影拆响图中可例见，压力异对开挖面帝的位移影钳响较大，摘并且随着匪压力变化考的增加而朗增大。侄当开谎挖刚9战环时（即滔盾构机挖锡至弊18望米处），撇此时刀盘春前方的土约体为原状炸土体，上企方为加固期土体。在电基准压力艺下，盾构寇机的盾尾初处的隆起笨高于刀盘犁处的隆起速位移，引弱起的盾构动机位移差巩为痰16.3更1m会m续。同时由形开挖面压拔力对盾构半机位移差精的影响图被中可见，舌开挖面压获力对盾构袜机位移差甲影响较大翠，随着压章力变化的条增大，幅萌值逐渐增员大。骆(4迈)以盾构机横盏跨振18适米处（开灾挖握12娘环）分析点图泪2.2祥-43馅死开挖面位鞠移（基准链压力下株）订安城图垒2.2默-44宴俯盾构机位撤移差（基烦准压力下虹）架图匀2.2钱-45衰开压力对开查挖面位移闯的影赌响录慢摘图灵2.2贩-46薪承压力对开茅挖面位移沙的影响系富数苍图搏2.2抛-47处份压力对盾猾构机垂向骆位移差的准影勒响捞创乐图床2.2树-48拥慧压力对盾业构机垂向忧位移差的钟影响系数胀当开屋挖纸1郊2铃环时，盾保构机横跨肠在禽18污米处，部静分盾构机其位于满堂潜加固土体塞，部分位嗓于顶篷加嚷固土体。往在基准压棒力下，隧喘道前方开固挖面除边井缘处位移雕向隧道内蓬外，大部阿分位移指扭向隧道前猛进方向。那可见，最照大位移团为盟11.9躺m粮m狗，最小位母移次为多-4.7叨m欣m伞。由压力绝对开挖面监的位移影山响图中可脊见，压力灰对开挖面内的位移影渗响较大，者并且随着档压力变化桑的增大而方增大。们当开威挖纺1乞2絮环时，盾伸构机横跨灶在自18碧米处，部冰分盾构机黑位于满堂迫加固土体弯，部分位业于顶篷加仪固土体。艺在基准压腾力下，盾虹构机刀盘消处部分产赞生了相下茄的位移，哄而此时盾密构机的盾截尾处依然茄隆起，这核引起的盾迫构机位移照差的增大乌，达到葬为瞧19.2幻5m吗m饮。同时由社开挖面压丘力对盾构霸机位移差胁的影响图绩中可见，还开挖面压霞力对盾构悔机位移差言影响较大凑，随着压美力的增大夏，盾构机胁位移差的喂幅值逐渐障增大。盾尚构机存在遥点头的可拘能，减小啦压力有助反于减小这羞种可能。帽(5弦)牙盾构机挖忌过奶18松米处（开旅挖意16秆）分析鼠图碗2.2毯-49估搜开挖面位绩移（基准孝压力下嚼）嘴顺冶图校2.2个-50拉帽盾构机位膨移差（基租准压力下兵）论图动2.2铜-51消办压力对开衔挖面位移敬的影此响川叮僻图爸2.2究-52晓垃压力对开旋挖面位移纠的影响系夏数未图忍2.2挎-53宝呆压力对盾前构机垂向肺位移差的圾影铅响睛砌构图独2.2班-54陷饭压力对盾愉构机垂向写位移差的防影响系数绘当开妨挖类1叨6辉环时，盾承构机挖过匆18轰米处，盾界构机上部掠为加固土怨体，而下交部完全位江于原状土兼体上。在欧基准压力倡下，隧道忍前方开挖洽面上半部秩分位移向躬隧道内，蝶下半部分果位移向隧狮道前进方阔向。可见低，最大位策移杂为括7.2m责m仓，最小位续移造为巧-5.7酒m仓m班。由压力漆对开挖面吧的位移影袋响图中可此见，压力恐对开挖面鼻的位移影咏响很大，详并且随着掠压力的增么大而增大遮。咱当开复挖慢1乌6副环时，盾陆构机横跨贱在晴18级米处。在张基准压力争下，盾构井机的盾尾婆处的隆起妻高于刀盘潜处的隆起赶位移，引东起的盾构外机位移差毁为耐5.57闹m投m拔，明显小缩于羊1前2瞒环的情况慰。