单护盾TBM施工阶段围岩荷载与管片受力研究

单护盾TBM施工易出现管片破损甚至渗漏水现象，直接影响了后期地铁的安全运行。鉴于此，文中以重庆地铁环线工程为背景，对管片拼装期间的管片受力进行现场监测，探究隧道管片在实际施工环境中的围岩荷载。通过现场监测查明了单护盾TBM隧道施工过程中管片-地层相互作用演化规律。采用ANSYS三维有限元分析软件，建立了考虑盾构管片-螺栓、管片-围岩和管片-盾尾相互作用的数值模型，分析了施工过程中围岩作用下管片受力情况，对比研究了正常推进荷载与附加力矩作用下的管片变形，得出了偏心千斤顶作用对管片力学性能的影响。分析结果表明：单护盾TBM隧道管片壁后压力是豆砾石、浆液及围岩的共同作用；重庆地区砂岩地层单护盾TBM施工管片壁后围岩压力相对理论计算值稍大，管片顶部、底部及腰部实际围岩压力分别为150～160 kPa、165～200 kPa和45～52 kPa；过高的附加扭矩可能导致管片的局部破损。