盾构洞内超前环形预注浆加固的数值模拟研究

宋友红

摘 要：针对长沙地铁某线路隧道在溶洞区段的开挖问题，本文提出了一种盾构洞内超前环形预注浆的加固方法来控制溶洞区段盾构隧道的地层沉降。首先根据相关的地质资料，建立了溶洞和隧道的三维数值模型、盾构开挖模型、及注浆加固模型，采用了FLAC 3D盾构洞内超前环形预注浆加固进行了数值模拟;从地表沉降、隧道的收缩变形两个方面，对注浆控制效果进行分析，并与传统的注浆填充加固方法做了对比。结果表明，该方法在控制溶洞区段盾构隧道的地层沉降方面效果很好，而传统的注浆填充加固方法效果不理想。

关键词：盾构;预注浆加固;数值模拟

0 前言

近几年，我国发展迅速，城市规模不断扩大，长沙地铁隧道也发展迅速，而与此同时湘江地区广泛分布的溶洞也给长沙的地铁建设带来了巨大的风险和挑战。目前，已有很多学者就溶洞对隧道开挖的影响、风险、溶洞的处理措施等做了大量的工作，但是现在隧道施工方法不断改进，盾构机的使用越来越多，在处理溶洞地区的盾构隧道问题时，需要我们进一步研究。目前，注浆已普遍应用于隧道的加固中，用注浆法解决溶洞地区的隧道问题的技术在工程上也应用较多。例如：黎新亮[1]以长沙地铁3号线区间隧道为工程实际，详细介绍了溶洞的处理方案，选择在江面或地面对需要处理的溶洞进行注浆填充加固处理。钱庄等[2]人以广州地铁某区间盾构隧道施工为背景，详细分析了砂土覆盖型岩溶地层中盾构隧道施工地面注浆加固的实例。……