同时由上开挖面压墙力对盾构摊机位移差惧的影响图刑中可见，解开挖面压榆力对盾构扫机位移差知影响较大咬，随着压模力的增大押，幅值逐是渐增大。煤(6尘)的盾构机挖尝至期55润米处（开驾挖功28谋环）分析坏图悬2.2娇-55哲外开挖面位吓移（基准哀压力下乔）遇油焦图驻2.5口6件另盾构机位戒移差（基师准压力下铅）止图泽2.2编-57纤破压力对开处挖面位移尿的影赵响相剂粉图族2.2释-58丈压压力对开善挖面位移涛的影响系哪数去图选2.2触-59伸古压力对盾饥构机垂向鼓位移差的额影缺响膝枕尖图旅2.2罪-60输思压力对盾恋构机垂向丝位移差的乎影响系数斯当开挑挖洲2待8新环时，盾雹构机挖扛至喜5距5粮米处，盾端构机前方葵为原状土铜区域。在聋基准压力愉下，隧道苏前方开挖枣面上半部恩分位移向姑隧道内，午下半部分援位移向隧咳道前进方献向。可见钢，最大位鞋移辜为与3.2m挨m索，最小位歪移室为培-6m初m驴。由压力耗对开挖面票的位移影礼响图中可佩见，压力默对开挖面缺的位移影蚀响较大，转并且随着肺压力的增死大而增大贵。趣当开窄挖亏2税8乒环时，盾渗构机挖常至完5当5斜米处，盾动构机前方略为原状土宜区域。在樱基准压力指下，盾构毁机的盾尾夸处的隆起柏高于刀盘牌处的隆起密位移，引拳起的盾构惕机位移差饺为鸭8.9m赖m墓。同时由路开挖面压止力对盾构使机位移差妄的影响图胃中可见，换开挖面压滨力对盾构系机位移差赢影响较大式，随着压崖力的增大鼠，幅值逐掩渐减小。响这主要是疼因为挖至驴该处，压闷力施加在奉原状土体消上。格(7害)竖盾构机横帝跨据55部米处（开那挖铺31俱环）分析电图手2.2宿-61枯访开挖面位墓移（基准牛压力下陶）鲁惯扭图扇2.2愁-62袍洞盾构机位跌移差（基文准压力下墙）扑图践2.2曾-63牢器压力对开败挖面位移按的影筋响射聪厅图铸2.2摄-64党文压力对开雀挖面位移机的影响系若数锯图洁2.2划-65垮烟压力对盾愈构机垂向旋位移差的乘影颈响缝辫冲图以2.2腐-66田焦压力对盾徒构机垂向乘位移差的锻影响系数轮当开贡挖凑3仰1忧环时，盾符构机横跨逮在姜5长5锦米处，盾避构机部分锯为顶篷加膨固区域，积部分位于赛原状土区撤域。在基续准压力下湾，隧道前锹方开挖面喊上半部分舞位移向隧稠道内，下枪半部分位返移向隧道煎前进方向榆。可见，录最大位移蹦为提-0.1今m贸m柏，最小位限移童为周-9.5夜m犬m淘。由压力戚对开挖面树的位移影陈响图中可沿见，压力仍对开挖面精的位移影离响极大，脱并且随着趟压力的增荣大而增大蒜。员当开仇挖锡3判1氧环时，盾凤构机横跨意在晋5东5温米处，盾言构机部分形为顶篷加熊固区域，损部分位于榆原状土区染域。在基考准压力下活，盾构机痒的盾尾处捐的隆起高悬于刀盘处两的隆起位县移，引起口的盾构机胳位移差映为窃7.16编m联m胡。同时由旦开挖面压擦力对盾构榆机位移差染的影响图逃中可见，哈开挖面压伏力对盾构紧机位移差侦影响较大曾，随着压由力的增大屯，幅值逐酬渐减小。边这主要是炭因为挖至爹该处，压燃力施加在志原状土体劝上。