盾构隧道千斤顶推力对管片力学响应影响分析摘要：本文以上海隧道股份有限公司承建的昆明市轨道交通 2 号线二期工程六甲站~龚家村站盾构区间隧道为工程背景，通过 MIDAS/GTS 软件建立三维有限元非连续接触有限元模型，对盾构隧道推进过程中不同千斤顶推力情况下的管片力学响应进行模拟，并针对千斤顶推力相对于管片表现出的应力应变而产生的实际影响，进行科学合理的综合分析。结果显示：横向水平变形和竖直变形呈减小的趋势，轴向水平变形随着推力的增大而增大，管片的错台量减小；与此同时，由于管片环的持续推移，轴向水平方向由于负载千斤顶推力而引发的变形程度逐步降低；每环管片的最大拉应力和最大压应力均位于连接螺栓手孔处，因此可以推断螺栓孔位置和错台部位易发生开裂破损现象；值得一提的是，当千斤顶推力逐步递增的过程中，管片所能达到的最大拉应力以及相应的压应力，将会首先缓慢降低，又逐渐增大，说明适宜的千斤顶推力有利于管片受力，但是推力过大会导致管片破损。 经由本篇论文所获得的研究结果，将能有助于针对地铁盾构进行科学有效的施工控制。关键词：盾构隧道，千斤顶推力，衬砌管片；力学响应1 引 言现如今，城市现代化进程日益推进，各个城市当中所含的建筑物逐步趋于密集，地下管线敷设较多，在这种环境条件下采用传统矿山法和明挖、盖挖法等施工方式修建地铁往往有较大的局限性，爆破影响、施工场地有限、既有地面交通中断等多种因素都制约着传统施工方法在地铁施工中的应用。盾构法施工由于其对城市周围环境影响较小、施工安全性较高、掘进速度快、对环境污染较小等优势，已在许多地铁建设项目中被采用。以云南省昆明市为例，目前已开通 4 条地铁线路，累计开通里程达119.5 公里，直至 2018 年，该项目已经成功建设 72公里，并且此项目所涉及的地铁隧道，均借助于盾构来进行施工。在此过程中，隧道衬砌结构实则完全通过预制管片，进行规范化拼装所得。盾构机在多个千斤顶的推力作用下对岩土体进行开挖掘进，而千斤顶推力的反力来自于已拼装完成的衬砌管片。中国学者李强等[1]，曾经借助于三维弹塑性有限元的作用，针对盾构表现出的推进力波动，相对于地面变形而产生的实际影响，进行科学得当的细致模拟。中国学者胡长明等[2]，曾经以盾构机和若干管片彼此之间所存在的空间位置关系，成功构建出科学完善的计算模型，作用于计算出精准的盾尾间隙变化量。本文以 1 环管片为例，基于实际情况，结合当前可确...
