地铁区间隧道黄土地层注浆预加固技术研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
层 ，以老黄 土 为主 的中更 新统 地层 。隧 道穿越 层 主
要 为 以老黄 土为 主 的中更新 统 地层 ，该层 土体 含水 量 达 到饱 和 ，常 呈 软 塑一 流 塑 状 态 ，其 承 载 力 小 ， 抗 剪 强 度 低 ，压 缩 性 高 ，对 隧 道 开 挖施 工 极 为 不 利 。施 工过 程 中采用 洞外单 侧 管井 降水 ，地下水 降
１ 工 程 背 景
西 安市 地铁 １ 号 线朝 阳 门一 康 复路 区 间为并行
二重 管无 收缩 注浆 工法 的注浆 参数 主要 有 ：止 浆墙 厚度 、注 浆段 落长 度 、终 孔 间距 和浆液 配 比 。
１ ）止 浆墙 厚度
的分离式 双 洞 隧 道 ，左 右 洞 间距 为 １ ３ ． ０ ｍ，隧道
第３ ５ 卷， 第１ 期 ２ ０ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ｉ ４年 １月
文章编号 ：１ ０ ０ １ — ４ ６ ３ ２（ ２ ０ １ ４ ）０ １ — ０ ０ ４ ７ — ０ ８
中 国 铁 道 科 学
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖ０ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． １
３ ．河南省交通规划勘察设计 院有 限责任公 司，河南 郑州 摘
要 ：根据 西安 地铁 浅埋 暗挖区间隧道施工 的实 际情况 ，为 提高黄 土地 层 的围岩强度 ，降低 围岩 的透 水
性能 ，采用二重管无 收缩 注浆 预加固技术对地层进行 注浆 预加 固。然 后通过 现场观 察取样 、室内试验 和数值模 拟分析研究地层 注浆 预加固后的效果。结果表明 ：掌子面有大量明显 的浆 脉 ，且 围岩稳定 ，未发生坍 塌 、失稳 、 涌水 、涌泥等现象 ；掌子 面土体均 比注浆 前的土体 坚硬 、密 实 ，取 回的土样也 不易破 碎 ；掌子 面土体 的平均含 水率降低 ，渗透系数显著减小 ，黏 聚力 和内摩擦 角增大 ，抗剪 强度 增强 ，无侧 限抗压 强度 明显提高 ；初 期支护 受力状况得到 明显 改善 ，围岩塑性 区范围与塑性应变值减小 。由此可见注浆预加 固措施取得 了明显 的效果 。 关键词 ：黄土 ；地铁隧道 ；注浆预加 固 ；效果分析 ；室 内试验 ；数值分析
中 图分 类 号 ：Ｕ４ ５ ５ ． ４ ９ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｏ ｉ ：ｉ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ｉ ０ ０ １ — ４ ６ ３ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ８
西安 市地 铁 区间 隧道位 于渭 河盆 地 中部 ，工程 地质 条件 复 杂 ，既 有 湿 陷 性 黄 土 ，又有 软 黄 土 等 ， 采用 浅埋 暗挖 法施 工过 程 中 ，经 常遇 到地 表沉 降过 大 、地下 水涌 水量 大 、掌子 面坍 塌等 问题 ，给施 工 带来 很大 困难 。因此 ，开展 快速 、安全 、经济 的地
层 预 加 固技术 研究 ，已成为 西安 黄土地 层 中地铁 区
宽度 为 ６ ． ２ ｍ，长度 为 ７ ７ ４ ． ６ ｍ，拱 顶埋 深约 １ ４ ． ８ ｍ，采 用浅 埋 暗挖法 施工 。该 隧 道所 在 地层 自上 而 下依 次为 ：以杂填 土 和 素 填 土为 主 的 全 新统 地 层 ， 以新 黄土 、饱 和 黄 土 和 古 土 壤 为 主 的 上 更 新 统 地
大学基础研究支持计划专项基金资助项 目 （ Ｃ ＨＤ ２ Ｏ １ ２ Ｚ Ｄ Ｏ １ ９ ） 作者简介 ： 来弘鹏 （ １ ９ ７ ９ 一） ，男 ，山西平遥人 ，博士 ，副教授。
４ ８
疏 干 ，渗漏 水 量 大 ，在 开 挖 施 工 过 程 中 易 发 生 塌 方 ，为 确保施 工 安全 ，决定 采用 二重 管无 收缩 注浆 工 法进行 注浆 预加 固 ，以提 高 围岩强 度 ，降低 围岩 的通透水 性 能 ，改 善 隧道成 拱 的能力 。