虹(8躁)逃盾构机挖捧过坏5捉5续米处（开消挖亦3降5决）分析牲图瞒2.2迅-67往围开挖面位跃移（基准润压力下破）豪倘躬图胃2.2割-68犯脉盾构机位拌移差（基脆准压力下龄）拼图篇2.2跌-69抚珍压力对开廉挖面位移酒的影篇响呼锣怒图吊2.2美-70瞧妈压力对开扬挖面位移欧的影响系酬数虏图浙2.2凉-71兴每压力对盾质构机垂向斧位移差的沾影览响插栗规图居2.2估-72锅揭压力对盾瞒构机垂向肺位移差的乱影响系数骄当开拌挖驼3床5标环时，盾监构机挖萌过稀5泽5专米处，盾胡构机全部铸位于原状灾土体区域挣。在基准结压力下，量隧道前方野开挖面上享半部分位桃移向隧道衡内，下半映部分位移另向隧道前依进方向。精可见，最谈大位移董为碰-3.5恢m甩m浓，最小位栽移演为豪-9.1闲m碧m挑。由压力迁对开挖面毛的位移影毅响图中可宽见，压力矛对开挖面蝴的位移影宫响较大，岩并且随着喝压力的增站大而增大谈。踢当开牛挖配3湖5卷环时，盾黎构机挖按过员5忆5野米处，盾团构机全部首位于原状叔土体区域姜。在基准丹压力下，鬼盾构机的忽盾尾处的拆隆起高于岔刀盘处的嫂隆起位移闷，引起的地盾构机位扁移差峡为亚7.05糟m厚m愁。同时由咐开挖面压范力对盾构埋机位移差灭的影响图轨中可见，咬开挖面压枯力对盾构霜机位移差酬影响不大薄，随着压腹力的增大罚，幅值逐奶渐减小。祖这主要是涛因为挖至职该处，压封力施加原荐状土体上扩。矮3闻)眉模拟过程拨分析而(匆1挠）开挖面布最小位移趣变化分析蹈整个开挖炸过程中，骆在满堂加讽固区域内约，开挖面攻泥水压力姐对开挖面缺的位移最姓小值影响垫不大，即持对开挖面淡内涌的位识移影响不瞎大；而在兆顶篷加固盆区内，开意挖面泥水评压力影响哥较大，由追影响系数玻图中可见尼，减小压亩力对开挖碍面位移的貌影响更大乘。此外，在当压力增疑加端10KP罗a荷以上时，栽最小值已贡经为正值身，即开挖你面没有向送隧道内涌光入，而是霉完全向外拆涌。尽图木2.2兰-73劫别压力对开渣挖面最小混位移的影并响祝图顾2.2下-74僵谁压力对开也挖面最小殊位移的影寨响系数努（明2准）开挖面丑最大位移犬变化分析散整个开挖牢过程中，矛在满堂加匙固区域内系，开挖面贡泥水压力堵对开挖面杂的位移最稳大值影响而不大；而庄在顶篷加谅固区内，温开挖面泥圆水压力影耍响较大，惹尤其是开录挖年到国5绩5劣米处时，沫开挖面的冤压力对开币挖面位移谋的最大值蛋影响极大财。此外，巩可见，当渗压力减陈小盗1泄0KPa榴以上时，追最大值为拦负值，即辣整个开挖匠面均的位过移均指向点隧道内部糊。惧图割2.2愿-75银勤压力对开活挖面最大床位移的影闻响敌图神2.2扯-76杜胁压力对开鞠挖面最大紫位移的影滋响系数冤（您3战）盾构机昂垂向位移距差变化分表析咱图午2.2挺-77挽征压力对盾晕构机垂向严位移差的足影响评图舒2.2哗-78候颂压力对盾迫构机垂向舞位移差的匀影响系数筒整个开挖古过程中，岭当盾构机仙在满堂加痒固区内开在挖时，盾灰构机位移部差在师15mm芦内，开挖急面压力对侄其影响不气大。当盾奖构机开始荐挖搭18捏米后的顶姨篷加固区舟，盾构机忆位移差迅施速增大，织同时开挖纯面压力对倒其影响较授大，减小搞开挖面压见力可降低秆发生磕头展的风险。酬当盾构机裤完全进入皇顶篷加固蠢区后，盾井构机位移裂差逐渐增未大，而当殊盾构机开唤始从顶篷夕加固区向队原状土区粒域挖掘时具，盾构机银位移差开底始减小，码盾构机有枝向上抬头秃的趋势。妙此时，开屯挖面压力塌对盾构机户的位移差禽也有较大隐影响，当爆压力增大靠，盾构机唉位移差减而小，即其蝶向上抬头营的趋势增渔大。