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龙图腾网恭喜武汉市市政建设集团有限公司;中国地质大学(武汉)申请的专利一种新建顶管上穿下既有盾构隧道环间变形的计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114969920B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210586417.5，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种新建顶管上穿下既有盾构隧道环间变形的计算方法是由李忠超;张志伟;霍超;吴斌;谭冲;梁荣柱;黄超群;刘律;黄栋;李徐德;彭静设计研发完成，并于2022-05-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种新建顶管上穿下既有盾构隧道环间变形的计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种新建顶管上穿下既有盾构隧道环间变形的计算方法，包括建立纵向环‑弹簧‑环盾构隧道模型，计算新建综合管廊隧道开挖卸荷引起的附加应力，将既有盾构隧道简化为修正Winkler地基上所述纵向环‑弹簧‑环盾构隧道模型；根据既有盾构隧道单个管环段始端和末端截面上状态向量间的函数关系和其环间接头段左右相邻管环段截面上状态向量间的函数关系，获得整个既有盾构隧道始端截面状态向量和末端截面状态向量之间的传递关系，推导得出既有盾构隧道任意环间处的张开量和错台量。本发明能够更真实的反应新建顶管上穿下既有盾构隧道的环间实际变形特征。

本发明授权一种新建顶管上穿下既有盾构隧道环间变形的计算方法在权利要求书中公布了：1.一种新建顶管上穿下既有盾构隧道环间变形的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将既有盾构隧道沿纵向分解为相互间隔连接的管环段和环间接头段，建立纵向环-弹簧-环盾构隧道模型；步骤二、将既有盾构隧道简化为修正Winkler地基模型上的纵向环-弹簧-环盾构隧道模型，将隧道始端和末端分别视为自由边界，基于弹性力学Mindlin解计算新建综合管廊顶管开挖卸荷引起的作用于既有盾构隧道纵向轴线上的附加应力；步骤三、根据既有盾构隧道单个管环段始端和末端截面上状态向量间的函数关系和其环间接头段左右相邻管环段截面上状态向量间的函数关系，获得整个盾构隧道始端截面状态向量和末端截面状态向量之间的传递关系，推导得出盾构隧道任意环间的张开量和错台量；所述步骤三中既有盾构单个管环段始端和末端截面上状态向量间的函数关系的推导方法为：步骤1、计算新建顶管上穿施工引起的作用于既有盾构隧道纵向轴线上的附加应力qy为： 式中：p为顶管隧道因开挖而产生的卸载荷载；Hn是顶管隧道底部距离地面的垂直距离；Ht是既有盾构隧道纵向中轴线距离地面的垂直距离；L1和L2分别是始发井和顶管开挖面距离新旧隧道平面交点的直线距离；Le是顶管机开挖区域的宽度；v是土层泊松比；R1和R2为参数；新建顶管隧道因开挖而产生的卸载荷载p表示为： 式中：γs、γt和γn分别是顶管机开挖的土体、顶管管节和管壁周围减阻泥浆的单位重度；he和L分别是顶管机开挖区域的高度和顶管管节的宽度；h和tc分别为新建顶管管节的高度和厚度；步骤2、当既有盾构隧道发生纵向变形w时，Winkler地基模型给隧道提供外荷载kwDt，管环段弯矩、剪力以及转角方程表示为： 式中：M为隧道弯矩；Q为隧道剪力；EI为隧道抗弯刚度；为隧道截面转角；y为隧道截面纵向位置；Dt为隧道直径；k为地基反力系数；qy为附加应力；步骤3、将既有盾构隧道单个管环段位移和内力方程式转化为矩阵形式并无量纲化，得到的状态方程为： 式中：为无量纲的状态向量，包括的未知量为截面位移、转角、弯矩和剪力； 其中，是无量纲化外荷载状态向量，是无量纲化系统矩阵，分别表示为： 无量纲量分别表示为： 式中：L为隧道计算全长，E为隧道管环段弹性模量，A为隧道横截面积，I为隧道截面惯性矩；步骤4、所述状态方程的标准解即为隧道单个管环段任意截面上的状态向量与其始端截面状态向量间的函数关系： 式中：为单个隧道管环段始端截面的纵向位置，为单个隧道管环段始端截面的状态向量，为单个隧道管环段任意截面的状态向量，为传递矩阵，为无量纲化外荷载的矢量积分；步骤5、假设单个管环段末端截面的纵向位置为y1，取y＝y1得到隧道单个管环段始端截面状态向量和末端截面状态向量之间的矩阵传递关系为： 所述既有盾构隧道环间接头段左右相邻管环段截面上状态向量间的函数关系的推导方法为：步骤1、根据接头段剪力和弯矩连续条件得到第j个接头处内力的表达式为： 式中：M0j+1、M1j分别为第j个接头右边和左边管环端的弯矩；Q0j+1、Q1j分别为第j个接头右边和左边管环端的剪力；分别为第j个接头右边和左边管环端截面的转角；w0j+1、w1j分别为第j个接头右边和左边管环端的位移；步骤2、将步骤1的表达式转化为无量纲矩阵形式，即隧道环间接头段左右相邻管环段截面上状态向量间的函数关系， 式中：为第隧道j+1个管环段始端截面状态向量；为第隧道j个管环段末端截面状态向量，为接头段传递矩阵 接头转动和剪切刚度的无量纲形式为：

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