基于现场测试的复合地层盾构隧道荷载反演分析

作     者：王文和 徐一帆 孙彰 何政树 王士民 陈泽 

作者机构：深圳地铁建设集团有限公司 西南交通大学交通隧道教育部重点实验室 台州市交通工程管理中心 中国建筑第五工程局有限公司 

出 版 物：《城市轨道交通研究》 (Urban Mass Transit)

年 卷 期：2024年

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：国家自然科学基金重大项目(51991394) 中国博士后科学基金会项目(2019M663901XB) 住房和城乡建设部2020年科学技术计划项目(2020-K-140) 

主　　题：盾构隧道 结构内力 现场测试 反演分析 

摘      要：[目的]当隧道穿越横向复合地层时,荷载模式尚不明确,最终内力设计值往往与实际值存在偏差,因此有必要研究上软下硬复合地层中,地铁盾构隧道管片与土体的相互作用关系。[方法]以深圳地铁13号线留仙洞站—百旺港大站盾构穿越混合花岗岩区段为例,分析主体结构的内力情况,根据管片内力稳定后的现场实测值,选取待反演参数,定义优化目标函数。采用QPSO(量子粒子群)算法优化荷载参数,反演分析上软下硬地层中荷载的合理参数取值和具体受荷情况。[结果及结论]相比于TB 10003—2016《铁路隧道设计规范》中的取值,通过QPSO算法反演计算得到的荷载参数更适用于上软下硬地层,计算内力分布形式与实测值相近,验证了所提分析方法的可行性与合理性。针对上软下硬的复合地层,隧道上覆荷载可取塌落拱高度计算,下层硬岩段侧压力系数应对地勘值进行适当放大。