CN111914333A - 一种考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法，包括：确定既有建筑影响下饱和土盾构掘进的施工参数；根据所述施工参数确定上部建筑等效覆土厚度及盾构掘进过程中各因素的取值，包括刀盘附加推力、盾壳摩擦力、注浆压力及土体损失率；根据盾构施工考虑了既有建筑、刀盘附加推力考虑了挤土效应、盾壳摩擦力考虑了浆液蔓延及土体软化、注浆压力考虑了浆液自重和环向不均匀分布以及土体损失率考虑了注浆填充的影响，建立饱和土盾构穿越既有建筑受力分析模型；根据所述饱和土盾构穿越既有建筑受力分析模型确定各因素引起的土体变形；将各因素引起的土体变形通过叠加得到既有建筑影响下饱和土盾构施工引起土体的总变形。

Description

一种考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算 方法

技术领域

本发明属于地下工程技术领域，涉及一种考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法。

背景技术

近年来，随着城市人口的急剧膨胀，地下空间的开发和利用得到迅猛发展，盾构法因其施工安全、环保、高效等特点在土地区城市隧道建设中被广泛应用。因此，盾构穿越既有建筑物的频率也呈逐年增长的趋势，而在低渗透的饱和土地区，由于其压缩性大、灵敏度高等特点，土体变形尤为明显。故亟需一种能综合考虑既有建筑物及饱和土特性影响的地表变形预测方法。目前，考虑既有建筑物的影响下，盾构施工对土体扰动的研究方法有三种：

1)基于Mindlin公式的理论解；

2)基于Verruijt和Booker提出的修正Sagaseta解；

3)采用ANSYS、FLAC、PLAXIS等数值模拟软件分析。

依据现有文献分析，上诉三种研究方法仍存在较大不足：

1)考虑既有建筑影响的修正Mindlin解中，将既有建筑等效为一定厚度的覆盖土层，由此得出盾构穿越建筑施工引起土体附加应力变化规律的理论解。但其在推导中，等效土层范围仅为上部建筑所在的底面积，而忽略了建筑对周围土体亦有约束作用，致使等效后的作用范围不符合Mindlin解半无限空间的假设，而推导的理论解也仅针对土体附加应力的研究，未得出相关土体变形的解析解；

2)考虑既有建筑影响的修正Sagaseta解中，结合等效刚度原理，将既有建筑视为上覆硬壳层，推导出盾构穿越建筑时的地表变形计算公式。但其在推导的过程中仅考虑了土体损失引起的地表变形，无法反应刀盘附加推力、盾壳摩擦力、盾尾注浆压力等具体施工因素的影响；

3)采用数值模拟软件分析在既有建筑下盾构穿越引起的地表变形时，将上部建筑建立模型立于地表或将其简化为附加应力作用于地表，得出在建筑物的影响下盾构施工引起地表沉降的变化曲线。该方法的本质是采用叠加原理，将建筑物引起的土体变形曲线与盾构穿越引起的土体变形曲线进行叠加，得到地表的最终沉降曲线。实际上，在盾构开挖前建筑物对土体的扰动影响已近似完成，既有建筑物更多是约束盾构对土体变形的影响。而且，采用数值模拟进行研究不能得出在既有建筑物的影响下，盾构附加推力、盾壳摩擦力、盾尾注浆压力及土体损失引起土体变形的具体变化效应。

4)Mindlin解和Sagaseta解均假定土体为单相介质，但实际土是由三相介质构成，即便是饱和土也由两相介质组成，且由于饱和土的低渗透、高压缩、强灵敏度等特点，在土区采用只考虑单相介质的Mindlin解或Sagaseta解进行扰动计算会导致结果有所偏差；

5)现有关于刀盘附加推力、盾壳摩擦力、盾尾注浆压力、土体损失率等参数的计算式仍存在较多不足：刀盘附加推力未考虑挤土效应的影响、盾壳摩擦力未考虑浆液蔓延及土体软化的影响、盾尾注浆压力未考虑浆液自重及注浆压力不均匀性的影响、土体损失率未考虑浆液填充盾尾间隙的影响等。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法，以解决现有存在的计算公式中未考虑既有建筑影响及饱和土特性、刀盘附加推力未考虑挤土效应、盾壳摩擦力未考虑土体软化及浆液蔓延、注浆压力未考虑浆液自重及环向不均匀分布以及土体损失未考虑浆液填充问题。

