注浆技术在复合地层滑坡体隧道工程中的应用

蒙华铁路五原隧道滑坡堆积体内夹杂砂质新黄土、粘质新黄土、细圆砾土、粉质粘土等多种地层,斜井开挖揭示掌子面富水,初期支护变形较大。为确保隧道开挖安全,决定采用地表袖阀管注浆加固技术。文章详细阐述了袖阀管注浆施工工艺、注浆加固效果的分析评价方法以及不同地层的注浆加固机理。实际应用效果表明,袖阀管注浆兼有渗透注浆、挤密注浆和劈裂注浆的独特优势,能有效提高隧道洞身地层整体性和稳定性,确保复合地层滑坡体隧道施工安全。     

富水砂层浅埋地铁隧道深孔注浆扰动机理研究

针对青岛地铁隧道穿越富水砂层施工过程中存在的涌砂、涌水等不稳定性问题所采取的深孔注浆加固措施,文章结合地铁3号线某区间富水砂层隧道工程实例,通过FLAC3D数值计算与现场实测手段进行了富水砂层地区地铁隧道施工中深孔注浆加固扰动机理研究。研究结果表明:(1)注浆深度和注浆压力对地层扰动变形影响显著,应综合考虑、合理选取,青岛富水砂层地区宜采用1.4~1.5 MPa的注浆压力;(2)地表持续隆起时,双线隧道上方的地表地层呈现M状隆起,隧道中线部位注浆压力对地层扰动影响明显,隆起最大位于拱顶部位;(3)地表在注浆初期迅速隆起,掌子面开挖至监测断面前-3D范围内时地表开始快速沉降,-2D范围内沉降放缓,开挖通过监测断面后至1D范围内地表较快沉降,然后逐渐趋于稳定;(4)注浆施工对建筑物的影响程度要小于单纯的地表抬升,上方建筑物随地层的M状变形出现正曲率变形,损害建筑物结构时,建筑物墙体一般会形成倒八字裂缝;(5)隧道内拱顶沉降和净空收敛均在下穿监测断面时变形较快,当开挖至距监测断面2D范围后,变形趋势逐渐减小,至3D范围后逐渐趋于稳定。     

散体围岩隧道开挖中超前小导管注浆的作用

散体围岩隧道开挖后,围岩稳定性差,易出现大变形沉降、掌子面挤出、拱顶坍塌等危害,必须进行超前支护。以吉怀高速公路杜夜隧道进口浅埋强风化岩层段为例,对超前小导管注浆在散体破碎围岩开挖中的加固机理进行探讨,采用FLAC~(3D)三维数值模拟方法,结合遍布节理模型描述岩层结构的特点对小导管注浆施做过程中的受力、位移变形及支护效果进行研究,定量分析超前小导管注浆的加固机理。研究表明:对于散体破碎围岩,采用遍布节理模型可同时考虑岩块和节理属性,更符合岩体状态和工程实际;超前小导管注浆技术能改善围岩的力学性质,提高岩体的刚度及强度,增强散体围岩自稳能力,显著抑制散体破碎围岩的变形,减少隧道支护结构的变形和受力,避免散体围岩隧道开挖中坍塌现象的发生。     

建筑物下方盾构隧道涌水分析及处理对策

广佛环线城际铁路沙堤隧道盾构下穿通过永丰纺织楼时掌子面突发涌水,并导致隧道上方永丰纺织1#楼沉降变形超限。为确保隧道后续施工及地面房屋安全,及时开展补充勘察及水文测试,查明了隧道涌水原因。在加强地表监测的同时,通过对变形房屋基础采取注浆加固、深层岩石裂隙注浆堵水等处理措施,同时在地表无注浆条件的困难地段,在盾构隧道内采取填舱压浆、保压掘进的措施,有效减少了掌子面前方来水,抑制了房屋的沉降变形,确保了盾构安全通过永丰纺织楼高风险段。     

盾构隧道地震响应及减震措施研究

文章提出了一种能够有效模拟盾构隧道衬砌管片动力行为的有限元计算模型,即用旋转弹簧模拟管片横向接头,而将多个管片环对应的剖面用剪切弹簧单元连接,从而模拟环间接头的多层平面应变分析模型。同时以显式形式将多次透射边界条件引入动力分析控制方程,以模拟无限域的影响。随后利用该方法对武汉长江隧道工程盾构段典型横断面进行了隧道地震响应分析,研究了不同的结构及接头参数对结构受力与变形的影响规律以及地基加固的减振效果。分析还表明,对盾构隧道周围的土体采取适当方法进行地基加固处理,能有效降低结构的内力和变形,减振效果显著。     

