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富水砂卵石地层条件下浅埋暗挖法隧道设计与施工对策富水砂层条件下新意法隧道设计与施工对策研究看看北京城建院的中期汇报1新意法ppt研究绪论证实：可以把超前核心土视作一种新的隧道长期和短期稳定的工具；超前核心土的强度及变形特性是隧道变形的真正原因；可以通过对超前核心土进行防护和加固，提高其强度，以达到控制超前核心土变形，并最终控制隧道变形的目的；超前核心土的强度和变形特性对隧道的长期和短期稳定起决定作用。2青岛富水砂层隧道变形机理及其控制对策研究研究了新意法施工的控制技术，并采用抗压强度测试及跟踪监测等手段对新意法施工效果进行了分析，进一步验证了新意法对富水砂层的适用性，指出了地层隆起问题和桩体角度控制是施工控制的关键。在纵向上保护超前核心土，减轻其荷载并提供稳定性；②在横向上形成洞室约束作用，防止地层释压和变形。虽然水平旋喷桩能够防止侧面流沙或土体进入隧道内，但是无法防止掌子面开挖正前方的流水导致流沙，因此需要对掌子面地层进行改良。采用小导管全断面注浆的方式进行土体加固，改良掌子面土体，使其具备硬塑性。小导管每次注浆长度为6m，开挖5m，预留1m作为下一注浆段的止浆岩盘，注浆时要对掌子面挂网喷射10cmC25早强混凝土封闭。通过对掌子面注浆效果观察，青岛富水砂层在开挖的过程中，浆液通过剪切劈裂和填充挤压两种方式对地层加固。剪切劈裂方式主要是应用在未扰动的粘土地层中，以脉状扩散方式形成网状加固结构。填充挤压方式主要应用在砂土层中，或者是砂层与粘土交界面处，浆液直接填充空隙，以达到固结目的。3青岛地铁富水砂层段水平旋喷桩技术的应用水平旋喷桩具有增强地基强度!提高地基承载力!止水防渗!减少支挡结构土压力!防止砂土液化和降低土的含水量等多种功效。在软弱!松散!富水地层中修建隧道工程，往往施作大管棚，辅以注浆小导管等，但在富水地层中，该超前支护方法虽然能起到一定的支护作用，却不能抗堵水!防渗，不能解决富水砂层自稳能力差的问题’4青岛地铁富水砂层隧道开挖施工风险与变形规律研究过离心模型试验，研究了隧洞内地层位移与支护压力的关系以及砂层稳定与破坏的机理。饱和砂土体变形在空间和时间上的“滞后假象”及突发性特点对工程造成的后果是很严重的。刚性地层的削峰效应与拱效应的存在使得变形的体积与地层损失并不能完全等同。5新意法在浏阳河隧道参数设计中的应用首先根据新意法的基本理论!对浏阳河隧道进行分类(确定其为短期稳定状态然后依据超前核心土的平衡和隧道开挖的影响范围确定超前预支护的基本参数!并通过数值计算#模型试验和现场监测三个方面对其参数进行验证分析结果表明$采取的超前支护措施有效地限制了地表沉降#隧道洞周收敛和掌子面挤出变形!有利于隧道的稳定6新意法(岩土控制变形工法)概述新意法(岩土控制变形工法)是在围岩的压力拱理论和新奥法施工理论的基础上提出来的,该方法是通过对岩体分类来确定超前支护措施和支护参数的设计方法,其核心思想是通过调节超前核心土的强度和刚度来控制岩体的变形。该方法在欧洲一些国家的大型隧道项目设计中被广泛采用。本文主要介绍了新意法的核心思想,新意法的工法步骤及主要的超前支护参数,如锚杆的加固密度、锚杆的加固长度和搭接长度的确定方法。7新意法在富水砂层的适用性研究青岛地铁一期工程保河区间富水砂层段为典型的!上软下硬地层#施工中采用了适合中国国情的!新意法#即!环向水平旋喷桩’超前注浆管对富水砂层进行了加固$文章通过现场取样观测分析#研究了各种砂层中水平旋喷桩成桩效果及存在的问题%并通过现场监测结果针对采用!新意法施工对工程及周边环境的影响进行了分析$研究结果表明&!新意法在富水砂层应用中控制沉降效果明显#但施工中也存在桩间咬合不良导致的渗漏水及注浆压力控制不当引起地层隆起等问题%通过对桩体角度从水平和垂直两个方面进行控制和对注浆施工过程进行跟踪监测等方法#克服了!新意法在富水砂层施工中存在的问题#施工结果表明!