为了达到上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：

本发明实施例提供一种考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法，包括：

确定既有建筑影响下饱和土盾构掘进的施工参数；

根据所述施工参数确定上部建筑等效覆土厚度及饱和土盾构掘进过程中各因素的取值，包括刀盘附加推力、盾壳摩擦力、注浆压力及土体损失率；

根据盾构施工考虑了既有建筑的影响、刀盘附加推力考虑了挤土效应的影响、盾壳摩擦力考虑了浆液蔓延及土体软化的影响、注浆压力考虑了浆液自重及环向不均匀分布的影响并将其进行分区处理、以及土体损失率考虑了注浆填充的影响，建立饱和土盾构穿越既有建筑受力分析模型；

根据所述饱和土盾构穿越既有建筑受力分析模型确定各因素引起的土体变形；

将各因素引起的土体变形通过叠加得到既有建筑影响下饱和土盾构施工引起土体的总变形。

进一步地，根据所述施工参数确定上部建筑等效覆土厚度及饱和土盾构掘进过程中各因素的取值，具体包括：

所述上部建筑等效覆土厚度h，按下式取值：

式中：h为等效土层厚度，单位：m；l为盾构施工最大影响距离，单位：m；l_i为建筑物荷载中心与监测断面中心的距离，单位：m；η_i为建筑物影响系数，单位：无量纲；P_i为建筑的平均重力载荷，单位：kN/m²；S_i为建筑的总建筑面积，单位：m²；S为盾构施工影响范围的总面积，单位：m²；ρ为隧道周围土体的密度，单位：kg/m³。

所述刀盘附加推力q考虑了刀盘挤土效应的影响，按下式取值：

式中：q为刀盘附加推力，单位：kN/m²；μ为泊松比，无量纲；E_u为土体不排水弹性模量，单位：MPa；v为盾构掘进速度，单位：cm/min；ξ为刀盘开口率，单位：％；D为刀盘直径，单位：m；k为刀盘闭口部分幅数，无量纲；w为刀盘转速，单位：r/min；Δp′为刀盘切入土体产生的挤压力，单位：kPa；

所述盾壳摩擦力f考虑了土体的软化特性，按下式取值：

式中：f为盾壳摩擦力，单位：kN/m²；β_s为桩-土界面残余摩阻力τ_sr与极限侧摩阻力τ_su的比值，无量纲；σ_θ为作用于盾壳的径向正应力，单位：kN/m²；σ_v为竖向土压力，单位：kN/m²；σ_h为水平土压力，单位：kN/m²；δ′为盾构与周围土体的界面摩擦角，单位：°；σ_轴为盾构轴线处的竖向土压力，单位：kN/m²；K₀为侧向静止土压力系数，无量纲；γ为土体重度，单位：kN/m³；

所述盾尾分区注浆压力p_i考虑了浆液自重及环向不均匀分布，按下式取值：

式中：p_i为盾尾分区注浆压力，单位：kPa；p₀为注浆孔实际注浆压力，单位：kPa；α为计算点与x轴的夹角，单位：弧度制；α₀为注浆孔与x轴的夹角，单位：弧度制；A为牛顿流体系数，无量纲；q₀为浆液流量，单位：m³/s；μ(t)为浆液粘度系数，单位：Pa·s；r₀为盾尾间隙的一半，单位：m；R_s为隧道半径，单位：m；

所述土体损失率v_loss考虑注浆填充，按下式取值：

式中：V_loss为单位长度土体损失量，单位：m³/m；R′为管片外径，单位：m；ζ为浆液渗透率，单位：％；

为注浆填充率，单位：％；g为隧道与管片的间距，单位：m；v_loss为土体损失率，单位：％；G_p为隧道与盾构之间的几何空隙，单位：m；U_3D为盾构前部土体的三维弹塑性变形，单位：m；ω为施工影响因素，单位：m；κ为考虑注浆填充影响后的参数，无量纲。

3.根据权利要求2所述的考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法，其特征在于，根据所述饱和土盾构穿越既有建筑受力分析模型确定各因素引起的土体变形，具体包括：

刀盘附加推力引起的土体变形计算公式为：

其中：

式中：μ_z-q为刀盘附加推力引起的土体变形，单位：mm；z₀为隧道轴线埋深，单位：m；x为计算点距离隧道轴线的横向水平距离，单位：m；y为计算点距离开挖面的水平距离，单位：m；z为计算点离地面的竖向距离，由地面向下为正，单位：m；G为剪切弹性模量，单位：kPa；

