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

摘要

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。