新意法在富水砂层中具有良好的适用性$富水砂层中暗挖隧道施工沉降控制技术沉降控制应该从设计及施工两个方面来考虑两者同样重要并且需要根据现场实际情况不断优化设计只有这样才能将沉降控制在一个安全范围之内设计主要从以下几个方面来考虑降水方式支护形式超前加固方法施工主要从以下几个方面来考虑开挖面与成环仰拱之间的距离支护的时效性焊接锚喷的质量初期支护背后注浆的及时性与质量只有从以上六个方面着手才能真正有效地控制沉降确保周边建构筑物管线的安全以及后续二次衬砌施工的质量.对富水砂层比较有效的方法是洞内全断面注浆加固法高压水平旋喷桩地面井点降水法.高压水平旋喷桩支护原理与管棚法类似可起到超前加固支护作用水泥与土体凝固成一个强度较高的硬拱同时还有封闭地下水的作用.水平旋喷桩具有梁效应和土体改良加强效应能够起到防流沙抗滑移防渗透等作用可保证隧道掘进安全水平旋喷桩不仅具有梁效应拱效应和土体改良加强效应还能够起到防流沙抗滑移保证隧道掘进安全的作用当前解决水的问题主要是采取地面降水和洞内止水两种两种方法各有优缺点洞内止水成本高对周边建筑物影响小不受周边环境限制地面降水费用低对周边建筑物影响大受周边环境制约大效果明显.结合安-侨区间的经验来看在具备地面降水的条件下可以采取地面降水但如果穿越重要建筑物及房屋时尽量不要采取地面降水否则失水沉降造成的影响比隧道开挖对建筑物造成的影响还要大.富水砂层中暗挖施工控制沉降是一个系统工程必须做好每一个环节才能有效控制沉降事故的发生采用地面井点降水超前深孔全断面注浆加固及高压水平旋喷桩加固等多种相结合的辅助措施较好地确保了在富水砂质等复杂地层中的施工安全上下台阶法施工中严格执行管超前短进尺强支护早封闭勤量测方针也是隧道施工安全的技术保障加固土将水玻璃和氯化钙溶液交替压注到土中，生成的硅酸凝胶在潮湿环境下，因吸收土中水分处于膨胀状态，使土固结。。劈裂注浆的浆液在注浆压力作用下先克服地层的切应力和抗拉强度,使其垂直于小主应力的平面上发生劈裂,浆液便沿此劈裂面渗入和挤密地层体,并在其中产生化学加固作用和形成作为骨架的浆脉。1992年,Brow和认彼mer指出,注浆体和其周围的土体之间有明显的分界,注入土体中的注浆体可能形成不规财的形状,但在较均匀的土体中,注浆体可以形成近似球体和柱体。在注浆膨胀过程中,周围的土体会产生复杂的径向应力和切线应力。紧邻注浆体表面有一个严重被扰动的区域,该区域内产生了塑性变形。随后距离的增加,注浆体周围L的变形由塑性变形过渡到弹性变形。1997年,国立台湾工业技术学院廖洪钧教授等就粘土层压密注浆引起的地表隆起和再沉降的问题进行了现场试验研究。他们得出两点结论:(l)在粘土层中,压密注浆所产生的地表隆起现象可分为两个阶段,当局部性圆锥状隆起破坏机制尚未发生前,在6.5簇肋成20范围内,地表产生比较均匀的隆起;当注浆量继续增加,使扮r6.5时,则地表隆起受到圆锥土体上顶的影响,其相对隆起量较大,越接近注浆点,隆起量越大(r为浆泡的半径,h为注浆中心点与测点的距离)。(2)地表经过注浆隆起后,再沉陷量约只有原隆起量的1/4一1/5,注浆完成40天后变形达到稳定。2000年,J.B.Burland等人系统的研究了伦敦地铁Jubilee延长线工程邻近结构物的响应,详细的记录了各个工段补偿注浆的全过程并实测建(构)筑物注浆补偿的效果,为类似工程积累了宝贵经验,同时丰富详尽的实测数据为注浆抬升的研究提供了珍贵资料。2001年,KKomiya等通过现场试验和室内试验研究了软粘土层中进行隧道掘进时注浆对控制地层变形的规律。现场试验是在东京的一个名叫Koto一Ku的地方进行的,试验时在隧道上方一定距离的地方进行注浆,同时对于地表和地下不同深度的土层的沉降进行监洲,试验中进行的注浆不完全是压密注浆,他们发现虽然在注浆初期发生了地表隆起变化,但随着时间的推移,由于土体的固结和浆液本身的收缩,地表发生沉降。在室内试验中,他们探索了影响粘土中注浆的长期效应的控制因素。他们发现,从长期效应来看,超固结粘土中的注浆效果比正常固结土的注浆效果要好些,而且,注浆量越大效果越显著。