旋喷桩加固技术在某隧道风积砂地层中的应用

风积砂具有结构松散、粘聚力小、抗剪强度低等特点,在外力作用下极易松散变形.文章介绍了在某隧道风积砂地层中,采用常规长管棚注浆加固方案存在掌子面漏砂严重、变形难以控制以及施工进度缓慢等不足;提出通过在地表采用竖直旋喷桩加固洞周围岩、在洞内采用水平旋喷桩进行超前支护,能防止漏砂、有效控制变形并提高施工进度.现场监控量测结果表明,采用长管棚注浆加固方案引起的隧道拱顶沉降值、周边收敛值分别是采用旋喷桩加固方案引起拱顶沉降值、周边收敛值的6.5倍和3.6倍;两方案工期相比,前者是后者的1.9倍.这说明采用旋喷桩加固风积砂,对控制隧道变形、提高施工工期,优势是非常明显的.     

深埋富水黄土隧道地表深孔袖阀管注浆加固机理及效果分析

黄土具有“强度低、变形量大、自承能力小、工程性质差”的特点，且对水特别敏感，一旦遇水，强度明显降低，工程性质急剧恶化。因此，富水黄土隧道的施工难度极大、安全风险极高。银川至西安高铁上阁村隧道穿越富水黄土地层，埋深102 m。施工中，通过降水试验无法取得明显的降水效果，同时隧道围岩变形大、进度缓慢。鉴于此，开展了地表深孔刚性袖阀管注浆试验研究。研究结果表明：（1）地表深孔袖阀管注浆可以有效加固地层，提高其自稳能力。加固机理主要表现为浆液对竖向原生节理的填充阻水作用、浆液结石体的空间骨架作用；（2）注浆后隧道拱顶累计沉降量明显减小，变形速率降低，仰拱闭合时间提前，隧道开挖进度可达到60～80 m/月。与未注浆工况相比，施工进度提高了3倍以上；（3）通过注浆，隧道基底黄土地层承载能力可提高3倍以上，从而可保证高铁隧道的长期运营安全。     

新建地铁隧道“零距离”下穿既有车站施工技术分析

新建地铁隧道"零距离"下穿既有运营地铁车站结构的施工将引起既有车站结构的变形,影响既有地铁正常运营。文章以北京地铁7号线下穿既有10号线双井站为工程背景,针对地铁区间隧道"零距离"穿越既有车站全断面开挖、台阶法开挖及CRD法开挖引起的既有车站主体结构、既有10号线轨道及区间隧道支护结构等的变形和受力状态进行了数值模拟,对比分析了不同开挖方案引起的既有车站结构及轨道的变形特性;以既有线轨道的变形量为控制标准,结合施工引起既有车站结构的受力变化,确定了区间隧道"零距离"下穿既有车站的施工开挖方案;同时对采用CRD法施工时的不同加固措施对既有车站及轨道变形的控制效果进行了数值模拟分析,确定了施工中地层加固范围及加固长度等注浆加固参数。现场监测分析结果表明,基于数值模拟分析优化并实施的区间隧道交叉中隔壁法(CRD)开挖方案以及在左右线隧道间的夹土层、隧道掌子面地层及隧道左右外轮廓3 m内地层进行加固的施工技术方案保证了既有线轨道变形速率不大于0.04 mm/d和既有车站主体结构累计变形量小于10 mm的要求。     

隧道超前支护与水平旋喷技术开发

隧道超前水平旋喷支护是解决大断面隧道穿越松散不良地层的可靠方法,具有加固效果好、施工速度快等优点,是目前国际先进的隧道超前支护方法。针对隧道施工环境和目前水平旋喷工法存在的问题,研制成功一种带孔口止浆器的全方位高压喷射注浆新工法,以及国内第一台隧道全方位高压喷射注浆钻机及其旋喷后台配套设备。该工法能够可靠实现隧道开挖超前支护的拱棚。在水平倾斜、侧斜及仰角高压喷射注浆时可实现孔内浆液的饱满和压力控制及仰角喷射注浆时可实现孔内浆液的饱满和压力控制,能够确保注浆体质量,减少对地层的消弱,从而控制地基变形;废浆液通过导流管实现有序排放,避免施工场地环境污染。     