盾壳摩擦力引起的土体变形计算公式为：

其中：

式中：μ_z-f为盾壳摩擦力引起的土体变形，单位：mm；λ为摩擦力折减系数，无量纲；L为盾构全长，单位：m；

盾尾注浆压力引起的土体变形计算公式为：

其中：

式中：μ_z-pz为盾尾注浆压力引起的土体变形，单位：mm；m为管片单环宽度，单位：m；土体损失引起的土体变形计算公式为：

式中：S_zf为土体损失引起的土体变形，单位：mm。

4.根据权利要求3所述的考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法，其特征在于，将各因素引起的土体变形通过叠加得到既有建筑影响下饱和土盾构施工引起土体的总变形，具体包括：

根据μ_z＝μ_z-q+μ_z-f+μ_z-pz+S_zf，得到既有建筑影响下饱和土盾构施工引起土体的总变形μ_z。

根据以上技术方案，本发明的有益效果如下：

根据本发明提供的具体实施例，应用本发明求得饱和盾构穿越既有建筑物引起的地表变形量，与Mindlin解、丁智解相比，其结果表明，本专利计算结果与实测曲线更接近，可以较为准确地反映盾构掘进过程中纵、横向地表变形的特点。本发明考虑了既有建筑的影响以及盾构在掘进过程中多因素的影响，基于半无限饱和土初值解，对盾构施工引起的土体变形进行预测，对饱和土盾构穿越既有建筑工程具有预防、指导意义，并且为今后有关饱和土盾构穿越既有建筑引起土体变形的研究提供了理论基础。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为建筑分布图；

图2为本发明实施例提供的一种考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法的流程图；

图3为盾构穿越建筑物的荷载等效示意图，其中(a)为等效前建筑分布的示意图，(b)为等效土层后的示意图；

图4为盾壳表面应力状态示意图；

图5为注浆压力分布示意图；

图6为隧道土体移动模型；

图7为盾构推进受力分析模型，其中(a)为修正前的示意图，(b)为修正后的示意图；

图8为刀盘附加推力积分示意图；

图9为盾壳摩擦力积分示意图；

图10为盾尾注浆压力积分示意图，其中(a)为平面示意图，(b)为立面示意图；

图11为实测与理论计算纵向地表变形图(x＝0)；

图12为纵向地表变形对比图；

图13为横向地表变形图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合杭州地铁二号线丰潭路～古翠路站区间盾构隧道工程及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

杭州地铁二号线丰潭路～古翠路站区间盾构隧道工程，区间线路沿文二西路呈东西向敷设，道路交通繁忙，两侧有大量建筑物。监测断面选取区间中部的SD160断面，盾构施工影响范围内的建筑物主要有世纪新城28栋以及南都银座公寓4、5栋，建筑分布图如图1所示。

图2为本发明实施例提供的一种考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法的流程图；本实施例提供的一种考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法，包括以下步骤：

步骤S101，确定既有建筑影响下饱和土盾构掘进的施工参数；

具体地，确定既有建筑影响下饱和土盾构掘进的施工参数，包括：盾构施工的最大影响距离l，饱和土中建议取2max(3D，z₀+D)；泊松比μ，饱和土在不排水的条件下取μ＝0.5；刀盘切入土体产生的挤压力Δp′，一般取10～25kPa；土体不排水弹性模量E_u，软土地层中取E_u＝(2.5～3.5)E_s0.1-0.2,土质越硬，压缩性越小的土层其系数取值越大；摩擦力折减系数λ，根据工程经验取λ＝0.5；盾构与周围土体的界面摩擦角δ′，根据界面剪切试验得到黏土与光滑钢材界面摩擦角为6.5°～9°；桩-土界面残余摩阻力τ_sr与极限侧摩阻力τ_su的比值β_s，根据实测得到β_s＝0.83～0.97；浆液粘度系数μ(t)，牛顿流体取值为0.005Pa·s；考虑注浆填充影响后的参数κ，对于黏土，κ＝0.116(z₀/2R_s)-0.042；考虑注浆填充后的盾尾空隙G_p′，取G_p′＝κG_p；施工影响因素ω，经过弹塑性有限元分析，得到ω＝0.5～0.6G_p′；盾构前部土体的三维弹塑性变形U_3D；建筑物影响系数η_i；浆液蔓延长度c，采用模型计算得出蔓延长度约为2.2m；浆液渗透率ζ，主要包括浆液劈裂土体和因地层渗透系数较大而造成浆液流失的比例。其余施工参数则根据地勘报告，施工设计方案等文件进行取值，具体地，包括：建筑物荷载中心与监测断面中心的距离l_i、建筑的平均重力载荷P_i、建筑的总建筑面积S_i、盾构施工影响范围的总面积S、隧道周围土体的密度ρ、压缩模量E_s0.1-0.2、盾构掘进速度v、刀盘开口率ξ、刀盘直径D、刀盘闭口部分幅数k、刀盘转速w、作用于盾壳的径向正应力σ_θ、竖向土压力σ_v、水平土压力σ_h、盾构轴线处的竖向土压力σ_轴、侧向静止土压力系数K₀、土体重度γ、注浆孔实际注浆压力p₀、注浆填充率