2001年,hu.is通过室内试验研究了在粘土中进行压密注浆土体中产生的位移和强度的变化。他们还认为影响压密注浆的主要参数有土体的初始应力、土体的强度和土体体积变化特性以及土的刚性指数,2003年,冯旭海从利用的角度对这种效应进行研究,提出了注浆顶升力和顶升效应的概念,论述了其在纠偏工程中的可行性,探讨了注浆作用机理与顶升效应的关系。。研究表明,注浆过程中引起的土中附加应力与注浆深度、注浆压力和土体的基本性状有关,且在径向和上部土体中衰减很快。试验还表明,合理的布置注浆孔位置和安排注浆顺序对于更有效的实现顶升效果具有很大的作用。综上所述，国外对压密注浆抬升的研究应用起步较早，取得了一批重要的研究成果，并积累了丰富的经验。相比而言，国内在施工方法、设计方法、注浆效果预测以及理论研究、试验研究等方面都有待进行深入系统的研究。注浆抬升技术仍有很多不成熟之处，例如:注浆抬升建(构)筑时抬升力大小及影响因素，注浆量多大才能达到抬升的效果，如何在实践中根据实际情况设计有效的注浆方案并对抬升效果进行预测，注浆过程中注浆压力在土层中的传递和分布如何，注浆结束之后压力的衰减又是如何，孔隙水压消散对注浆抬升效果的影响等。注浆技术正日益广泛的应用在许多工程领域，关于注浆抬升的工程实践也在逐渐增多。特别是城市隧道建设引起的周围建筑物、道路、管线、既有线的不均匀沉降危害十分严重，注浆抬升技术正在被广泛采用。但仅仅凭经验进行注浆抬升的施工已不能满足工程发展的需要，急需形成一套合理的设计原则，有效的预测方法，对注浆设计进行优化，以确保注浆抬升工程的经济、有效，预评估注浆抬升对周围环境的影响。本文正是基于这种情况提出了本课题，着重对注浆的方法、方式和效果进行研究。本论文的研究成果可广泛应用于隧道开挖过程中，上方建筑物减沉、纠偏和城市隧道施工补偿注浆，对于提高注浆效果，减小并控制建筑物的沉降，防止注浆抬升引起的建(构)筑物破坏以及降低注浆成本有着重要的意义，也必将产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益。假设:(l)土体为理想的弹塑性材料,满足岩土弹塑性力学的计算条件;(2)浆液区内的压力在各个方向上都是相同的,即几;(3)所取的计算平面距离地面为h。此时,浆液尚未在土层中形成浆脉,其作用方式主要是水平方向的膨胀挤压。因此问题可以简化为轴对称的平面应变问题,可以说是圆孔扩张理论在注浆中的应用[31一5]。经过对各种房屋保护方案的可靠性和可操作性等方面进行综合考虑，施工中采取地表跟踪注浆施工方法对房屋进行保护，对房屋保护施工方案、施工工艺、注浆材料、注浆参数以及安全控制性标准等进行确定[15-16]，并根据抬升效果对试验阶段抬升注浆方案、工艺、参数等进行优化和总结。压密注浆作用机理与顶升效应关系的研究压密注浆造成的地面抬升通常被认为是工程施工中需要避免的负面影响,但是这种效应对于建(构)筑物纠偏、沉陷地面治理却是有益的。结合每个阶段的特点,进行注浆机理阐述,建立注浆模型,探讨了注浆过程中上层中压力分布规律和顶升力大小的计算方法,分析了土体抬升的破坏模式以及注浆的加固效果、顶升效果和注浆量之间的关系。压密注浆过程中产生的上抬力和地表隆起效应也一直是被认为此种工法的不利方面,工程技术人员在进行注浆设计和施工时都是力图消除或者减少这种影响,压密注浆的上抬力的正面效应才逐渐被人们所重视,.机理分析和理论计算是论文的主要内容之一。要研究注浆顶升，首先就要对压密注浆力学机理进行全面的研究。注浆所涉及的知识较多，包括流体力学、土力学、弹塑性力学等，这一部分就是综合运用这些知识，阐述注浆的原理，建立基土的持力层的加固，对侧向土体的挤压，对上部土体的挤密抬升隧道穿越建筑物过程中的注浆抬升技术随着中国经济的高速发展，中国的城市化水平也在迅速加快。而在城市化进程中，各种问题日益显现，其中，“交通拥堵”既是一个急需解决的问题。地铁及城市隧道的建设与利用无疑从很大程度上缓解了地面交通的巨大压力，对解决城市“交通拥堵”