在分析了直径14.93 m 的泥水平衡盾构施工对乙烯管影响的理论分布范围和地层扰动规律的基础上，为了进一步验证前面两小节的研究成果，本课题研究在盾构穿越乙烯管之前，选取类似的工程场地，在现场埋置了一根长30 m 的钢管，并在盾构穿越过程中对钢管的变形性态进行监测。通过监测结果确定了盾构推进参数，为乙烯管的风险管控奠定了良好的理论和实测数据基础。
1.模型试验方案(1)模型试验范围
实际乙烯管与隧道的最大斜交角度为40°，考虑实际现场场地的限制，将钢管的总长度定为30 m，采用三根钢管焊接而成，每根钢管10 m，直径250 mm。钢管埋设在奉贤施工场地内，距工作井约200 m，与隧道夹角呈40°(与乙烯管和隧道夹角吻合)，钢管中心位置处于WK14+930，埋设深度为2 m，具体位置如图7.16所示。
图7.16 盾构穿越乙烯管的现场模型试验
根据钢管的长度以及监测场地情况，模拟乙烯管每隔约2.5 m 设置一个测点，共设13个监测点(图7.17 中自下到上为1-1～1-7，2-1～2-6)，埋设之前，每个测点上焊接一根十号槽钢，铁管长度为2.5 m，铁管顶端放置一个平台，平台为450 mm×450 mm×10 mm的长方体铁片，平台与测量基准容器的具体尺寸如图7.17所示。
图7.17 盾构模拟穿越乙烯管测量仪器布置图
(2)模型试验监测仪器
考虑到监测精度以及监测的方便，此次试验采用BGK-4675型沉降监测(静力水准)系统，如图7.18所示，其工作参数如表7.6所列。本系统特别适合要求高精度监测垂直位移的场合，可监测到0.03 mm 的高程变化。曾在施工外滩通道时，应用于历史保护建筑的监测。系统由一系列含有液位传感器的容器组成，容器间由充液管互相连通。基准容器位于一个稳定的基准点，其他容器位于同基准容器大致相同标高的不同位置，任何一个容器与基准容器间的高程变化都将引起相应容器内的液位变化。(www.xing528.com)
图7.18 BGK-4675型沉降监测(静力水准)系统
表7.6 静力水准仪工作参数
2.监测结果分析
各监测点的沉降变化历时曲线如图7.19所示，以bg2-6为基点。盾构切口到达测点断面之前，各测点沉降几乎为0。盾构通过过程中，各测点呈现出较为明显的地面沉降槽的形式。从盾构穿越过程来看，切口到达前，管线位移基本没有变化，切口到达及穿越过程中，模拟管线表现出沉降的趋势，盾构轴线处的沉降最大，向两侧逐渐减小。将要脱出盾尾的时刻，管线的变形最大。随着盾尾通过监测断面，模拟管线整体会表现出上抬的趋势，这是由于同步注浆的填充和挤压作用造成的。盾构远离后，管线会表现出持续沉降的趋势。整个穿越过程中模拟乙烯管的最大变形约为9 mm。表明该段盾构推进参数控制良好。同时模拟管线的变形也在可接受范围内。
图7.19 模拟乙烯管沉降历时变化曲线
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