在城市地铁建设中,由于盾构法施工具有工期短、安全性好、自动化程度高和对周围环境影响小等优点,现在已经成为城市地铁建设施工的首选。盾构掘进过程中,由于盾构前方开挖的刀盘直径大于隧道拼装管片的外径,当管片拼装完成并从盾构机尾部完全脱出时,管片和土层之间会存在盾尾间隙。通常采用壁后注浆的方法对盾尾间隙及时填充,壁后注浆是盾构施工成功的重要环节。目前针对盾构隧道壁后注浆压力分布形式上还存在诸多分歧,关于浆体与周围地层及管片的作用机制尚待完善,且大多数注浆研究针对的是中小型盾构,注浆压力不考虑重力影响,对于近几年出现的超大直径泥水盾构壁后注浆的研究较少。本文以武汉地铁7号线三阳路过江隧道为工程背景,对Φ15.76m泥水平衡盾构机同步注浆系统进行了有限元流体动力学的仿真分析,研究浆体在重力作用下的压力分布情况。同时,根据实际工程情况,对盾构掘进过程进行精细化模拟,采用新的浆体模拟方法,将浆体计算结果与流体计算结果进行对比分析,验证浆体模拟是否合理。再将特定截面地表8个测点位移的监测数据与数值模拟计算结果进行对比分析,验证数值模拟的合理可行性。最后得到如下结论:1.浆体压力沿重力方向呈线性增加,浆体应力在高度方向变化斜率与浆体重度是基本符合的。入口流量比例改变不影响浆体压力分布形式,浆体表面压力大小基本不变。浆液主要呈环形运动,注浆入口流量比例对浆液运动有一定影响,当注浆入口流量比例为3:4:3时,注入浆液对流动已稳定浆液的影响较小,对周围环境扰动更小。2.注浆层处于球应力状态,浆体是均匀受压的。随着盾构掘进,在与盾构掘进方向垂直剖面内,注浆层顶部与底部距离越来越近,在竖向方向呈被压缩状态,注浆层中部在横向方向位移越来越大,在横向方向呈被拉伸状态。注浆层总体积不变,形状改变,中部区域注浆层变厚,顶部和底部注浆层变薄。3.盾构开挖隧道顶部地表会发生沉降,离隧道中线25m以外地表会出现隆起现象。随着盾构开挖,隧道顶部地表沉降逐渐增加,沉降最大值接近11mm;离隧道中线25m以上地表出现的隆起量逐渐增大,最大隆起量接近9mm。对于选取的特定截面来说,盾构在该截面附近掘进时对该截面地表位移变化影响较大。