２ 注 浆 实 施 方 案
２ ． １ 注 浆参 数设计
至约 １ ７ ｍ， 由于土 层 地 质 原 因 ，地 层 地 下 水 难 以
间隧 道建设 迫 在眉 睫需 要解决 的问题 。无 收缩 注浆 工 法 采用 后退 式 注浆 ，具 有 打 设 长 度 长 ，易 成孑 Ｌ ， 注浆 操 作 控 制 好 、施 工 噪声 低 等 特 点 ，是 较 为 有 效 、快速 、经 济 的地 层 预加 固技术 。 目前 ，该方 法 已在 北 京 、广 州 、深 圳 得 到 了 应 用 ，并 受 到 好 评＿ 】 ，但 在 西安地 区黄土 地层 中属 首 次 大规 模 应 用 ，其 效果 如何 还有 待研 究 。鉴 于此 ，本文 依托 西 安 市地 铁 １ 号线 工程 ，通 过现 场观 察 、室 内试验 和 数 值模 拟 分 析 注 浆 预 加 固技 术 在 黄 土 地 层 中 的 效 果 ，以期为 注浆 预加 固技 术在 黄土 地层 中大 规模 应 用 提供 理论 依据 和指 导 。
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ，２ ０ １ ４
地 铁 区 间 隧 道 黄 土 地 层 注 浆 预 加 固技 术 研 究
来弘鹏 ，康
（ １ ．长安大学 公路学院 ，陕西 西安
佐 ，谢永利 ，高晓培。
７ １ ０ ０ １ ８ ； ４ ５ ０ ０ ５ ２ ）
７ １ ０ ０ ６ ４ ；２ ．西安市地下铁道有 限责任公 司 ， 陕西 西安
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ 一 １ ０ ；修订 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ８ — １ ３
为防止浆液从注浆面的裂 隙中反渗 出来 ，同时
基 金项 目 ： 国家 自然科学基金 资助项 目 （ ５ １ ０ ０ ８ ０ ２ ９ ，５ １ ３ ７ ８ ０ ７ １ ） ；中央高校基本 科研业务 费专 项资金 资助项 目 （ ＣＨＤ２ ０ １ ２ Ｚ Ｄ０ ｌ ９ ） ；长安
要 为 以老黄 土为 主 的中更新 统 地层 ，该层 土体 含水 量 达 到饱 和 ，常 呈 软 塑一 流 塑 状 态 ，其 承 载 力 小 ， 抗 剪 强 度 低 ，压 缩 性 高 ，对 隧 道 开 挖施 工 极 为 不 利 。施 工过 程 中采用 洞外单 侧 管井 降水 ，地下水 降
１ 工 程 背 景
西 安市 地铁 １ 号 线朝 阳 门一 康 复路 区 间为并行
二重 管无 收缩 注浆 工法 的注浆 参数 主要 有 ：止 浆墙 厚度 、注 浆段 落长 度 、终 孔 间距 和浆液 配 比 。
１ ）止 浆墙 厚度
的分离式 双 洞 隧 道 ，左 右 洞 间距 为 １ ３ ． ０ ｍ，隧道
第３ ５ 卷， 第１ 期 ２ ０ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ｉ ４年 １月
文章编号 ：１ ０ ０ １ — ４ ６ ３ ２（ ２ ０ １ ４ ）０ １ — ０ ０ ４ ７ — ０ ８
中 国 铁 道 科 学
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖ０ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． １
３ ．河南省交通规划勘察设计 院有 限责任公 司，河南 郑州 摘
要 ：根据 西安 地铁 浅埋 暗挖区间隧道施工 的实 际情况 ，为 提高黄 土地 层 的围岩强度 ，降低 围岩 的透 水
性能 ，采用二重管无 收缩 注浆 预加固技术对地层进行 注浆 预加 固。然 后通过 现场观 察取样 、室内试验 和数值模 拟分析研究地层 注浆 预加固后的效果。结果表明 ：掌子面有大量明显 的浆 脉 ，且 围岩稳定 ，未发生坍 塌 、失稳 、 涌水 、涌泥等现象 ；掌子 面土体均 比注浆 前的土体 坚硬 、密 实 ，取 回的土样也 不易破 碎 ；掌子 面土体 的平均含 水率降低 ，渗透系数显著减小 ，黏 聚力 和内摩擦 角增大 ，抗剪 强度 增强 ，无侧 限抗压 强度 明显提高 ；初 期支护 受力状况得到 明显 改善 ，围岩塑性 区范围与塑性应变值减小 。由此可见注浆预加 固措施取得 了明显 的效果 。 关键词 ：黄土 ；地铁隧道 ；注浆预加 固 ；效果分析 ；室 内试验 ；数值分析
