基坑引起临近地铁隧道变形的注浆主动控制研究

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随着城市经济的不断发展,城市开始从二维平面化向三维立体化方向发展,不可避免地会出现在隧道旁进行基坑开挖的现象。同时,伴随着对隧道变形控制要求的提高,目前对隧道变形控制已经达到了毫米级的控制精度,而当前对于坑外隧道变形控制技术研究深度和广度仍然远远不足。基于此,本文主要对基坑引起临近地铁隧道变形的注浆主动控制技术进行了研究。
  本文首先建立了围护结构内凸型变形模式下的标准模型,之后主要研究了基坑开挖对临近隧道变形的影响及注浆对隧道变形控制的影响,注浆对围护结构变形的影响和注浆对地表变形的影响。研究分析表明,基坑开挖引起临近隧道主要产生向基坑围护结构最大变形处的移动,隧道最大水平位移沿深度方向在近基坑处表现出半内凸型的变形模式,在远离基坑处表现出悬臂型的变形模式。同时受基坑开挖引起坑外土体位移场变化的影响,可将坑外土体划分为沉降区、变形过渡区和隆起区。
  之后针对不同注浆方向,不同注浆距离和不同注浆压力进行了参数化分析研究,并分别对隧道处于不同沉降影响区时的情形进行了讨论。研究发现,注浆引起坑外隧道变形-围护结构变形-地表变形是一个联动的变形控制系统。注浆会引起坑外地表出现沉降现象,一般注浆引起隧道变形较大时,围护结构变形也会较大,地表也会产生更大的沉降变形;而注浆对隧道变形控制效果的影响和隧道所处的区域有比较大的关系。总的来看,沿隧道变形主矢量方向注浆对隧道的变形控制效果最好,底部注浆会对隧道产生比较大的抬升作用;同时单点注浆会引起隧道变形最大值位置的改变,很可能出现隧道某一位置处变形符合控制要求,而隧道另一位置却由于注浆产生了不合理的变形,所以建议注浆时采用“多点注浆”的控制方式;在坑外注浆控制隧道变形时存在一个最优的注浆压力,当注浆压力过小时,注浆只会对隧道变形产生微扰动效果,而当注浆压力大于该最优注浆压力时,隧道变形则会急剧增加。
  最后结合珠海横琴金融租赁总部大厦基坑支护工程项目对注浆主动控制进行了深入研究,分别分析了矢量注浆,沿隧道高度范围内注浆和边挖边注三种注浆方式对隧道变形控制效果的影响。研究表明矢量注浆控制效果最好,沿隧道高度范围内注浆控制效果次之,边挖边注控制效果最差。
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