北京地铁盾构隧道渗漏病害成因及对管片结构的影响研究

作     者：张成平 王李斌 唐海栋 彭华 李宇杰 牛晓凯 ZHANG Chengping;WANG Libin;TANG Haidong;PENG Hua;LI Yujie;NIU Xiaokai

作者机构：北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京市地铁运营有限公司北京100044 北京市政路桥科技发展有限公司北京100037 

出 版 物：《隧道建设（中英文）》 (Tunnel Construction)

年 卷 期：2024年第44卷第S1期

页      面：456-466页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：北京市科技计划课题(Z221100005222029) 

主　　题：地铁盾构隧道 渗漏病害 现场检测 地质雷达 内窥镜探测 地层变形 管片内力 

摘      要：为揭示城市盾构隧道渗漏病害的形成机制,对北京地铁部分盾构隧道渗漏病害的主要类型、位置及程度进行统计分析。通过现场检测、地质雷达及内窥镜探测等手段,探究盾构隧道渗漏病害机制及成因,并通过数值模拟研究管片接缝渗漏时的地层变形规律及管片结构内力特征。研究表明:1)盾构管片接缝渗漏为主要的盾构隧道渗漏类型,占比超过60%,渗漏发生的位置集中在拱顶,以滴漏为主。2)盾构隧道渗漏水的主要内因是管片接缝处的不均匀变形,主要外因是地下水迅速升高导致存在渗漏隐患的隧道位于水位以下;同时,隧道周边地层更易形成富水体,增大了隧道渗漏病害的发生概率。3)盾构管片接缝处渗漏位置越靠近拱底,渗漏越严重,渗漏附近地层孔隙水压力消散的数值、最终达到稳定时的地表沉降越大。4)接缝局部渗漏导致的管片结构椭圆化变形较小,更易使结构出现向下且倾向渗漏点位方向的偏移;另外,渗漏位置变化相比渗漏程度对管片结构内力的影响大。