计算点与x轴的夹角α、注浆孔与x轴的夹角α₀、浆液流量q₀、盾尾间隙的一半r₀、隧道半径R_s、管片外径R′、隧道与管片的间距g、隧道轴线埋深z₀、隧道与盾构之间的几何空隙G_p、剪切弹性模量G、盾构全长L。

步骤S102，根据所述施工参数确定上部建筑等效覆土厚度及饱和土盾构掘进过程中各因素的取值，包括刀盘附加推力、盾壳摩擦力、注浆压力及土体损失率，具体包括：

所述上部建筑等效覆土厚度h，转换示意图如图3所示，计算按下式取值：

所述刀盘附加推力q考虑了刀盘挤土效应的影响，计算按下式取值：

所述盾壳摩擦力f考虑了土体的软化特性，应力状态示意图如图4所示，计算按下式取值：

所述盾尾分区注浆压力p_i考虑了浆液自重及环向不均匀分布，分布示意图如图5所示，计算按下式取值：

式中：±根据浆液填充方向判断，向上为-，向下为+；当浆液向上填充时sinα-sinα₀＞0，使得-ρgR_s(sinα-sinα₀)＜0，此时浆液重力对注浆压力产生减压效果；当浆液向下填充时，式中sinα-sinα₀＜0，使得-ρgR_s(sinα-sinα₀)大于0，此时浆液重力对注浆压力产生加压效果，符合工程实际。

所述土体损失率v_loss考虑注浆填充，其土体移动模型如图6所示，计算按下式取值：

步骤S103，根据盾构施工考虑了既有建筑的影响、刀盘附加推力考虑了挤土效应的影响、盾壳摩擦力考虑了浆液蔓延及土体软化的影响、注浆压力考虑了浆液自重及环向不均匀分布的影响并将其进行分区处理、以及土体损失率考虑了注浆填充的影响，建立饱和土盾构穿越既有建筑受力分析模型；

具体地，如图7所示，修正后的模型有如下特点：

盾构施工考虑了上部建筑的影响、在原附加推力q′的基础上考虑了挤土效应的影响；在原盾壳摩擦力f′的基础上考虑了土体软化的影响，以及浆液蔓延导致盾尾部分摩擦力有一定的折减；在原注浆压力p′的基础上考虑了浆液自重及环向不均匀分布的影响并将其进行分区处理。

步骤S104，根据所述饱和土盾构穿越既有建筑受力分析模型确定各因素引起的土体变形；具体包括：

刀盘附加推力引起的土体变形积分示意图如图8所示，计算公式为：

其中：

式中：z₀为隧道轴线埋深，单位：m；x为计算点距离隧道轴线的横向水平距离，单位：m；y为计算点距离开挖面的水平距离，单位：m；z为计算点离地面的竖向距离，由地面向下为正，单位：m。

