[发明专利]一种修复盾构隧道收敛变形的方法

说明书

本发明涉及地下隧道工程土体加固技术领域，具体涉及软土地区修复运营盾构隧道收敛变形的方法，包括以下步骤：S1确定注浆体扩散范围和塑性影响区范围，S2根据确定的注浆体扩散范围和塑性影响区范围，增加排水措施，消除压力注浆过程中引起的超静孔隙水压力，增加注浆有效率，避免工后隧道横向收敛变形反弹；所述排水措施包括在注浆孔(1)与隧道(2)之间的影响区(3)内插设竖向孔压消散排水体(4)，所述竖向孔压消散排水体(4)须穿越注浆体(5)高度范围；本发明能够提升注浆修复变形有效率，解决现有技术中注浆修复隧道变形后重新反弹导致重复多次注浆的问题。

技术领域

本发明涉及地下隧道工程土体加固技术领域，具体涉及软土地区修复运营盾构隧道收敛变形的方法。

背景技术

近年来，随着国民经济的发展和城镇化建设的加速，国内城市轨道交通建设发展也越来越迅速。而地铁的建设伴随沿线开发活动增多，工程建设所面临的周边环境越来越复杂，对地铁隧道的运营监护压力越来越大。通过对软土地区盾构隧道的长期监测和维护发现，隧道病害与结构变形密切相关，隧道横向直径收敛变形过大，会引起管片接缝渗漏水或管片压损，严重情况下可能会导致隧道垮塌，造成不良影响。

现有技术主要通过注浆加固来控制修复运营隧道的横向收敛变形。如在隧道外部地面竖直下注浆管至隧道底，然后拔管注浆治理横向收敛大变形，其注浆孔分布于隧道两侧，并与隧道保持一定距离。

上海、宁波等众多沿海软土地区的城市，大量盾构隧道通常埋置于软弱流塑性粘土或淤泥质粘土中，压力注浆容易在土层中引起超静孔隙水压力。随着压力注浆的结束，超静孔隙水压力随时间持续而逐步消散。尽管注浆过程中修复了隧道的横向直径收敛变形，但随着超静孔隙水压力的消散，土体中有效应力增加，伴以土体挤压压缩，有可能造成修复的隧道横向收敛变形反弹。通过对盾构隧道的长期变形监测发现，软土地区注浆修复隧道横向收敛大变形，工后反弹量占比约20％～50％，更有甚者达到60％。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种修复盾构隧道收敛变形的方法，在注浆过程中增加排水措施消散孔压，能够提升注浆修复变形有效率，解决现有技术中注浆修复隧道变形后重新反弹导致重复多次注浆的问题。

本发明的技术方案如下：

一种修复盾构隧道横向收敛变形的方法，包括以下步骤：

S1确定注浆体扩散范围和塑性影响区范围，

S2根据确定的注浆体扩散范围和塑性影响区范围，增加排水措施，消除压力注浆过程中引起的超静孔隙水压力，增加注浆有效率，避免工后隧道横向收敛变形反弹；

所述排水措施包括在注浆孔与隧道之间的影响区内插设竖向孔压消散排水体，所述竖向孔压消散排水体须穿越注浆体高度范围。

进一步的，上述一种修复盾构隧道横向收敛变形的方法，所述步骤S1中的注浆体扩散范围，须根据注浆量和注浆体高度确定，若无囊袋注浆则假定注浆体均匀扩散形成圆柱形浆体。

进一步的，上述一种修复盾构隧道横向收敛变形的方法，所述步骤S1中的塑性影响区范围，是根据小孔圆柱扩张理论，假设注浆体在土中呈圆柱形，压密注浆过程就相当于在无限土体中扩张一个半径为r的小孔，在孔穴四周形成一个应力影响区，即为塑性影响区。

进一步的，上述一种修复盾构隧道横向收敛变形的方法，注浆体扩散半径r与塑性影响区半径r_p的关系为

式中，r_p为塑性区影响半径；E为土体弹性模量；v为泊松比；c_u为土体不排水抗剪强度。

进一步的，上述一种修复盾构隧道横向收敛变形的方法，所述竖向孔压消散排水体是集水井、管井、竖向塑料排水板、纸板、砂桩、袋装砂井、砂石桩中的一种或一种以上的排水材料。