当盾论构机从顶跟篷加固区嚼出来后，携压力对盾航构机位移摊差影响不蛇大。军（辨4兵）地表垂耀向位移变漫化分析比图相2.2解-79掠港压力对轴这线上地表失垂直位移鸽的影响（递开刻挖含8窄0问米）顾图执2.2塞-80极历压力对轴盘线上地表秧垂直位移螺的影响系舱数（开激挖条8秘0就米）巴2.2.桐4倚实际施工还方案的模告拟及分析桐1所)都模拟掘进缠工况说明来根据实际巷施工过程稍中需要考蒸虑油缸压此力的影响雁，因此模船拟中需考疲虑油缸压男力的作用厦。宣表南2.2-洋2丑试掘进参系数表验序号然区段因选取断面肿泥水压力榆（条kp级a丰）腔推力挎（软k帽n宽）策扭矩矛（岔kn火m耽）墨掘进速度乏(摸mm/m痕in)缺刀盘转速罩(麦r/mi祝n)宇注浆压力疼(虽kpa)省备注渠1油0猴～四18古18m畏/凤3161展4至3000悼0绢1体－栗5还1.2至/认满堂加固相2董1缩8羞～仅55常35冤m壤1榜92库6偿1053较1毕－寨10赏1.2收1声96守顶篷加固孔3定55秘～你80挨6脉5m监210示6击5189确1伴－逐10辛1.0驱215正原状土丢2皆)钓出洞过程肚重点位置侍模拟及分踢析容（缓1览）户1言8凯米处施工始情况分析装图里2.2浙-81键缴盾构机垂爹向位移云串图利由图可见禽，当盾构络机掘进防至牢1担8被米处时，帖盾构机的锯刀盘处略固有向下的驾位移产生誓，而盾构形机的尾部疾的位移是控向上的，爹盾构机的占轴线位移椒差悠为济8.62隔m诸m森，即盾构扮机具禁有盼“阴磕滚头矿”支的倾向。秧图饼2.2翁-82究沾开挖面位饱移云图努由图可见奉，当盾构顽机掘进抓至义1骆8迁米处时，陕此时开挖朴面压力作荣用在原状泡土上，因镇此该开挖浪面的压力宰略大，使衣得开挖面罪上的大部更分土体位辩移均为正劣值，土体皆最大值位筒移位于开率挖面的上娘部，最大奋值慢为倦19.1格m打m惨，最小值姿为参-4.2袭m拳m歉，土体受贼到压缩作廉用，产生丙外涌的现临象。芽（顽2团）遮3闯5银米处施工香情况分析界图谁2.2袋-83墙键盾构机垂寨向位移云秧图要由图可见庸，当盾构促机掘进北至笨3勿5震米处时，驴整个盾构禾机均产生乏了向下的靠位移，但谋是盾构机者的刀盘处驶的位移大呢于盾构机葛尾部处的衔位移，盾钳构机的轴元线位移差璃仍然为正拦值，幅度狗为镜1.27完m培m这，即盾构熊机依然具梨有许“求磕留头供”任的倾向。佩图懒2.2金-84安颤开挖面位增移云图甘由图可见绳，当盾构单机掘进盖至劫5渣5慕米处时，的此时开挖裹面压力作坚用在原状悲土上，因氧此该开挖泰面的压力痰略大，使绪得开挖面蜂上土体位曲移全部为校正值，土泼体的最大泄值位移位伟于开挖面豆的中部，昌最大值厌为件25.5茄m辱m规，最小值盯为谋1.2m踏m触，土体全不部受到压拒缩作用，帜产生外涌晒的现象。座（可3茅）仙6扒5脸米处施工议情况分析紫图声2.2征-8钓5榴盾构机垂斧向位移云柿图晚由图可见楚，当盾构孤机掘进萍至闯6经5扩米处时，锈整个盾构税机的位移竿均为向下奇，但是盾验构机的刀乏盘处的位全移大于盾轿构机尾部猪处的位移该，盾构机让的轴线位屠移差仍然券为正值，概幅度禽为笛2.08饥m诚m兼，即盾构临机依然具愧有俩“溉磕量头董”栗的倾向。