同步注漿是地鐵盾構(gòu)施工中的一項重要工序,大量的研究和現(xiàn)場實測表明,盾構(gòu)隧道施工中同步注漿對盾構(gòu)掘進引起的地表沉降的影響很大,對控制地層變形有著重要的意義。盾構(gòu)隧道施工中壁后同步注漿至關(guān)重要,通過研究其對地層變形的影響規(guī)律及特征機理可以為地鐵的安全高效建設(shè)提供一定的參考依據(jù)。本文從小孔擴張理論方法研究出發(fā),對無限土體中的柱孔擴張進行邊界應(yīng)力修正得到半無限土體中的柱孔擴張位移解答。再結(jié)合盾構(gòu)隧道同步注漿施工漿液在土體中擴散并擠壓土體,建立注漿體柱孔擴張模型,推導(dǎo)出由同步注漿施工引起的地層變形解析解。在此基礎(chǔ)上,研究了注漿參數(shù)、土體性質(zhì)、施工參數(shù)等對同步注漿效果的影響。另外,考慮了盾構(gòu)隧道施工周圍存在特殊位移邊界工況時壁后同步注漿對地層變形控制的影響規(guī)律。還通過Abaqus數(shù)值模擬得出盾構(gòu)隧道同步注漿施工引起的地表沉隆情況與理論計算的值進行比較,說明理論解析計算的可行性。結(jié)果表明:應(yīng)力修正后得到的半無限土體中柱孔擴張引起的土體水平向位移較修正之前在一定范圍內(nèi)顯著增大。在半無限土體中,盾構(gòu)隧道同步注漿在對盾構(gòu)開挖施工引起的地層損失有一定的補償作用,主要規(guī)律為注漿補償作用引起地表沉隆呈對稱“凹槽”型,地層變形量隨距隧道軸線距離的增大而減小,一定范圍外變形趨于穩(wěn)定,變形量接近為零。盾構(gòu)隧道同步注漿施工引起的地表變形與各注漿參數(shù)和施工參數(shù)有一定的關(guān)系,在一定范圍內(nèi),地表沉隆值隨注漿率、隧道開挖半徑的增大而增大,隨隧道埋深、土體泊松比的減小而增大。當?shù)罔F盾構(gòu)隧道施工周圍存在地下連續(xù)墻等橫向剛性位移邊界或地下基巖等豎向剛性位移邊界時,地層在同步注漿施工中有明顯的抬升趨勢。本文針對盾構(gòu)隧道同步注漿施工對土體損失的補償作用進行理論解析推導(dǎo),為盾構(gòu)隧道施工控制地層變形提供了一種可行的預(yù)測方法。該方法的合理可行性還有待更進一步的監(jiān)測數(shù)據(jù)驗證。
【學位單位】：浙江科技學院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U455.43
【部分圖文】：

將如圖1.1 所示的盾構(gòu)機調(diào)入其中并將盾構(gòu)及其設(shè)備拼裝就位，然后盾構(gòu)機依靠千斤頂推力按照規(guī)劃設(shè)計軸線推進，在推進的同時不斷出土和安裝襯砌管片并及時向襯砌背后的盾構(gòu)空隙注漿以達到穩(wěn)定地層的作用。圖 1.1 盾構(gòu)機在城市地鐵盾構(gòu)開挖過程中，盾構(gòu)機的刀盤往往大于盾殼的外徑以此來減小盾殼與土體之間的摩擦作用，此時在襯砌管片的外圍會產(chǎn)生一定的空隙，另外在盾殼推進的過程中，因為盾殼體本身具有一定的

圖 1.2 盾尾注漿示意圖盾尾同步注漿示意圖如圖 1.2 所示，同步注漿技術(shù)除了是控制地層變形的手段，它在隧道施工中還兼具其它作用。盾構(gòu)隧道同步注漿的作用主要有如點：（1）控制地層變形盾構(gòu)掘進過程中在盾尾脫出后，在襯砌和土體之間形成的盾尾空隙造成隧圍土體瞬時間為無支護狀態(tài)，周圍土體坍塌進入盾尾空隙，導(dǎo)致地層過大變形過及時注漿，及時穩(wěn)定地層，控制地層變形，確保施工安全。（2）穩(wěn)固襯砌位置完成襯砌拼裝，盾尾脫出，管片為懸空的狀態(tài)。同步注漿使得襯砌管片在的粘結(jié)力作用下固定其位置，同時使得周圍土體對襯砌管片產(chǎn)生均勻的壓力砌結(jié)構(gòu)受力良好，與地層形成穩(wěn)定的構(gòu)造物。

無限土體中柱形孔擴張圖
【參考文獻】

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本文編號：2849889