类矩形顶管施工引起的地表位移场解析解计算.pdfVIP

第3期上海建设科技No.3

2024年6月SHANGHAICONSTRUCTIONSCIENCETECHNOLOGYJun.2024

类矩形顶管施工引起的地表位移场解析解计算

吴东鹏

（上海东方枢纽投资建设发展集团有限公司，上海200120）

摘要：随着城市的发展，地下可利用空间越来越紧张，传统的地面明挖施工在很多工况下已不适用。

在拥有相同有效空间的条件下，非开挖施工（顶管或盾构）比明挖施工可有效节约地下空间，减少工程造

价，符合国家绿色低碳的发展方向。同时非开挖矩形断面隧道与圆形相比，不仅能节约地下空间，还可

以减小隧道埋深，在城市发展建设中优势将越来越明显。依托上海轨道交通14号线静安寺站类矩形顶

管隧道工程，对大断面类矩形顶管掘进过程中各施工参数引起的地面沉降进行了解析解计算及分析。

关键词：非开挖施工；类矩形顶管；地表位移；解析解

因类矩形断面的隧道横向可利用空间更大，利静安寺站类矩形顶管隧道工程，提出了类矩形顶管

用率较高，同时施工成本较低等优点，故小断面类矩施工引起的地表位移场解析解计算方式，为后续顶

形隧道已普遍在城市地下人行通道、地下轨道交通管项目的顶管机选型、隧道设计及施工提供参考

车站及隧道、地下共同沟等设施施工中广泛应用，并依据。

逐步形成了较为完善的施工技术与施工体系。然而1工程概况

随着城市交通需求的不断增高，小断面矩形隧道已1.1项目简介

经不能满足人口密集区、关键交通枢纽等高流量地上海轨交14号线静安寺站地处上海市静安区，

域的使用，扩大地下空间，将小断面变为大断面已刻位于延安中路及华山路交叉路口下方，沿着华山路

不容缓。随着国内外机械制造技术的迅速发展，不呈南北方向布置，与已完成建设并通车的上海轨交

断地将大断面类矩形顶管机、类矩形盾构机投入用2号线、7号线静安寺站形成三线换乘的地下交通枢

于建设人行通道及轨交车站，为大众的出行提供纽。车站主体沿上海轨交14号线的线路方向共分

便利。为A、B、C3个区域(见图1)，其中B区采用顶管法进

然而非开挖施工（顶管或盾构）工法隧道施工行施工（断面见图2）。

必然会打破原有地层的应力平衡，可能引起周围土

体产生较大变形，而这种影响在大断面类矩形顶管

隧道施工中尤为明显，因大断面类矩形顶管较难做

到开挖面全断面百分百刀盘切削，以及类矩形顶管华山路

A区

机壳体/管节顶部在顶进过程中宜背土等原因，极延

安

路

易造成土体扰动，进一步引起地面较大沉降。目高

B区架

前，国内外对于顶管/盾构施工引起土体变形的研C区

究越来越多，按研究方法可以分为：（1）基于Peck华山路

[1-4][5]

公式的经验方法；（2）随机介质理论；（