液化区砂土固结沉降对高速铁路盾构隧道的影响

为研究液化区砂土固结对盾构隧道的影响,依托一海底盾构隧道工程建立了饱和砂土地层和盾构隧道的三维模型,并对隧道外径、衬砌厚度、非固结土类型和是否考虑接头作单变量分析。结果表明:液化区砂土固结沉降时,衬砌危险截面出现在固结土与非固结土交界面两侧;衬砌外径增加,隧道的变形范围和轴向应力增大;衬砌厚度增大,衬砌轴向应力减小;非固结土的土质越硬,等效衬砌模型变形范围越小,轴向应力越大。对于接头衬砌模型,环缝的存在改变了衬砌的受力模式,衬砌最大应力集中在接头部位,盾构隧道通过接头转动与土体变形相协调。

TBM隧道施工诱发地下水环境负效应演化过程研究

TBM隧道穿越微风化凝灰岩、节理密集带及断层破碎带时,极易诱发隧道内涌水,造成地下水位下降、水资源流失、地表塌陷等问题。本文基于泄水孔+深孔联合泄水设计,研究适用于高水压环境下的新型联合泄水式管片。在此基础上,基于等效衬砌法,利用有限元软件系统分析TBM隧道掘进过程中孔隙水压力、开挖面涌水量及地下水位在超前注浆与未注浆两种工况下的演化特征,并使用数据分析软件对隧道总涌水量和地下水位降深关系进行拟合。结果表明:隧道超前注浆造成孔压比随地质岩层渗透系数增大而降低,并使渗流场影响高度和宽度得到有效控制;超前注浆导致隧道在施工过程中开挖面拱顶孔压比基本保持在同一水平直线上,有效降低总涌水量上升速率;地下水位降深随隧道掘进距离增大而增大,且地下水位降深与掘进距离之间呈线性正相关。研究结果可为TBM隧道穿越不良地层诱发地下水环境负效应问题的处置提供技术支持。