注浆对隧道施工引起地表沉降影响探究

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1、注浆对隧道施工引起地表沉降影响探究　　摘要：临近隧道施工引起地表沉降是较为关注的问题，尤其是两隧道的相互影响往往产生更大的地面变形。本文在考虑了两隧道垂直和倾斜布置的条件下注浆参量对地表沉降的影响。结果表明:在相同两隧道布置的条件下，注浆不会改变地表沉降槽的形状。注浆区的粘聚力、内摩擦角和弹性模量增加地表沉降最大值减少。文中图6初步展现了A和B注浆材料不同时地表沉降槽，可以说明AB不同不注浆过程地表沉降槽的变化过程。关键词：邻近隧道施工；数值模拟；地表沉降；注浆Abstract:Surfacesubsidencecausedbyadjacenttunnelco

2、nstructionisaproblemtobeconcernedwith.Especiallywhenthereisaninteractionbetweentwotunnels,theresultantgrounddeformationtendstobemoreobvious.Thispaperconsiderstheeffectoftwoverticalandinclinedtunnelundertheconditionofgroutingparametersongroundsurfacesettlement.Theresultsshowthat:unde

3、rtheconditionsofsamelayoutoftwotunnel,thegroutingwillnotchangetheshapeofsurfacesettlement.Whenthegroutingzonecohesion,5internalfrictionofanglesandelasticmodulusincreasesthemaximumsurfacesubsidencereduces.Inthispaper,Figure6showssurfacesettlementwhenAandBareofdifferentgroutingmateria

4、lswhichcanexplainthechangingprocessofsurfacesettlementwhenAandBaredifferentintheprocessofgrouting.Keywords:adjacenttunnelconstruction;numericalsimulation;groundsubsidence;grouting中图分类号：U45文献标识码A文章编号引言浅埋暗挖隧道往往容易照成塌方等情况，尤其是邻近隧道施工。多次扰动使得岩土体容易发生失稳，再加上隧道间的相互影响，使这类隧道的施工更加困难。水平布置条件下注浆对地表沉降

5、的影响已经有过文献研究，文中主要针对垂直和倾斜布置条件下注浆对地表沉降的影响。[1]~[4]。本文采用数值模拟的方法，考虑在不同隧道布置情况下超前注浆对地表沉降的影响。本文的研究内容可以对诸如此类的工程设计有一定的参考价值。1有限元数值模拟分析1.1有限元模型的建立5（1）模型尺寸和边界条件。假定隧道开挖分析为二维平面应变问题。模型水平方向50m，垂直方向30m。隧道直径为5m，支护结构厚度为350mm。边界条件：表面边界为自由边界，底部边界约束竖向位移，两侧边界仅约束水平位移。（2）初始应力条件。初始应力场是隧道即将开挖时的应力场。对于水平土层条件的初始应力

6、场可以采用K0系数法。同时在第一步开挖荷载步工况对初始位移归零。（3）隧道周围岩土层假设为单一土层。本次岩土体材料本构关系采用M-C模型。假定隧道衬砌、结构为线弹性模型。注浆通过更改单元属性的方式来实现。（4）文中考虑两隧道垂直布置和倾斜布置注浆对地表沉降的影响。有限元网格划分如图1所示，图中所示为两隧道在同一水平面的情况下。岩土体和支护结构参数见表2。图1计算模型网格划分图Fig.2Meshusedintheanalysisoftunnelswithhorizontalalignment表2土体和支护结构参数注：土体泊松比取0.3，衬砌泊松比取0.2，拱顶注

7、浆范围均为180度，土体参数有下划线的为考虑注浆影响时选取值。51.2注浆对平行隧道的影响在浅埋暗挖隧道施工中，通过注浆加固预防地表沉降，以保证施工及周边环境安全。文中首先采用数值模拟的方法研究注浆区A和B相同但是同时选取不同注浆参数情况下，不同平行隧道布置施工引起地面沉降曲线。注浆区示意图见图2，红和绿色表示A和B注浆区，两者注浆层厚度相同。图2注浆区示意图Fig.2Diagramofgrouting图3注浆对地表沉降影响图（垂直H=2D）Fig.3Influenceofgroutingonsoilsettlement(verticalalignmentH=

8、2D)图4注浆对地表沉降影响图（倾斜4