公路隧道二次衬砌渗漏水注浆加固效果分析

文章基于某公路隧道二次衬砌渗漏水注浆加固实践,对超细水泥、普通硅酸盐水泥及聚合物水泥3种注浆材料的注浆效果进行对比分析。通过开展二次衬砌注浆试验,对0°、30°、45°三种裂隙倾角的衬砌裂缝进行注浆加固效果分析,确定聚合物水泥为最佳注浆材料。     

富水砂层盾构隧道侧穿建筑物水平定向钻孔注浆技术

城市轨道交通盾构隧道下穿或侧穿建筑物时,为避免地层沉降差异超限导致周边建筑物破坏,需对盾构隧道顶线上方软土层进行注浆加固,但在市区施工协调难度大,传统地层加固手段难以实施。文章以广州地铁14号线邓村—江浦区间盾构隧道侧穿姓钟围房屋群注浆加固项目为背景,采用水平定向钻孔注浆技术对姓钟围部分建筑物下伏软土砂层进行远距离加固。通过采用随钻测斜与定向技术顺利完成沿盾构隧道走向的水平注浆孔钻进,通过注浆阀管并结合止浆塞可实现定位重复注浆。实践证明该新工艺对盾构隧道侧穿建筑物时地表不均匀沉降控制具有良好的效果。     

煤矸石地层隧道塌方处理技术

在煤矸石隧道中出现塌方时,要通过地表注浆加固和隧道内长大管棚注浆,来达到内外兼治的目的;再配合超前小导管注浆,重新开挖隧道塌体,对隧道塌方进行综合治理,以保证施工及运营安全。文章结合吉林省某隧道处理塌方的工程实践,着重论述了不同岩体条件下的注浆技术及塌方体内大管棚安装技术,可为类似地质条件下的施工提供借鉴和参考。     

隧道易切削锚杆全断面预加固的三维数值模拟

隧道易切削锚杆全断面预加固工法主要是指应用易切削注浆锚杆对掌子面前方的"待挖核心体"进行预加固,以控制掌子面前方核心岩土体的变形,从而实现隧道全断面安全、顺利掘进的一种隧道工法。本文运用有限元技术,对该法施工的隧道进行三维数值模拟。分析表明,通过易切削锚杆对"待挖核心体"的预加固作用,能明显改善掘进过程中的围岩形变和力学特性。计算所得结果能为类似工程施工提供借鉴。     

不同防护措施下盾构下穿施工对既有桥梁 结构物的影响研究

当盾构隧道近距下穿铁路桥梁结构物时,为保证既有铁路桥梁的运营安全,工程中通常采取一定的加固防护措施来控制铁路桥梁结构物的变形。文章以洛阳轨道交通1号线盾构隧道下穿东北联络线特大桥工程为背景,利用有限元软件ANSYS对既有铁路桥梁结构物的加固防护措施进行对比分析。研究结果表明,盾构掘进过程中其最大影响位移可能出现在施工过程中而并非完全贯通后;采用注浆加固与隔离桩防护措施对控制桥梁墩台及桩基位移均可取得一定的效果,但不同方向的控制效果存在较大差异,而且两种工法在控制位移的效果上也略有差异。     

铁路隧道全风化花岗岩地层地表注浆技术

埋深超过40 m的软弱围岩隧道一般以洞内水平注浆加固为主,但对洞内施工组织影响很大。文章基于梅汕铁路大岭隧道工程实例,对比了洞内和地表注浆加固方案的优缺点,并开展了地表深孔注浆加固地层的工艺试验研究。结果表明,采用承压钢质袖阀管注浆技术加固深埋全风化富水花岗岩地层,隧道开挖掌子面浆脉明显,浆液劈裂效果明显,掌子面稳定,为隧道实施大断面开挖作业创造了条件,实现了Ⅴ级围岩月进尺70 m的施工进度。     

盾构下穿建(构)筑物控制沉降注浆技术研究与应用

北京地铁黄村站-义和庄站区间隧道采用盾构法施工,由于下穿建(构)筑物群及12股轨道群,施工中在地面不具备加固条件的情况下采用了隧道内部超前注浆和径向注浆加固措施,即通过盾构机的8个超前注浆孔对刀盘前上方土体进行加固,在盾构机头过后利用管片上的预留注浆孔及时对隧道上方土体进行深孔注浆加固,有效地控制了地面建(构)筑物的最终沉降量.文章对本工程的概况、地层沉降机理、注浆措施及对沉降的控制效果进行了研究和分析.     