盾壳摩擦力引起的土体变形积分示意图如图9所示，计算公式为：

其中：

盾尾注浆压力引起的土体变形积分示意图如图10所示，计算公式为：

其中：

土体损失引起的土体变形计算公式为：

步骤S105，将各因素引起的土体变形通过叠加得到既有建筑影响下饱和土盾构施工引起土体的总变形；具体包括：

根据μ_z＝μ_z-q+μ_z-f+μ_z-pz+S_zf，得到饱和土盾构施工引起土体的总变形μ_z。

如图11是实测与计算隧道轴线纵向地表变形图，图中y为盾构刀盘距监测断面的距离，w为地表变形量(下同)。由图可知，当盾构未到达监测断面时，盾壳摩擦力与土体损失引起的地表变形最为明显，主要原因是盾壳与周围土体摩擦力较大，且作用面比附加推力和盾尾注浆广，而土体损失是引起地表变形的主要因素。刀盘附加推力、盾壳摩擦力引起的地表变形曲线分别关于y＝0、y＝4.3m(L/2)呈中心对称，注表开始发生明显变形(隆起)；当刀盘位于监测断面正下方时，计算得地表沉降量约为1.0mm浆压力引起的地表变形曲线关于y＝8.6m(1.0L)成轴对称；当刀盘距离断面前方约20m时，地，占地表最终沉降(10.4mm)的9.6％，而在伦敦黏土地区，刀盘位于断面正下方时，地表沉降量约为地表最终沉降的20％-30％。究其原因，是因为土黏性带来的滞后效应使得盾构参数引起的扰动反应推迟发生，而土质越软，其滞后效应越明显。文献(刘树佳,白廷辉,廖少明,等.土地区盾构施工参数对土体位移影响的滞后性试验研究[J].岩土力学,2017,38(03):857-865.)的试验结果也证明了本文计算的可靠性：土地区盾构穿越监测断面，因土体参数中的摩阻力，排水条件、渗透系数等影响，往往会导致土体变形具有滞后性；当盾构经过监测断面约8.6m(1.0L)，即盾尾注浆孔位于监测断面正下方时，注浆引起的地表隆起达到最大值；当刀盘经过监测断面20m时，盾壳摩擦、刀盘推力、注浆压力对地表沉降几乎无影响，由土体损失引起的地表沉降曲线逐渐趋于稳定。将本文预测的地表变形曲线与实测曲线相比较，可知预测结果比实测值稍小，曲线走向基本一致，说明本文所采用的计算方法较为合理。

基于本文计算结果，通过与经典的Mindlin解及未修正的丁智解进行对比，可以验证在上部建筑影响下以及修正施工参数后本文计算结果的准确性，结果如图12所示。由图可知，相较于Mindlin解及未修正丁智解，采用本文计算方法所得的变形沉降(隆起)量更接近实测值，且未修正丁智解计算得出的隆起量较Mindlin解更明显，而沉降量恰好相反。这是因为：①盾构前期施工参数对地表变形的影响比土体损失更大，其中，盾壳摩擦力是引起地表变形的主要因素，而Mindlin解及未修正丁智解盾壳摩擦力计算公式因忽略了土体软化及浆液蔓延润滑盾壳壁的影响，导致计算结果均偏大；②未修正丁智解较Mindlin解考虑了饱和土特性，假定土体不可压缩，故在计算土体损失引起的地表变形时，沉降量会略小；③既有建筑对土体变形的影响主要是通过土体损失引起的，即主要影响盾构施工后期。对比结果表明，本文计算结果与实测结果更为接近，从而再次验证了本文计算方法的正确性。

图13为盾构距监测断面不同位置时的地表变形图。由图可知，横向地表沉降槽关于y＝0对称，最大沉降(隆起)均位于隧道轴线附近，距隧道轴线越远，其竖向变形量越小，当水平距离超过24m时，盾构施工对地表变形的影响较小，沉降(隆起)值小于1mm。此外，当y＜-20m时，地表起伏不明显，变形曲线近似为一条直线；当y＝8.58m时，此时盾尾注浆孔位于监测断面正下方，由注浆压力引起的地表隆起达最大值，致使地表变形曲线在靠近隧道轴线附近沉降不明显；当y＞8.58m时，随着盾构的推进，地表最大沉降值继续增加直至趋于稳定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法，其特征在于，包括：

确定既有建筑影响下饱和土盾构掘进的施工参数；

根据所述施工参数确定上部建筑等效覆土厚度及饱和土盾构掘进过程中各因素的取值，包括刀盘附加推力、盾壳摩擦力、注浆压力及土体损失率；

根据盾构施工考虑了既有建筑的影响、刀盘附加推力考虑了挤土效应的影响、盾壳摩擦力考虑了浆液蔓延及土体软化的影响、注浆压力考虑了浆液自重及环向不均匀分布的影响并将其进行分区处理、以及土体损失率考虑了注浆填充的影响，建立饱和土盾构穿越既有建筑受力分析模型；

根据所述饱和土盾构穿越既有建筑受力分析模型确定各因素引起的土体变形；

将各因素引起的土体变形通过叠加得到既有建筑影响下饱和土盾构施工引起土体的总变形。

2.根据权利要求1所述的考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法，其特征在于，根据所述施工参数确定上部建筑等效覆土厚度及饱和土盾构掘进过程中各因素的取值，具体包括：

