1 引 言
　　根据上海、广州、北京等地盾构隧道施工监测资料来看，当衬砌环脱出盾尾后，管片上浮是盾构隧道施工过程中普遍存在的问题。监测资料显示，直径为 6 m 左右的盾构隧道管片上浮一般在 0～60 mm 之间，但有些隧道局部地段上浮超过了100 mm，并引起了衬砌结构侵入建筑限界。对于管片上浮的原因，一些现场工程师和研究人员进行了分析，有些认为同步注浆不充分、管片顶部存在的空隙是导致管片上浮的原因之一，但有些却通过现场监测得出“管片脱出盾尾后的上浮量随着注浆量的增加而增加，反之，上浮量则减少，并出现下沉现象” 。也有的认为，管片上浮是因为覆土较浅或隧道处于软土地层所致，但很多情况下在硬岩地层中的盾构隧道以及覆土较大的隧道也出现了管片上浮现象。这些分析结论并不能全面地解释管片上浮现象的规律，有些观点甚至是相互矛盾的，没有揭露出管片上浮原因的本质。
　　近些年来，随着越江隧道工程中大直径盾构隧道的应用，施工过程中管片上浮问题表现得更为突出，因此有必要对管片上浮原因深入地研究，找出解决这一问题的对策。本文结合拟建的某大直径盾构隧道工程，采用有限元法对盾构施工过程进行模拟分析，并对地层性质、覆土厚度、注浆材料等因素对管片上浮的影响关系进行分析，从而揭示管片上浮的根本原因，可为制定控制管片上浮的措施提供参考和依据。
2 管片上浮原因分析
2.1 衬砌环受力分析
2.1.1 衬砌成环时受力状态
　　当衬砌管片刚拼装成环后，衬砌环处于盾尾保护之内，仅受自重作用，其整体运动受盾构机支配。当盾构机掘削土体同时自重作用于地层后，由于一般盾构机重量小于开挖土体的重量，故地层应力会进行重分布，使盾构机在地层作用下略有上浮。这种上浮是一种平均效果，由于盾构机重量沿纵向分布不均匀，所以在软土地层中较重的刀盘部分一般会下沉，而盾尾部分则表现为上扬，即出现“磕头”现象。
2.1.2 衬砌环脱出盾尾时受力状态
　　（1）软弱土层中的隧道
　　衬砌环刚脱出盾尾时，衬砌环管片在同步注浆材料的包裹下置于地层中，不计土的拱效应，拱顶压力 p 1 =  γ h（ γ 为土重度；h 为覆土厚度），隧底压力 p 2  = (h+2R) γ （R 为隧道半径）。假定土压力沿深度方向均匀分布，此时结构受力模式如图 1 所示。