WSS注浆预加固技术在黄土地铁隧道中的应用研究
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摘要
注浆预加固施工虽然在北京地铁、广州地铁、深圳地铁得到了很好的应用,效果也很明显,但在西安的黄土地层中尚属首次大规模应用,其效果如何还存在争议。加之注浆预加固工程多属隐蔽工程,其施工效果检测评价要比地面工程复杂得多,因此合理的评价注浆效果显得尤为重要。
本文结合西安地铁一号线朝阳门站-康复路站区间左线隧道WSS工法注浆预加固技术的实施,对wSS工法注浆进行了简要介绍,并在此基础上结合实际工程情况和以往工程经验对注浆参数进行了合理的设计。为了更好的评价注浆施工效果,一方面利用有限元软件ANSYS建立了计算模型,针对未注浆、已注浆两种工况下断面开挖过程中的初期支护受力和掌子面塑性变形区的发展情况进行数值模拟；另一方面设计检测方案,通过现场观测、现场取样和室内试验测定土体的各项性能指标,并将其与注浆前土体的各项指标进行对比,从而评价注浆效果。得出结论：注浆预加固施工取得了良好的效果。
The construction of grouting pre-reinforcement has got a very good application in the subway of Beijing,Guangzhou and Shenzhen,its effect is obvious. But it is the first time for its large-scale application in the loess stratum of Xi'an,its effect remains controversial.And the projects of grouting pre-reinforcement are concealed works,the testing and evaluation of the effect of construction are much more complicated than the Surface engineering,so it is very important to evaluate the effect of grouting reasonably.
This paper based on the implementation of grouting pre-reinforcement with the WSS method between the Chaoyang subway and Kangfulu subway of the left line of the Xi'an metro line 1, introducing the WSS method briefly, designing the parameters of grouting rationally combined with practical engineering and past engineering experience, in order to evaluate the effect of grouting more better, on the one hand,setting up the computational model with finite element software ANSYS,the numerical simulation based on the stress of primary support and the development of the plastic zone of heading face under two working cases non-grouted and grouted in the process of section excavation; on the other hand, designing detection scheme, by field observation,on-site sampling, assaying performance index of soil by indoor experiment,and comparing with the performance index of non-grouted soil,to evaluate the effect of grouting. Come to a conclusion:the construction of grouting pre-reinforcement make a good effect.
本文结合西安地铁一号线朝阳门站-康复路站区间左线隧道WSS工法注浆预加固技术的实施,对wSS工法注浆进行了简要介绍,并在此基础上结合实际工程情况和以往工程经验对注浆参数进行了合理的设计。为了更好的评价注浆施工效果,一方面利用有限元软件ANSYS建立了计算模型,针对未注浆、已注浆两种工况下断面开挖过程中的初期支护受力和掌子面塑性变形区的发展情况进行数值模拟；另一方面设计检测方案,通过现场观测、现场取样和室内试验测定土体的各项性能指标,并将其与注浆前土体的各项指标进行对比,从而评价注浆效果。得出结论：注浆预加固施工取得了良好的效果。
The construction of grouting pre-reinforcement has got a very good application in the subway of Beijing,Guangzhou and Shenzhen,its effect is obvious. But it is the first time for its large-scale application in the loess stratum of Xi'an,its effect remains controversial.And the projects of grouting pre-reinforcement are concealed works,the testing and evaluation of the effect of construction are much more complicated than the Surface engineering,so it is very important to evaluate the effect of grouting reasonably.
This paper based on the implementation of grouting pre-reinforcement with the WSS method between the Chaoyang subway and Kangfulu subway of the left line of the Xi'an metro line 1, introducing the WSS method briefly, designing the parameters of grouting rationally combined with practical engineering and past engineering experience, in order to evaluate the effect of grouting more better, on the one hand,setting up the computational model with finite element software ANSYS,the numerical simulation based on the stress of primary support and the development of the plastic zone of heading face under two working cases non-grouted and grouted in the process of section excavation; on the other hand, designing detection scheme, by field observation,on-site sampling, assaying performance index of soil by indoor experiment,and comparing with the performance index of non-grouted soil,to evaluate the effect of grouting. Come to a conclusion:the construction of grouting pre-reinforcement make a good effect.
