不同預加固措施在隧道加固中的數值模擬分析

侯宏偉，曹廣勇

安徽建筑大學土木工程學院，合肥,230022

不同預加固措施在隧道加固中的數值模擬分析

侯宏偉，曹廣勇

安徽建筑大學土木工程學院，合肥,230022

以合肥市軌道交通二號線淺埋暗挖工程為背景，運用有限元分析軟件MIDAS GTS 對無支護、小導管注漿預支護、管棚注漿預支護、管棚串聯小導管注漿預支護4種工況下，隧道施工引起的非線性變形進行了三維數值模擬，對比分析了隧道拱頂沉降、洞周收斂和地表沉降。結果表明：在控制洞周收斂和地表橫向沉降方面，管棚串聯小導管注漿預支護僅比管棚注漿預支護降低13%、12%，并不顯著，管棚串聯小導管注漿預支護中管棚支護發揮作用較高，管棚注漿法基本滿足要求。

淺埋暗挖；管棚預支護；數值分析

1 問題的提出

淺埋暗挖是隧道施工的常用方法，由于覆土較淺，且是軟質地層，沉降變形大，所以大大影響著周圍環境的安全(例如臨近地鐵隧道的建筑物、管線等)，因此控制淺埋暗挖法施工的地層沉降是十分重要的。目前，控制隧道開挖變形的方法主要有改良土層的特性、超前預加固措施和管棚注漿法，其中后者應用最為廣泛。管棚一端與外部的套管錨固，另一端插入土體，約束性強，在縱向上具有梁的效應，同時也有一定的拱、殼效應；在橫向上布置有“棚架”，具備拱的效應[1]，因此能夠支撐上面的荷載，并將其均勻傳遞給隧道周圍的支護上面，有效地減小了地表的沉降。同時，管棚內部需要注入漿液并向周圍土體滲透，對周圍一定范圍的土體起到加固作用，土體黏聚力增強，彈性模量增加，自撐能力增強，并起到一定的防水作用，從而減小地層變形。……