盾构隧道壁后注浆压力对地表沉降变形影响

刘俊生，卢金芳

(南京市测绘勘察研究院股份有限公司，江苏 南京 210019)

1 引 言

近些年来，我国城市地铁建设发展迅速，其隧道的主要施工方法包括明挖法、盖挖法、暗挖法和盾构法等[1]。在这些方法中，盾构法以其开挖速度快、对周边环境影响小、施工劳动强度低等优点而广泛应用于各个城市的地铁隧道建设中[2，3]。在盾构掘进过程中，预制衬砌在盾构机内完成拼装，在盾尾脱出后，衬砌管片与土体之间会形成盾尾空隙[4]。盾尾空隙的存在会使周围土体处于未支护状态而产生沉降，进而造成对周围构筑物及地下管线的影响[5，6]。

根据20多个隧道工程实例资料进行统计分析，Peck[8]首先提出了盾构施工引起的横向地表沉降槽的概念：隧道开挖引起的垂直于隧道轴线方向(横向)地表沉降曲线分布可用高斯曲线拟合表示。Peck公式以及一系列在此基础上根据不同地层和施工参数提出的修正Peck公式等是目前工程实践中应用比较普遍的方法。此后Attewell、O′Reilly和Clough等[9，10]很多学者在此基础上对该式进行研究，提出了各种不同土层情况下对应的经验公式。为了减小盾尾空隙对地表沉降的影响，可采用盾构同步注浆的方法，即通过衬砌环的注浆孔向空隙内注入具有适当的早期及最终强度的材料，来减小盾构推进过程中的土体损失，减小地表沉降，降低对周围环境的影响。壁后注浆压力的分布及大小直接影响注浆效果的好坏以及地表土体变形沉降的大小。Tomas Kasper[11]运用三维有限云计算方法研究了盾构施工过程中注浆压力对地表沉降和隧道上浮的影响，指出增大注浆压力可以有效地减小地表沉降。……