软硬不均地层盾构隧道纵向差异沉降相似模型试验研究

摘要

为探明不同海水水位、地层损失作用下穿越软硬不均地层盾构隧道结构纵向变形与发展,依托厦门地铁2号线跨海区间隧道工程,采用相似模型试验,以堆载模拟上覆水位荷载、漏砂法模拟下卧地层损失,分析上覆荷载、下卧地层损失下隧道沉降和曲率半径分布规律。结果表明:1)上覆海水水位荷载下,隧道纵向沉降呈"勺形"分布,沉降过渡区范围为20环,原型长度为30m;2)随上覆荷载增大,沉降过渡区差异沉降呈二次函数增大,曲率半径呈指数形式减小,当上覆海水水位荷载为7.50kPa时,原型水压为60kPa(历史最高水位6m),曲率半径最小,对应原型曲率半径为156450m,远大于《规范》控制值(15000m);3)下卧地层损失下,隧道纵向沉降呈"高斯"分布,沉降槽范围为24环,原型长度为36m;4)随下卧地层损失增加,沉降槽差异沉降值呈三次函数关系增大,曲率半径呈三次函数关系减小,当地层损失率为4.57%时,原型沉降槽曲率半径达到《规范》规定控制值(15000m)。