所述上部建筑等效覆土厚度h，按下式取值：

式中：h为等效土层厚度，单位：m；l为盾构施工最大影响距离，单位：m；l_i为建筑物荷载中心与监测断面中心的距离，单位：m；η_i为建筑物影响系数，单位：无量纲；P_i为建筑的平均重力载荷，单位：kN/m²；S_i为建筑的总建筑面积，单位：m²；S为盾构施工影响范围的总面积，单位：m²；ρ为隧道周围土体的密度，单位：kg/m³。

所述刀盘附加推力q考虑了刀盘挤土效应的影响，按下式取值：

式中：q为刀盘附加推力，单位：kN/m²；μ为泊松比，无量纲；E_u为土体不排水弹性模量，单位：MPa；v为盾构掘进速度，单位：cm/min；ξ为刀盘开口率，单位：％；D为刀盘直径，单位：m；k为刀盘闭口部分幅数，无量纲；w为刀盘转速，单位：r/min；Δp′为刀盘切入土体产生的挤压力，单位：kPa；

所述盾壳摩擦力f考虑了土体的软化特性，按下式取值：

式中：f为盾壳摩擦力，单位：kN/m²；β_s为桩-土界面残余摩阻力τ_sr与极限侧摩阻力τ_su的比值，无量纲；σ_θ为作用于盾壳的径向正应力，单位：kN/m²；σ_v为竖向土压力，单位：kN/m²；σ_h为水平土压力，单位：kN/m²；δ′为盾构与周围土体的界面摩擦角，单位：°；σ_轴为盾构轴线处的竖向土压力，单位：kN/m²；K₀为侧向静止土压力系数，无量纲；γ为土体重度，单位：kN/m³；

所述盾尾分区注浆压力p_i考虑了浆液自重及环向不均匀分布，按下式取值：

式中：p_i为盾尾分区注浆压力，单位：kPa；p₀为注浆孔实际注浆压力，单位：kPa；α为计算点与x轴的夹角，单位：弧度制；α₀为注浆孔与x轴的夹角，单位：弧度制；A为牛顿流体系数，无量纲；q₀为浆液流量，单位：m³/s；μ(t)为浆液粘度系数，单位：Pa·s；r₀为盾尾间隙的一半，单位：m；R_s为隧道半径，单位：m；

所述土体损失率v_loss考虑注浆填充，按下式取值：

式中：V_loss为单位长度土体损失量，单位：m³/m；R′为管片外径，单位：m；ζ为浆液渗透率，单位：％；

为注浆填充率，单位：％；g为隧道与管片的间距，单位：m；v_loss为土体损失率，单位：％；G_p为隧道与盾构之间的几何空隙，单位：m；U_3D为盾构前部土体的三维弹塑性变形，单位：m；ω为施工影响因素，单位：m；κ为考虑注浆填充影响后的参数，无量纲。

3.根据权利要求2所述的考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法，其特征在于，根据所述饱和土盾构穿越既有建筑受力分析模型确定各因素引起的土体变形，具体包括：

刀盘附加推力引起的土体变形计算公式为：

其中：

式中：μ_z-q为刀盘附加推力引起的土体变形，单位：mm；z₀为隧道轴线埋深，单位：m；x为计算点距离隧道轴线的横向水平距离，单位：m；y为计算点距离开挖面的水平距离，单位：m；z为计算点离地面的竖向距离，由地面向下为正，单位：m；G为剪切弹性模量，单位：kPa；

盾壳摩擦力引起的土体变形计算公式为：

其中：

式中：μ_z-f为盾壳摩擦力引起的土体变形，单位：mm；λ为摩擦力折减系数，无量纲；L为盾构全长，单位：m；c为浆液蔓延长度，单位：m。

盾尾注浆压力引起的土体变形计算公式为：

其中：

式中：μ_z-pz为盾尾注浆压力引起的土体变形，单位：mm；m为管片单环宽度，单位：m；

土体损失引起的土体变形计算公式为：

式中：S_zf为土体损失引起的土体变形，单位：mm。

4.根据权利要求3所述的考虑既有建筑影响的饱和土盾构施工引起土体变形计算方法，其特征在于，将各因素引起的土体变形通过叠加得到既有建筑影响下饱和土盾构施工引起土体的总变形，具体包括：

根据μ_z＝μ_z-q+μ_z-f+μ_z-pz+S_zf，得到既有建筑影响下饱和土盾构施工引起土体的总变形μ_z。

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