临海富水地层大直径盾构隧道管片上浮机制及控制措施

为了探明临海富水复杂地层中大直径盾构隧道管片上浮机制并采取相应的控制措施,以福州滨海快线地铁项目为工程依托,建立了盾构机-管片-浆液-地层多因素耦合作用数值计算模型,分析了不同浆液压力分布形式下浆液-管片相互作用模式及管片上浮机制,之后通过浆液配比室内试验和现场实际应用筛选获得了壁后浆液的最佳材料配比,并进行了壁后注浆工艺改进。结果表明:浆液压力分布形式的变化对盾尾后第1环管片的上浮位移影响最大,外部浆液压力分布形式的变化对于管片上部和下部的上浮位移差影响较大,而对两侧部位的影响较小;管片下部浆液压力分布形式的改变对于靠近盾尾的相邻两环管片环间错台影响最大,管片上部浆液压力较大时,管片结构各处的轴力和弯矩整体较小,管片上部负弯矩分布范围及下部负轴力值较小;浆液水胶比和胶砂比的增加会使得浆液的稠度、流动度和初凝时间随之增加,但是粉水比却与上述3个物理指标间存在显著的负相关特性;每立方米浆液拌制过程中加入5 kg减水剂,台车砂浆罐内拌入0.5 kg速凝剂,管片上部2个注浆孔注射入40%的浆液,中部和下部两个注浆孔分别注射入30%的浆液,同时在脱出盾尾后的管片上部开孔快速注入水玻璃,能显著降低管片上浮位移。