水平注浆对既有盾构隧道横向变形与内力的纠偏控制效果研究

摘要

为探究水平注浆对既有隧道的纠偏控制效果和受力变形规律,建立注浆对既有隧道作用的计算模型,利用非均匀膨胀模型计算注浆引起的既有隧道周围附加应力,根据隧道围压重分布理论推导既有隧道的围压变化。以基坑开挖工程结合注浆工程为算例,计算既有隧道在各个阶段下的围压变化,并根据数值软件建立三环管片模型,得到注浆对既有隧道横向收敛、混凝土应力以及螺栓应力的影响,最后对注浆量、注浆距离以及注浆范围进行参数分析。研究结果表明:水平注浆作用会引起既有隧道围压重分布,其作用在隧道上的附加围压主要呈现为“横椭圆”分布,本案例下隧道两侧腰部的围压复原率达到40%,隧道的收敛及内力复原率均达到了50%。随着注浆量的不断增大,横向收敛及内力均线性增大。随着注浆距离的减小,横向收敛和内力呈现指数型线性增大。单一改变注浆量和注浆距离均可使隧道的变形和内力恢复至正常状态,可考虑首要改变注浆距离以节约资源。注浆效果对注浆深度的敏感性远不及注浆量和注浆距离,注浆深度的改变较小时,注浆效果无明显差异。通过分析隧道复原率可确定注浆工程的参数设置,研究成果可为注浆纠偏邻近既有隧道工程提供参考。