卵漂石地层盾构机超挖对地层变形影响的离散元分析

成都地铁M号线某隧道穿越区段漂石粒径大、强度高、含量高导致盾构施工易出现"卡"、"磨"、"塌"的问题。依托该工程采用颗粒离散单元法模拟了盾构机施工过程的超挖现象,分析了超挖引起地层的变形规律,获得了超挖量与地表最大变形之间的关系,初步揭示了卵漂石地层超挖造成地表塌陷的机理。结果表明:1)卵漂石地层超挖量与地表变形之间呈非线性关系,Peck公式已经不适用于预测卵漂石地层超挖引起的地表变形;2)超挖初期,超挖临空面颗粒掉落的同时,地表并未发生变形;随着时间的推移,隧道顶部出现两条与水平方向呈45°角的破碎带,地层变形进一步发展会形成空洞,空洞形成后如果注浆不及时或者仍然出土量过大,最终将发生地表塌陷。