注浆压力作用下隧道围岩变形规律与安全控制

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2016.01.006

隧道建设（中英文） ›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (1): 37-44.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2016.01.006

注浆压力作用下隧道围岩变形规律与安全控制

惠冰¹，张立²，张庆松³，江海¹，张文俊¹, 柴霞¹

(1. 山东正元建设工程有限责任公司，山东济南 250101； 2. 山东城市建设职业学院， 山东济南 250014； 3. 山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南 250061）

收稿日期:2015-04-20 修回日期:2015-07-01 出版日期:2016-01-20 发布日期:2016-02-01
作者简介:惠冰（1986—），男，山东枣庄人，2013年毕业于山东大学岩土与结构工程研究中心，岩土工程专业，硕士，助理工程师，现从事岩土工程中地下结构安全稳定及数值分析研究工作。E-mail： yzxcdd@sohu.com。
基金资助:
山东局青年科技基金资助项目；国家自然科学基金资助项目（41272385）；高等学校博士学科点专项科研基金（20130131110032）

Deformation Regulation and Safety Control of Tunnel Surrounding Rocks Under Different Grouting Pressures

HUI Bing¹, ZHANG Li², ZHANG Qingsong³, JIANG Hai¹, ZHANG Wenjun¹， CHAI Xia¹

（1. Shandong Zhengyuan Construction Engineering Co., Ltd., Jinan 250101, Shandong, China; 2. Shandong Urban Construction Vocational Collage, Jinan 250014, Shandong, China; 3. Geotechnical and Structural Engineering Research Center, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China）

Received:2015-04-20 Revised:2015-07-01 Online:2016-01-20 Published:2016-02-01

摘要/Abstract

摘要：

注浆是隧道围岩加固与涌水封堵的主要技术手段，当围岩较为破碎且自稳能力较差时，注浆过程中若采取了不合适的注浆压力，极易造成围岩大变形甚至塌方等次生灾害。基于渗流-应力耦合理论，选取典型隧道开挖断面，建立注浆作用下渗流场与应力场数学模型，运用COMSOL多物理场耦合软件分析注浆过程中注浆压力作用下隧道围岩的变形规律。结果表明，围岩等级为Ⅴ时，注浆过程中注浆压力不断向隧道周围地层中扩散与传递，渗流场、应力场分布随注浆孔深度增加呈现衰减趋势；随着注浆压力的提高，应力发生急剧变化，并不断地向围岩深部转移；注浆初期，围岩变形速率急剧上升，注浆后期围岩变形速率下降，且变形量趋于稳定。依托具体工程实例，提出了合理选择注浆压力的控制技术，保证了围岩的稳定和安全。

关键词: 隧道, 注浆压力, 围岩变形, 渗流-应力耦合, 安全控制

Abstract:

Large deformation and collapse may occur when irrational grouting pressure is used for reinforcement of tunnel surrounding rocks characterized by poor selfstability. In this paper, typical tunnel excavation crosssections are chosen, and a mathematic model in which seepage field and stress field are considered under various grouting pressures is established. The deformation of tunnel surrounding rocks under different grouting pressures is analyzed by means of multiphysical field coupling software COMSOL based on seepagestress coupling theory. The results of surrounding rocks Grade V show that: 1) The grouting pressure can be transmitted to surrounding rocks during grouting. 2) The stress field decreases with increasing length of grouting hole. 3) The stress significantly varies and passes to surrounding rocks. 4) The deformation speed of surrounding rocks rises rapidly in the primary phase and drops in later phase. In the end, the stability and safety of the surrounding rocks are guaranteed by using rational grouting pressure control technologies proposed in this paper, which can provide theoretical support and technical guidance for similar projects in the future.

Key words: tunnel, grouting pressure, surrounding rock deformation, seepagestress coupling, safety control

中图分类号:

U 455.49

惠冰，张立，张庆松，江海，张文俊, 柴霞. 注浆压力作用下隧道围岩变形规律与安全控制[J]. 隧道建设, 2016, 36(1): 37-44.

HUI Bing, ZHANG Li, ZHANG Qingsong, JIANG Hai, ZHANG Wenjun， CHAI Xia. Deformation Regulation and Safety Control of Tunnel Surrounding Rocks Under Different Grouting Pressures[J]. Tunnel Construction, 2016, 36(1): 37-44.

[1]	陈健, 薛峰, 苏秀婷, 陆瑶, 刘涛. 高水压大直径盾构隧道刀盘配置与刀具更换关键技术[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 1057-1065.
[2]	李慎奎. 武汉地区沙漏型岩溶塌陷数值分析与模型试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 981-987.
[3]	展超. 基于BP神经网络的富水砂层渣土改良试验效果预测[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 988-0996.
[4]	张力, 苏芮, 何川, 封坤, 方若全, 徐培凯. 纯压弯受力下大断面盾构隧道管片接头抗弯足尺试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 997-1003.
[5]	王若晨, 朱勇, 邸成, 黄华. 成兰铁路云屯堡隧道紧急救援站设计优化研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 1029-1034.
[6]	章龙管, 李志刚, 谭江. 白城隧道工程大断面马蹄形盾构始发与接收技术[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 1041-1048.
[7]	韩贇. 水下盾构隧道管片钻穿引起的涌水突泥治理技术研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 1049-1056.
[8]	李志军, 郭新新, 马振旺, 杨铁轮, 徐建强. Research Status and Highstrength Prestressed Primary (type)（挤压大变形隧道研究现状及高强预应力一次（型）支护体系）[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 769-782.
[9]	孙振川, 钱彤途, 任颖莹, 褚长海, 周振建. 隧道掘进机工程大数据管理平台关键技术及应用研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 783-792.
[10]	陈子全, 寇昊, 杨文波, 何川, 李永林. 我国西南部山区隧道施工期支护结构力学行为特征案例分析[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 800-812.
[11]	韩华轩. Study on Selection of Tunnel Design Standard for Jakarta Bandung High speed Railway Project in Indonesia(印尼雅万高铁隧道设计技术标准的选择研究）[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 845-858.
[12]	黄伟. 大断面矩形顶管隧道管节结构优化设计[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 859-867.
[13]	李亚博, 李荆. L型接头混凝土衬砌模板台车设计[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 898-904.
[14]	罗都颢, 蒋思, 刘建友. 大跨隧道预应力锚索承载力提升技术研究——以京张高铁八达岭长城站为例[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 873-879.
[15]	陶亮亮, 张逸敏, 刘振撼, 付孝康, 周小涵, 曾艳华. 无纵向风下环境压强对拱顶最高温度影响数值研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 827-832.

注浆压力作用下隧道围岩变形规律与安全控制

Deformation Regulation and Safety Control of Tunnel Surrounding Rocks Under Different Grouting Pressures

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