中 图分 类 号 ：Ｕ４ ５ ５ ． ４ ９ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｏ ｉ ：ｉ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ｉ ０ ０ １ — ４ ６ ３ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ８
西安 市地 铁 区间 隧道位 于渭 河盆 地 中部 ，工程 地质 条件 复 杂 ，既 有 湿 陷 性 黄 土 ，又有 软 黄 土 等 ， 采用 浅埋 暗挖 法施 工过 程 中 ，经 常遇 到地 表沉 降过 大 、地下 水涌 水量 大 、掌子 面坍 塌等 问题 ，给施 工 带来 很大 困难 。因此 ，开展 快速 、安全 、经济 的地
层 预 加 固技术 研究 ，已成为 西安 黄土地 层 中地铁 区
宽度 为 ６ ． ２ ｍ，长度 为 ７ ７ ４ ． ６ ｍ，拱 顶埋 深约 １ ４ ． ８ ｍ，采 用浅 埋 暗挖法 施工 。该 隧 道所 在 地层 自上 而 下依 次为 ：以杂填 土 和 素 填 土为 主 的 全 新统 地 层 ， 以新 黄土 、饱 和 黄 土 和 古 土 壤 为 主 的 上 更 新 统 地
大学基础研究支持计划专项基金资助项 目 （ Ｃ ＨＤ ２ Ｏ １ ２ Ｚ Ｄ Ｏ １ ９ ） 作者简介 ： 来弘鹏 （ １ ９ ７ ９ 一） ，男 ，山西平遥人 ，博士 ，副教授。
４ ８
疏 干 ，渗漏 水 量 大 ，在 开 挖 施 工 过 程 中 易 发 生 塌 方 ，为 确保施 工 安全 ，决定 采用 二重 管无 收缩 注浆 工 法进行 注浆 预加 固 ，以提 高 围岩强 度 ，降低 围岩 的通透水 性 能 ，改 善 隧道成 拱 的能力 。
２ 注 浆 实 施 方 案
２ ． １ 注 浆参 数设计
至约 １ ７ ｍ， 由于土 层 地 质 原 因 ，地 层 地 下 水 难 以
间隧 道建设 迫 在眉 睫需 要解决 的问题 。无 收缩 注浆 工 法 采用 后退 式 注浆 ，具 有 打 设 长 度 长 ，易 成孑 Ｌ ， 注浆 操 作 控 制 好 、施 工 噪声 低 等 特 点 ，是 较 为 有 效 、快速 、经 济 的地 层 预加 固技术 。 目前 ，该方 法 已在 北 京 、广 州 、深 圳 得 到 了 应 用 ，并 受 到 好 评＿ 】 ，但 在 西安地 区黄土 地层 中属 首 次 大规 模 应 用 ，其 效果 如何 还有 待研 究 。鉴 于此 ，本文 依托 西 安 市地 铁 １ 号线 工程 ，通 过现 场观 察 、室 内试验 和 数 值模 拟 分 析 注 浆 预 加 固技 术 在 黄 土 地 层 中 的 效 果 ，以期为 注浆 预加 固技 术在 黄土 地层 中大 规模 应 用 提供 理论 依据 和指 导 。
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ，２ ０ １ ４
地 铁 区 间 隧 道 黄 土 地 层 注 浆 预 加 固技 术 研 究
来弘鹏 ，康
（ １ ．长安大学 公路学院 ，陕西 西安
佐 ，谢永利 ，高晓培。
７ １ ０ ０ １ ８ ； ４ ５ ０ ０ ５ ２ ）
７ １ ０ ０ ６ ４ ；２ ．西安市地下铁道有 限责任公 司 ， 陕西 西安
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ 一 １ ０ ；修订 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ８ — １ ３
为防止浆液从注浆面的裂 隙中反渗 出来 ，同时
基 金项 目 ： 国家 自然科学基金 资助项 目 （ ５ １ ０ ０ ８ ０ ２ ９ ，５ １ ３ ７ ８ ０ ７ １ ） ；中央高校基本 科研业务 费专 项资金 资助项 目 （ ＣＨＤ２ ０ １ ２ Ｚ Ｄ０ ｌ ９ ） ；长安