盾构隧道注浆抬升效率数值与试验分析（论文）.pdf

第43卷第 1 1期 2016年11月 建筑 资讯 Building Information 建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 盾 构 隧 道 注 浆 抬 升 效 率 数 值 与 试 验 分 析 王 玉 秋 (中铁 十九局 集 团有 限公 司计量 测 试 中心 ，沈 阳 110000) [摘 要 ]地铁盾构隧道不均 匀沉降治理难度 高、风险大，微扰动注浆隧道抬升技术能够在对周边及隧道结构影响较小的 情况下，对 隧道不均匀沉降加以改善与控制。本文以宁波轨道交通 2号线丽园南路一云霞路区间 (以下简称丽云区间)下行线 注浆抬升试验为背景，采用数值模拟及试验分析方法，对影响注浆抬升效率的主要因素进行定量分析。 [关键词 ]盾构隧道 ；注浆抬升 ；抬升效率 [中图分类号 ]U455．43 [文献标志码 ]B [文章编号 ]1001—523X (2016)11-0022-02 Num erical and Experim ental A nalysis on G routing Uplift Effi ciency of Shield Tunnel Wang Yu—qiu [Abstract]The subway shield tunnel uneven settlement treatment difficulty，high risk，micro disturbance uplift grouting technology in tunnel and tunnel structure influence on the surrounding for the small tunnel uneven settlement to improve and contro1．In this paper，Ningbo Metro Line 2 South Road，Liyuan Road section(hereinafter referred to as the clouds to Liyun interva1)downlink grouting test as background，using the numerical simulation and experimental analysis on the main factors affecting the efficiency of grouting uplift is analyzed． [Keywords]shield tunnel；grouting uplift；uplift efficiency 1 工程概况 宁波轨道交通2号线丽云区间上行线隧道全长601．353m， 下行线隧道全长409．962m，隧道线间距1 1．0m，采用外径6．2m、 内径 5．5m、幅宽 1．2m的通用型管片。下行线隧道掘进过程中 隧道 自140环开始发生较大的沉降变形，隧道最大沉降量己达 214mm，导致成型隧道轴线曲率半径偏小、限界不足，影响 了后期铺轨工作 (图1)。经过研究决定对隧道160-175环进行 注浆抬升 ⋯。 环号／环 ""o'--2013~4fl 9日 ——．_一曲率半径5000 —-·一曲率半径4500 十 曲率半径4000 ——·一曲率半径3500 + 设计标高 图1 丽云区间下行线隧道 (局部)沉降曲线 2 影响注浆抬升效率的主要因素 注浆抬升主要通过隧道下方注浆产生抬升力实现隧道抬 升，影响隧道抬升效率的因素主要有以下三点。 2．1 隧道下方土体强度 隧道下方土体较软弱时，注入浆液下方无较高反力层，注 浆所提供的抬升力较小，注浆抬升效率不明显，甚至浆液劈裂， 扰动土体，造成隧道进～步沉降 ；隧道下方土体强度较高时， 注入浆液能够形成致密浆泡，借助下方土层提供的反力，为 隧道提供较大的抬升力，取得更好的抬升效率。 2．2 隧道上方土体强度 隧道上方土体较软弱，抬升所需克服的土体与隧道问摩 擦力和上方土体的剪力较小，相同注浆量时抬升效率较明显 ； 隧道上方土体强度较高时，实现隧道的抬升需要更大，相同 收稿日期：2016-06-27 作者简介：王玉秋 (1977一)，女，辽宁辽阳人，工程师，主要研究 方向为混凝土工程。 · 22· 注浆量时抬升效率较低。 2．3 隧道埋深 隧道埋深直接关系隧道上方土压力，相同土层条件下， 隧道上方土压力大，隧道抬升需要克服的土体与隧道问摩擦 力和上方土体的剪力越大，抬升隧道所需的抬升力越大，相 同注浆量条件下的抬升效率越不明显 [2]。 3 数值模拟注浆抬升效率 采用地层结构模型模拟隧道注浆抬升时，通过对 “注浆单 元”施加体应变使单元体积膨胀来模拟抬升过程，包括增加注 浆 区域的土体刚度和强度、施加各向大小相同的体应变两个步 骤 ，以隧道抬升量是否达到目的抬升量来控制模拟注浆过程。 3．1 土层条件对注浆抬升效率的影响 分别数值模拟不同土层条件，即隧道上下对应土层为 “上 软下硬 ”“上硬下软”“上软下软”“上硬下硬”四种情况。模 型中隧道埋深 10m，注浆深度2m，软粘 土层采用宁波地区 ② 2c淤泥质粉质粘土物理力学参数，硬土层采用宁波地区⑤2 粉质粘土物理力学参数。“上软下硬”对应土层为0--I8m为 软土，一18m以下为硬土 ；“上硬下软”对应土层为0—一18m为 硬土，一18--28m为软土，一28m 以下为硬土 ；“上软下软”对 应土层为o~_28m为软土，一28m以下为硬土 ；“上硬下硬”对 应土层为硬土。数值模拟分析同等注浆量情况下的抬升效率 (图2)。 4 4 。 5 35 ： 3 0 奏 20 5 0 l2 18 注浆单元总膨胀率，％ 图2 不同土层条件对注浆抬升效率影响 由图2可知，在 “上软下硬”地层 中进行注浆抬升效率最 为明显，“上硬下软”地层中注浆抬升效率最差，相同注浆量 建 筑 技 术 开 发 Building Technology De