[发明专利]砂卵石地层盾构隧道地表分层差异沉降空间注浆减沉方法

说明书

一种砂卵石地层盾构隧道地表分层差异沉降空间注浆减沉方法，包括如下步骤：①通过地层钻孔分析出发生明显分层沉降差异的层位；②根据不同层位的覆土的力学参数进行数值模拟进一步确定发生分层沉降的层位；③根据步骤①、②得出的发生差异性分层沉降的层位及规模确定地面注浆钻孔的位置；④根据柱状及数值模拟得出的易发生差异性分层沉降的位置进行分层沉降监测；⑤根据模拟出的分层沉降的时空规律，确定注浆时机；⑥浆液配制以及注浆实施。该方法利用砂卵石盾构施工引起的分层差异沉降造成的离层或空洞作为充填空间对地层进行充填注浆，以达到补偿地层损失和减小控制地表沉降的目的。

技术领域

本发明属于地下工程施工领域，特别涉及一种砂卵石地层盾构隧道地表分层差异沉降空间注浆减沉方法。

背景技术

盾构隧道施工是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。根据其维持压力平衡的方式可以分为土压平衡盾构掘进与泥水平衡盾构掘进，由于土压平衡盾构机容易控制，而且利于环保，适合长距离掘进，因此是应用最广的隧道暗挖方法。

砂卵石地层一般为沉积地层，在不同历史阶段分层沉积而成。砂卵石地层隧道掘进后可以形成一定时间内的自稳，但是由于砂卵石在一定高度容易有成拱现象的发生，导致离层或空洞可以维持数月到数年，而且滞后沉降具有突发性，因此在一定时间后会突发失稳造成地面塌陷。作为典型砂卵石地层分布地区，成都地铁1号线在隧道施工后数月到一年之间就多次发生地面塌陷。

目前在施工中对砂卵石地铁隧道掘进的分层沉降监测主要集中在掘进期间，其主要目的为研究盾构施工对地层的扰动范围，并未利用分层沉降差异形成的空间进行减沉处理。同步注浆从工艺上很难完全弥补掘进造成的地层损失，二次注浆减沉原理并不明确。现有研究主要通过在洞内注浆(同步、二次或多次)来达到减沉的目的，对于分层沉降的研究仅仅局限于了解施工期间的上覆地层扰动范围，砂卵石盾构隧道施工造成的地层差异沉降以及空洞是业界公认的事实。目前研究的局限在于：(1)地层体积损失几乎都尝试以洞内注浆的方式进行补偿，注浆的能力与掘进速度难匹配，浆体配比很难满足减沉需求。(2)对于分层沉降做了大量的监测，在砂卵石地层盾构隧道引起的分层沉降较为明显，但分层差异沉降形成的离层或者空洞并没有用来控制或减小地表沉降。

公开号为CN201520553274.3的新型专利说明书中介绍了一种监测土体分层沉降的装置，该装置只是对土体分层沉降监测的方便和准确进行改进，并无介绍如何利用分层沉降形成的空间。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种砂卵石地层盾构隧道地表分层差异沉降空间注浆减沉方法，该方法利用砂卵石盾构施工引起的分层差异沉降造成的离层或空洞作为充填空间对地层进行充填注浆，以达到补偿地层损失和减小控制地表沉降的目的。

如上构思，本发明的技术方案是：一种砂卵石地层盾构隧道地表分层差异沉降空间注浆减沉方法，其特征在于：包括如下步骤：

①通过地层钻孔分析出发生明显分层沉降差异的层位；

②根据不同层位的覆土的力学参数进行数值模拟进一步确定发生分层沉降的层位；

③根据步骤①、②得出的发生差异性分层沉降的层位及规模确定地面注浆钻孔的位置；

④根据柱状及数值模拟得出的易发生差异性分层沉降的位置进行分层沉降监测；

⑤根据模拟出的分层沉降的时空规律，确定注浆时机；

⑥浆液配制以及注浆实施。

所述浆液取水泥、粉煤灰与水的混合浆液，其中水灰比为

0.6-0.7，粉煤灰与水泥质量比为0.5。