浅埋偏压富水隧道地表注浆加固效果分析

为研究破碎软岩隧道在浅埋偏压段地表预注浆后的加固效果,确保施工顺利安全进行,以采用袖阀管注浆的红石河隧道工程为依托,建立三维有限元模型,并通过现场试验、监控量测对比分析注浆的加固效果。结果表明:地表注浆处理后,围岩强度和完整性明显提升,降低了岩体透水性能,增强了地层成拱能力,隧道支护结构的整体受力特征得到极大改善。初期支护最大轴向压力值减少了近20%,最大轴向拉力值仅为原来的43%;初期支护最大正弯矩减少了58%,最大负弯矩减少了29%;隧道拱顶沉降和周边收敛的变化趋势基本相同,前10～15 d内累计变形达到总变形的70%,20～25 d时基本趋于稳定。且数值计算与现场实测结果相一致,注浆效果非常显著。     

软土盾构隧道芳纶布加固机理和效果研究

运营盾构隧道的横向收敛变形直接关系到隧道的结构安全,粘贴芳纶布是常用的隧道变形整治加固方法之一,然而目前对其加固机理和加固效果还不明确。论文利用数值模拟方法,以隧道横向收敛变形和接缝张开量为指标,探讨了芳纶布对隧道横向变形的加固机理和加固效果;针对芳纶布粘贴时机与粘贴层数对加固效果的影响进行了参数影响分析。研究发现,粘贴芳纶布能有效地限制隧道横向收敛和接头变形,但芳纶布加固效果受隧道变形程度的影响,即隧道变形越小,加固效果越好;增加芳纶布粘贴层数,可以显著提高加固效果,最佳加固层数为2~3层。     

黄土盾构施工诱发楼房基础变形规律与控制技术

文章以西安地铁三号线大雁塔—北池头区间隧道盾构施工为工程背景,采用FLAC3D软件,研究分析了两种不同工况下黄土盾构下穿施工引起的楼房基础的变形规律,提出了盾构下穿陕西正和医院楼施工中的变形控制措施,并制定了监测方案。研究结果表明,必须先对楼房周围土层采取注浆加固措施后方能保证楼房基础的变形控制在允许范围内;工程实践也表明,由于采取了合理的掘进参数和地层加固措施,盾构安全地穿越了医院大楼,楼房基础的沉降变形也在允许范围内,证明提出的变形控制措施是合理的和有效的。     

浅埋暗挖软岩隧道管棚预注浆加固效果分析

为研究浅埋破碎软岩隧道采用管棚预注浆超前支护后的加固效果,以某隧道工程为依托,采用MIDAS/GTS有限元软件,建立了管棚预注浆超前支护、仅采用管棚支护以及无任何超前支护作用下的三种开挖模型并进行了数值模拟分析。结果表明:管棚预注浆超前支护措施在隧道拱顶上部形成加固带,承受了隧道拟开挖区域大部分的围岩荷载,改善了地层成拱能力,有效控制了地表下沉、拱顶沉降和应力集中现象,使地表下沉减小52.7%,拱顶沉降减小58.9%,拱脚收敛减小61.4%,仰拱隆起减小63.8%,竖向应力减小79.2%。管棚支护显著支承隧道上覆围岩压力,有效减小衬砌弯矩,阻止喷射混凝土的开裂破坏,降低土层变形过程中锚杆所承受的拉力;且相比于管棚预注浆超前支护,仅采用管棚支护对控制隧道边墙收敛及隧道仰拱隆起的效果同样显著。对于该软弱破碎围岩浅埋暗挖隧道下穿既有重要管线的施工,采取管棚加预注浆超前支护手段,确保了工程安全顺利进行,研究结果可为类似工程提供一定参考。