盾构隧道同步注浆充填率对地表沉降影响分析

为研究盾构隧道施工过程中同步注浆充填程度对地表沉降的影响,文章用同步注浆充填率来代表其充填程度,依托常德市沅江过江隧道工程,利用有限元软件ANSYS,采用等效弹性模量的方法对充填率为60%、80%、100%和120%的注浆层进行数值模拟,分析了不同充填率下对地表沉降的变化。结果表明:盾构隧道同步注浆充填率对地表的沉降影响显著,随着注浆充填率的增大,地表的沉降在逐渐减小,当注浆充填率为60%时,地表最大沉降达到18.1 mm;当注浆充填率为120%时,地表最大沉降仅为3.79 mm。     

盾构隧道同步注浆壁后空洞缺陷对地表沉降和结构变形影响分析

盾构隧道施工过程中,由于地层特性差异以及同步注浆工艺的影响,容易导致管片壁后同步注浆空洞的产生,此类缺陷对盾构隧道周围地层沉降及管片受力影响显著。文章依托工程实际,采用数值模拟方法分析了不同位置的空洞缺陷对地表沉降及管片变形的影响。结果表明:壁后注浆空洞无缺陷时,最大地表沉降、竖向收敛值、水平收敛值分别为4.98 mm、4.44 mm、-5.32 mm,而在出现空洞缺陷的情况中,拱顶的最大地表沉降、竖向收敛值、水平收敛值均为最小,分别为10.78 mm、13.52 mm、-16.23 mm,因此说明当出现空洞缺陷时,地表沉降和管片变形会受到很大不利影响。当空洞缺陷出现在隧道拱腰时,是所有空洞缺陷中引发地表沉降变形和盾构结构变形最大的情况,最大地表沉降、竖向收敛值、水平收敛值分别为18.81 mm、20.07 mm、-22.21 mm,比拱顶位置引起的变形分别大13.83 mm、15.63 mm、-16.89 mm。所以空洞缺陷位置出现在拱腰时对于结构力学特性和地表沉降最为不利。故在盾构隧道注浆施工过程中,应尽量保证隧道拱腰位置的壁后注浆填充率,使地表沉降及管片变形达到相应工程要求。     

水玻璃-纳米二氧化硅复合聚氨酯注浆材料性能试验

针对传统水泥砂浆在微裂隙注浆时难以灌入和纯聚氨酯浆液成本高、压缩强度低的问题,以水玻璃和纳米二氧化硅为主要原料制备水玻璃-纳米二氧化硅复合聚氨酯注浆材料,并通过正交试验和条件试验考察纳米二氧化硅、催化剂、水玻璃添加量对复合聚氨酯材料凝胶时间、最高反应温度、压缩强度等性能的影响。结果表明,纳米二氧化硅、催化剂、水玻璃添加量对复合聚氨酯材料压缩性能影响大小顺序均为纳米二氧化硅催化剂水玻璃,最佳添加量组合分别为2%、0.16%、12%,压缩强度最高可达15.427 MPa,同时分析了二氧化硅、催化剂、水玻璃添加量对聚氨酯注浆材料性能的影响规律和作用机理。在最佳配比下,复合聚氨酯浆液堵水率54.80%~68.44%,封堵效果较好,且具有成本低、性能好的优点,可经进一步优化后作为新型注浆材料。