既有地铁隧道纵向注浆抬升机理分析

发布时间：2021-06-07 08:39

　　压密注浆抬升是减小地铁隧道过大沉降和不均匀沉降的有效措施。文章基于柱孔扩张理论和镜像法,针对压密注浆对既有地铁隧道的附加抬升力进行理论分析,并推导了考虑隧道位移影响的抬升力解析解。将既有隧道简化为Vlasov地基上的Timoshenko梁,考虑隧道的环间剪切错台和有限深度地基土的连续性,建立隧道注浆抬升计算模型,并给出隧道纵向响应的理论解。最后通过工程实例对该方法进行验证,揭示了隧道注浆抬升的作用机理,并分析了关键因素对抬升效果的影响规律。结果表明,抬升效果对隧道底部土体弹性模量的变化较为敏感,而且随着弹性模量的减小其影响更加明显;注浆施工顺序对隧道抬升效果起着关键性作用。研究成果可为类似的隧道注浆抬升工程提供参考和预测。 

【文章来源】：现代隧道技术. 2020,57(05)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

隧道两侧下方注浆抬升示意

为计算既有地铁隧道两侧下方处压密注浆对既有隧道产生的抬升力，可参考Sagaseta[15]提出的镜像法思路，如图2所示，先以一侧浆液柱为例，将等效土-隧接触面视为对称面，在真实孔对称位置处作用相同的镜像孔同时进行扩张，此时将在等效土-隧接触面上产生竖向应力，再将由隧道两侧下方注浆产生的竖向应力进行叠加并积分得到力F。随后，假设在等效土-隧接触面上作用有均布荷载q，使等效土-隧接触面上对称点处的土体位移为w，通过弹性力学对q进行求解。忽略隧道底部边界上等效土-隧接触面范围外的应力对隧道底部土体位移的影响，最后将力F减去q D即可得隧道两侧下方进行压密注浆且位移为w时所产生抬升力的近似值。在极坐标中，无限体内柱形扩张的解答为：

式中：σz1和σz2分别为真实孔与镜像孔在隧道底部等效土-隧接触面上计算点所产生的竖向应力；H为浆液柱的埋深；Z为隧道底部的埋深。将真实孔与镜像孔所产生的应力进行叠加得土-隧接触面上任一点处产生的应力σt为：

【参考文献】：
期刊论文
[1]盾构隧道注浆纠偏模型试验研究[J]. 朱旻,龚晓南,高翔,刘世明,严佳佳.  铁道科学与工程学报. 2020(03)
[2]注浆对邻近土体水平变形影响的原位试验研究[J]. 郑刚,王若展,程雪松,潘军,杜一鸣,白如冰,王凡俊.  天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(09)
[3]单圆盾构法错缝隧道结构变形的健康评估综合分析（英文）[J]. 李攀,张亚为,蒋甫玉,郑虎.  Journal of Central South University. 2018(03)
[4]软土地层盾构隧道结构整体抬升实践[J]. 朱瑶宏,夏汉庸,胡志飞.  岩土力学. 2016(S2)
[5]考虑隧道剪切效应的基坑开挖对邻近隧道纵向变形分析[J]. 梁荣柱,林存刚,夏唐代,吴世明.  岩石力学与工程学报. 2017(01)
[6]突发堆载引起软土地铁盾构隧道大变形整治研究[J]. 邵华,黄宏伟,张东明,王如路.  岩土工程学报. 2016(06)
[7]软土地区地铁隧道不均匀沉降特征及分区控制[J]. 狄宏规,周顺华,宫全美,王培鑫,肖军华.  岩土工程学报. 2015(S2)
[8]盾构隧道纵向不均匀沉降的压密注浆控制技术[J]. 刘训华.  地下工程与隧道. 2014(01)
[9]上海轨交运营隧道检修制度和沉降治理技术难题对策[J]. 刘建航,王如路,汪小兵.  地下工程与隧道. 2013(01)



本文编号：3216256