引文
[1]许海标.浅埋暗挖黄土地铁隧道力学性能研究[D].西安：长安大学硕士论文,2010
[2]张民庆等编著,地下工程注浆技术[M].北京：地质出版社,2008
[3]吴海涛.大空隙的深厚覆盖层围堰高压旋喷技术研究[D].长沙：中南大学硕士论文,2007
[4]杜鹃.带承压板注浆工法在软土路基加固中的研究及其应用[D].武汉：武汉理工大学硕士论文,2006
[5]刘丽花.地铁隧道施工期非饱和土体沉降变形的注浆加固控制技术研究[D].北京：北京交通大学硕士论文,2006
[6]龚习炜.铜锣山隧道岩溶浅埋段地表注浆试验研究.[D].成都：成都理工大学硕士论文,2007
[7]张顺金.砂砾地层渗透注浆的可注性及应用研究.[D].长沙：中南大学硕士论文,2007
[8]高文信.注浆加固地基承载力计算及工程应用研究.[D].昆明：昆明理工大学硕士论文,2008
[9]程晓,张凤祥.土建注浆施工与效果检测[M].上海：同济大学出版社,1998
[10]蔡胜华,黄智勇,董建军,陈彦生.注浆法[M].北京：中国水利水电出版社,2006
[11]杜嘉鸿等编译,地下工程注浆技术[M].北京：水利电力出版社,1987
[12]坪井直道,化学注浆法的实际应用[M].北京：煤炭工业出版社,1980
[13]崔玖江著,水下隧道注浆堵水[M].北京：人民铁道出版社,1978
[14]邝健政等编著,岩土注浆理论与工程实例[M].北京：科学出版社,2001
[15]彭振斌编著,注浆工程设计计算与施工[M].武汉：中国地质大学出版社,1997
[16]曾荣秀等编著,注浆技术经验汇编[M].北京：煤炭工业出版社,1988
[17]王国际著,注浆技术理论与实践[M].北京：中国矿业大学出版社,2000
[18]黄德发等主编,地层注浆堵水与加固施工技术[M].北京：中国矿业大学出版社,2003
[19]李力.粉细砂地层注浆管棚作用机理及在暗挖隧道施工中的应用[D].北京：北京交通大学硕士论文,2006
[20]曹南山.复合注浆法在桩基础加固中的应用研究[D].长沙：中南大学硕士论文,2006
[21]于涛.覆岩离层注浆固化作用数值摸拟研究[D].辽宁：辽宁工程技术大学硕士论文, 2007
[22]谢猛.水泥浆液在松散碎石体中注浆的模型试验研究[D].昆明：昆明理工大学硕士论文,2007
[23]张高展.新型工业废渣双液注浆材料的研究与应用[D].武汉：武汉理工大学硕士论文,2007
[24]杨晓华,俞永华.水泥-水玻璃双液注浆在黄土隧道施工中的应用[J].中国公路学报.2004,17(2)
[25]周烨,冷曰梅.西兰公路太峪黄土隧道充填注浆技术[J].煤田地质与勘探.1999,27(6)
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[27]欧振祥.铁路隧道岩溶处理技术探讨[J].西部探矿工程.2009,112(8)
[28]梅江兵.软流塑地层浅埋暗挖法地铁隧道设计与分析[J].都市快轨交通2009,22(4)
[29]曹南山,李明高.靠椅山隧道塌方区深孔注浆工艺[J].采矿技术.2003,3(4)
[30]王玉平,朱宝龙,陈强.饱和粘性土劈裂注浆加固室内试验[J].西南科技大学学报.2010,25(3)
[31]刘爽.地铁暗挖施工中的不良地质超前注浆加固技术[J].混凝土.2010,246(4)
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[34]马时强.几种控制软弱围岩大变形应急方法的效果评价[J].隧道建设.2010,30(4)
[35]李建设.某城市地铁暗挖隧道地表塌陷原因分析及处理技术[J].隧道建设.2010,30(4)
[36]张忠苗,邹建,贺静漪.黏土中压密注浆及劈裂注浆室内模型试验分析[J].岩土工程学报.2009,31(12)
[37]刘招伟.圆梁山隧道岩溶突水机理及其防治对策[D].北京：中国地质大学博士论文,2004
[38]杨坪.砂卵(砾)石层模拟注浆试验及渗透注浆机理研究[D].长沙：中南大学博士论文,2004
[39]韦良文.泥水盾构隧道施工土体稳定性分析与试验研究[D].上海：同济大学博士论文,2007
[40]李凤明.高陡岩质露天矿边坡地表移动变形预测与控制方法研究[D].辽宁：辽宁工程技术大学博士论文,2007
[41]韩金田.复合注浆技术在地基加固中的应用研究[D].长沙：中南大学博士论文,2007
[42]赵奇.WS S超前注浆加固施工技术[J].市政技术.2009,27(4)
[43]曾德光,谢保良.WSS工法灌浆技术的应用研究[J].市政技术.2006,24(4)
[44]田家琳,杨为民.WSS工法在城市地铁施工中加固土体的应用[J].郑州铁路职业技术学院学报.2009,21(3)
[45]刘继强.大跨浅埋超近距暗挖隧道穿越某厂区的环保技术[J].西部探矿工程.2006,118(2)
[46]E. Nonveiller. Grouting theory and practice. New York:Elsevier Science Publishing Company,1989
[47]Arving V Shroff, Dhananjay L. Shah. Grouting Technology-in Tunneling and Dam Construction. A. A. Baikema, Lotterdam,1993
[48]Houlsby, A. C. Construction and Design of Cement Grouting—A Guide to Grouting in RockFormation. John Wiley&Sons Inci,1990
[49]Hakansson, U. etc. A techniaue for measuring the rheological properties of injected grout. Stockholm:Swedish Rock Engineering Research Foundation(BEFO),1991
[50]王建亚.地表注浆在隧道破碎围岩加固中的应用[D].西安：长安大学硕士论文,2007
[51]王春晓.地表超前预注浆技术在治理隧道浅埋偏压破碎带中的应用研究[D].西安：长安大学硕士论文,2007
[52]张玉侠.水泥浆液在裂隙岩体中的流动沉积机理研究[D].青岛：山东科技大学硕士论文,2007
[53]李围编著.隧道及地下工程ANSYS实例分析[M].北京：中国水利水电出版社,2007
[54]赖永标编著.ANSYS11.0土木工程有限元分析典型范例[M].北京：电子工业出版社,2007
[55]王新敏编著.ANSYS工程结构数值分析[M].北京：人民交通出版社,2007
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