殿图滩2.2线-86忆拦开挖面位桥移云图恳由图可见脾，当盾构亮机掘进预至虚6东5应米处时，对此时开挖搏面压力作娘用在原状盒土上，因面此该开挖中面的压力犁略大，使著得开挖面艺上土体位尿移全部为驻正值，土撇体的最大混值位移位尺于开挖面棵的下部，座最大值段为迎21m雀m更，最小值寿为独5.3m侦m摩，土体全驳部受到压咸缩作用，眠产生外涌蜘的现象。欣3物)样模拟过程盏分析默由孝图纲2-8凑7猎可见，盾陪构机位于群满堂加固晃区时，盾叹构机前后植位移差较翅小，最大才值歪为钻9.1效m神m甲，最小值宵为挎0.8m残m期，即在此毁区域盾构前机盈“忌磕头猴”禾的风险很盒低；当盾齐构机开始订进入顶篷突加固区时伏，盾构机拜前后位移加差瞬时增等加到最大膨，达紧到三12.8优m箩m店，这是由姿于盾构机宏作用在原校状土导致耀的，此后艳随着盾构远机进入该攻区域，该遣值逐渐减臣小，此后倦逐渐稳定学；当盾构割机由顶篷烛加固区进帅入原状土雁区，盾构阳机前后位叠移差减小减，完全进躲入原状土晃区后保持迟稳定状态扣。樱图班2.2睬-87域延盾构机垂膝向位移差巴图垮2.2低-88受朽开挖面位先移兵由图可见税，当盾构杠机位于满汤堂加固区篮时，除位搬于交界处捷的开挖面船最大位移岁为断19.1帅m蚂m贱外，其他较位置的幅饺值均较小硬；而当盾隐构机位于努顶篷加固鹅区时，开墙挖面土体纯大部分处足于压缩状起态，开挖印面的土体怜位移均指傍向盾构机耻前进方向潜，开挖面颈土体产生栽外涌；当骨盾构机进浙入原状土约区，开挖述面的土体凤也均指向磁盾构机前保进方向，骨但幅值相貌对于顶篷混加固区的沫要小。奶图奴2.2陵-89玩插地表垂向罪位移抖由图可见榨，满堂加通固区的地拳表垂向位皱移较大，便最大值达划到姓了赢16.5隆m楼m芽，即靠近窝工作井处盘地表产生汽了较大的水隆起；而衫顶篷加固渔区的地表捉垂向位移欲较满堂加填固区小，栋最大值浅为患10.5脱m臭m端；在原状科土区内，惧除盾构机讽开挖面土萝体前方由泛于压力作甜用隆起外杯，其他位例置均较小桌。风2.2.雅5堪本章小岁结秋通过对盾烟构机出洞纵段的仿真卡过程，得械到基准压鼻力下的数粒据如父表不2.2-喝3沾所示。考音虑油缸压栏力下的数具据如愿表汤2.2-醒4踩所示。者2.2-红3膏基准压力届下掘进的钟数据统计肉满堂加固腊区攀顶篷加固玻区里原状土区肯盾构机垂泼向位移差缝（乳m灭m菊）阳最大值摧16.3猛1顷24.1舌5允11.2败1钥最小值交0.42赴-0.2蜂2片7.09扒开挖面位活移司（峰m铲m垄）海最大值麦8.00劈20.3毒0盟0.70规最小值昌-14.挡5霉-15.苏60戴-9.4俩0啦地表垂向蛾位移碎（舍m伍m丈）先最大值围26.4静6满3.73脱7.29敞最小值机4.72忙2.52金0.09堂表求2.2-钢4中电实际试掘赢进工况下持的数据统具计粱满堂加固民区慈顶篷加固管区凝原状土区芽盾构机垂摘向位移差纤（我m条m览）塘最大值轿9.1圈12.8臂5.9而最小值让0.8鞭1.0尽1.9鹿开挖面位于移蚂（培m佩m水）绒最大值梳19.1概41.3谎26.6蚂最小值畜-6.0窗-1.6接1.1苗地表垂向端位移亮（户m陆m荣）饺最大值罢16.5草10.1蛛3.2旷最小值丢15.5久1.9绑0.1玉从规律性咸结论上来梅看，可以棋分为以下靠几点：汽1怠)烧开挖面压鸽力对盾构夜机位移差样的影响：悠整个开挖哄过程中，晶当盾构机亿在满堂加业固区内开倦挖时，盾织构机位移摇差在服15mm吉内，开挖拍面压力对返其影响不波大。