近年来临近已建盾构隧道的施工日渐增多,对隧道结构的影响不容忽视。运营期盾构隧道受周边施工影响发生过大的位移和变形时,会引起环纵缝张开、衬砌开裂、道床脱开、渗水等一系列结构病害。采用袖阀管注浆方式和水泥-水玻璃浆液的“微扰动双液注浆法”,是纠正已建盾构隧道位移的一种有效方法。本文针对已建盾构隧道注浆纠偏的关键问题,开展了系统的研究工作,主要研究成果如下:(1)基于弥散裂缝模型和流体体积法,通过自主编写的有限元计算程序研究了水泥浆在全风化花岗岩中的劈裂扩散机理。结果表明,劈裂浆脉的形态为“直线型”、“T型”和“三叉型”。随着水泥浆液粘度和注浆流量的增大,劈裂浆脉宽度和注浆终压逐渐增大。土样深度和边界渗透性对劈裂浆脉的形态和注浆终压也有重要影响。(2)在前一章的基础上,基于宾汉流体本构方程编写有限元程序,研究了水泥-水玻璃双液浆在全风化花岗岩中的劈裂扩散机理。结果表明,双液浆在全风化花岗岩中的劈裂形态为“直线型”、“三叉型”和“分散型”。浆液水灰比较大时,双液浆的劈裂形态为“分散型”,浆液的流向由主浆脉过渡到次浆脉,并在次浆脉中产生分叉。水灰比、注浆流量和土层深度对双液浆劈裂过程有重要影响。(3)通过自主设计的试验装置,开展了已建盾构隧道注浆纠偏的模型试验研究。结合有限元分析,研究了不同注浆工况下隧道结构的受力变形规律。结果表明,在隧道的侧下方注浆可以使已建隧道产生水平和竖向位移,隧道横断面水平直径减小,竖向直径增大。当注浆压力和注浆高度增大,以及土体模量减小时,隧道的水平和竖向位移增大,断面变形程度增加。(4)以深圳地铁某纠偏工程为背景,开展了实测分析工作。采用不同的隧道变形指标,研究了注浆过程中隧道工作性能的变化。研究结果表明,“微扰动双液注浆法”能有效纠正隧道已发生的位移,注浆引起的隧道变形由平动和形变共同构成。注浆后,隧道的水平位移、沉降、断面水平收敛和椭圆度均减小,隧道的工作状态得到改善并维持稳定。(5)提出了考虑注浆施工顺序的盾构隧道注浆纠偏有限元分析方法。将整个注浆过程划分为若干阶段,通过施加膨胀力,并采用不同的体积膨胀率,模拟不同土层中的注浆过程。通过改变注浆完成区域的土体参数来模拟注浆的加固效果。根据深圳地铁注浆纠偏工程案例,建立三维有限元模型,验证了算法的合理性。该方法可应用于隧道纠偏工程的方案设计中,提高纠偏效率,保证隧道结构安全。