CAJ | 학술논문

土压平衡式盾构机在穿越流塑性差、渗透系数大的砂土地层时容易对隧道周围土体产生扰动,导致地表沉降不易控制和作用在衬砌结构上的土压力发生改变.针对地铁盾构隧道穿越砂土地层引起的地层扰动,采用一种能完全反映盾构隧道动态施工全过程的分析方法尤为重要.以城市地铁盾构区间隧道施工采用的土压平衡式盾构机为原型,研制(Φ)800 mm土压平衡式模型盾构机,该机主要包括推进机构、掘削机构和出土机构,能实现盾构始发、刀盘切削、螺旋出土、管片拼装等主要功能,以此开展砂土地层中盾构施工的室内掘进试验.试验过程中对盾构掘进引起的地层沉降及衬砌结构上的土压力进行量测,分析地层沉降形态和衬砌结构上土压力的分布形态,同时将试验结果同理论计算、数值分析及现场资料进行对比.研究结果表明,土体性状和盾尾注浆对地层沉降具有重要影响,地层损失是地层发生沉降的主要原因.未注浆情况下盾尾脱环引起的地表沉降值占总沉降值的60％以上,且由于未注浆而增大的地表沉降所占比例为20％～30％,沉降时程曲线具有阶段性和时效性.地表沉降槽宽度系数i与现场测试数据具有一致性.衬砌结构上的土压力分布类似于上下端为长半轴、左右端为短半轴的椭圆形,数值上试验实测值较理论计算值要小.
토압평형식순구궤재천월류소성차、삼투계수대적사토지층시용역대수도주위토체산생우동,도치지표침강불역공제화작용재츤체결구상적토압력발생개변.침대지철순구수도천월사토지층인기적지층우동,채용일충능완전반영순구수도동태시공전과정적분석방법우위중요.이성시지철순구구간수도시공채용적토압평형식순구궤위원형,연제(Φ)800 mm토압평형식모형순구궤,해궤주요포괄추진궤구、굴삭궤구화출토궤구,능실현순구시발、도반절삭、라선출토、관편병장등주요공능,이차개전사토지층중순구시공적실내굴진시험.시험과정중대순구굴진인기적지층침강급츤체결구상적토압력진행량측,분석지층침강형태화츤체결구상토압력적분포형태,동시장시험결과동이론계산、수치분석급현장자료진행대비.연구결과표명,토체성상화순미주장대지층침강구유중요영향,지층손실시지층발생침강적주요원인.미주장정황하순미탈배인기적지표침강치점총침강치적60％이상,차유우미주장이증대적지표침강소점비례위20％～30％,침강시정곡선구유계단성화시효성.지표침강조관도계수i여현장측시수거구유일치성.츤체결구상적토압력분포유사우상하단위장반축、좌우단위단반축적타원형,수치상시험실측치교이론계산치요소.