当盾距构机开始挨挖怪18域米后的顶凶篷加固区容，盾构机锡位移差迅贯速增大，臣同时开挖闷面压力对推其影响较伸大，减小愿开挖面压己力可降低晋发生磕头甲的风险。售当盾构机巾完全进入隙顶篷加固坛区后，盾广构机位移杏差逐渐增材大，而当嘱盾构机开叼始从顶篷势加固区向素原状土区酿挖掘时，钞盾构机位欣移差开始购减小，盾骂构机有向湖上抬头的涝趋势。此窑时，开挖纠面压力对垂盾构机的床位移差也浸有较大影捏响，当压钱力增大，眠盾构机位橡移差减小眼，即其向祸上抬头的令趋势增大券。当盾构忙机从顶篷些加固区出卖来后，压塔力对盾构骨机位移差幅影响不大鸟。峰2蛙)做开挖面压京力对开挖黑面位移的毕影响：在气满堂加固阁区域内，菠开挖面泥理水压力对额开挖面的化位移影响芝不大；而圾在顶篷加郊固区内，漂开挖面泥罚水压力影登响较大。泼当压力增稍加催10KP呜a裕以上时，变最小值已吸经为正值声，即开挖英面没有向毁隧道内涌类入，而是慧均产生指晕向隧道前叛进方向位浴移；当压冠力减小炕20KP亩a誉以上时，手最大值已凤经为负值困，整个开电挖面均指喊向隧道内捆部，产生馆向隧道内族涌入位移洋。覆3衰)瓶开挖面压仍力对地表难位移的影谋响：开挖该40许环后，地隙表最大位土移出现在吼右线轴线嗽的右侧，架同时工作积井处及隧定道轴线开冷挖面前方罩的位移也膛较大；同除时可见开买挖面泥水滋压力对工龟作井及满璃堂加固区顶的地表位微移影响不码大，但对股顶篷加固双区域及原却状土区域绵的地表位阴移影响较带大，随着擦开挖面泥讽水压力的傍增大而增别大。渡4喝)真油缸压力惑对盾构机遗位移差的拐影响：满巩堂加固区锹：盾构机誓前后位移奥差较小，鼠最大值目为胁9.1罩m压m鲜，最小值墨为叔0.8m斧m围，即在此劫区域盾构亮机丧“值磕头疗”岛的风险很预低。顶篷粥加固区：祥但盾构机饿开始进入站顶篷加固少区时，盾暮构机前后导位移差瞬防时增加到幻最大，达座到驰12.8游m拉m酸，这是由惯于盾构机窗作用在原晌状土导致陈的，此后趋随着盾构秧机进入该佳区域，该暂值逐渐减航小。原状涂土区：当打盾构机由煌顶篷加固浆区进入原盖状土区，中盾构机前榆后位移差孝减小。迹5类)捷油缸压力掩对开挖面恒位移的影冈响：满堂秒加固区：星除位于交昌界处的开衔挖面最大添位移停为番19.1同m渡m锁外，其他担位置的幅馒值均较小啦。顶篷加足固区：开罚挖面处于翠压缩状态陷，开挖面送的土体位抱移均指向佣盾构机前控进方向。钥原状土区述：开挖面械的土体也骡均指向盾蝴构机前进丰方向，但屈幅值相对楼于顶篷加偶固区要小冠。吃6谣)竞油缸压力船对地表位涝移的影响爆：满堂加榆固区：地构表垂向位坊移较大，坝到即达蚊16.5敏m矮m族；顶篷加亭固区：地输表垂向位照移较满堂恨加固区小环，达迫到革10.5净m速m柔；原状土好区：除盾础构机开挖风面土体前污方由于压汤力作用隆薪起外，其滴他位置较算小。淋2.3康穿越长江驱大堤施工绑的三维可承视化仿真呆2.3.逮1.厌工程概述遇根据现场浮勘察，拟鸦建隧道段敬陆域主要认构筑物为院长江大堤咳，起防洪拜防汛作用也。北岸长愁江大堤其显里程霞为匹K3+7才5篇8葱，岸堤坡室角约习为偏45泄○厅，临水一燕侧浆砌块裂石护坡，汤修建时参间郊6烘0振年代，堆判填物为粉葛质粘土，雕大堤顶面调宽更8