地下工程抬升注浆设计方法及其抬升效果预测研究
压密注浆加固抬升效应与机理的探讨_冯旭海
cosU) ]
r
( 6-2)
利用 P c = Pg 进而可得: P g = ( 1 + sinU) (P 0 + C ctanU)
2 sin U
rp
1+ 2s inU
- C c tanU
r0
( 6-3)
利用体积平衡条件并忽略注浆管的截面积可得如下
关系:
Pr20 =
Pr2p -
P( rp -
urp ) 2 +
图 3 土体抬升破坏模式示意图
4 土体注浆试验
试验采用振冲压密注浆工艺 [ 7] , 共布置 9个注 浆孔, 行排间距为 112m @ 112m, 受注土体为均一的 黄色粘土, 数据采集以中心孔注浆为主。注浆区竖 向压力测点 5个, 水平压力测点 4个; - 015m 深度 设位移监测点, 布置范围为 510m @ 510m, 测点密度 为 015m @ 015m。
其中 C、U是土体的粘聚力和内摩擦角。基本方程
求解得:
2s inU
Rr = (P g + C ctanU)
r0
1+ 2s inU
- C ctanU( 6-1)
r
28
RH= 1 + 1sinU[ ( 1 - sinU) (P g + C # c tanU)
2 sinU
r0
1+ 2sinU
- C # ( ctanU+
在能量上, 式 ( 1) 右边的比能 / P g /Qg + A2 T2 2 / 2g0部分代表使土体加 固和抬升的能量, 它通 过浆
液对土体的作用最终完成对土体的压缩和抬升。可
以看出, 与总能量紧密相关的是注浆压力和注浆速
隧道施工下穿建筑物注浆抬升机制及预测研究
隧道施工下穿建筑物注浆抬升机制及预测研究【摘要】现在各个城市开始修建隧道和地铁，那么该认识到在城市里的隧道和地下工程的安全性，本文着重探讨了这方面的理论。
为以后相似的工程提供一定的借鉴和参考。
建筑物有沉降恢复的特点，分析了这个特点后用于研究注浆抬升机制，然后提出四个阶段作为模式，这是个阶段分别是层冲填密实、止浆围护形成、抬升力形成以及建筑物结构抬升。
根据这是个阶段作为的模式，再结合建筑物稳定抬升的特性，采用一定的数值模拟方法对某市成功建成的隧道工程的注浆抬升进行分析，得出一系列的结论。
用于以后类似工程的借鉴和参考。
【关键词】隧道工程；隧道施工；建筑物；注浆抬升；机制；抬升预测中图分类号：u45 文献标识码：a 文章编号：【引言】城市的隧道工程或者地下工程，有时需要穿越地表的建筑物，在隧道里的工程需要高科技技术的支持和严格的技术要求，不使地表建筑物过度沉降和变形。
出现上述情况，则是在施工过程中出现控制不力或者施工条件变化等不正常现象，或是会严重威胁到建筑物的安全。
如果建筑物的沉降过大或者变形太厉害，那么就要尽快采取一系列的措施来控制建筑物，以防止它的进一步破坏，保证建筑物的结构安全[1]。
如何解决建筑物的沉降，就需要通过注浆机的注浆来实现，注浆机壳用在施工的各个阶段，施工前中后，根据实际情况需要来选择。
1.建筑物沉降过程恢复特点第一建筑物本身结构是规范的，整体并且独立着，如果在施工过程中对其进行了破坏，比如说不均匀沉降，很容易导致建筑物的倾斜或者开裂，降低建筑物的安全性；第二是建筑物本身是由地基和上层建筑两部分组成，上下两层之间有着复杂的动态作用关系，建筑物在沉降恢复过程中隐藏着很大的风险性和复杂性；第三是注浆抬升机对建筑物虽然有一定的恢复作用，但恢复后的状态是不可能达到恢复前的效果的，必然有一定的差别，即对建筑物产生了一定的破坏，如裂缝、扭曲等等。
这是不可避免的，只有减小建筑物恢复前后的差别是评判注浆机注浆效果的优良；第四是评判恢复的好坏还有一个标准即是恢复后的沉降量是否满足阶段控制要求和建筑物是否能正常使用；第五是注浆的抬升力是在恢复过程中关注的重点，这与两个方面有关联，第一是注浆的方式，第二是建筑物的形态。
承板注浆抬升施工工法
承板注浆抬升施工工法承板注浆抬升施工工法是一种用于地下工程中的新型施工工法。
它具有很多优点，适用范围广泛，可以提高施工效率和质量。
本文将对承板注浆抬升施工工法进行全面介绍，包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面。
一、前言承板注浆抬升施工工法是地下工程中常用的一种工法，通过注浆和抬升承板来实现地下结构物的施工。
其优点在于施工过程简便、施工效率高、质量稳定可靠等。
二、工法特点该工法的特点是采用承板注浆的方式进行施工，通过液态浆液对承板进行注浆，使其在地下逐渐抬升，同时承板还能起到支撑和固化地下结构的作用。
该工法的特点是施工速度快、质量可靠、适应性广，适用于不同的地质条件和结构要求。
三、适应范围承板注浆抬升施工工法适用于地下结构物的施工，如地下室、地下管廊、地铁隧道等。
对于需要在地下施工的工程，该工法能够有效地提高施工效率和质量。
四、工艺原理承板注浆抬升施工工法的工艺原理主要是通过注浆和抬升承板来实现地下结构物的施工。
具体操作过程是先在地下打桩，然后将承板放置在桩顶，注入浆液使其抬升并与地下结构连接。
工艺原理保证了施工工法与实际工程之间的联系，采取的技术措施能够满足施工的要求。
五、施工工艺该工法的施工工艺包括打桩、承板放置、注浆和抬升等阶段。
打桩是为了提供支撑力和连接点，承板放置是为了起到承载地下结构的作用，注浆是为了增强承板的稳定性，抬升是为了使承板与地下结构连接。
六、劳动组织承板注浆抬升施工工法需要有一支熟练的施工队伍，能够熟练掌握施工工艺和操作方法。
劳动组织的合理性对于施工的效率和质量都有着重要的影响。
七、机具设备该工法所需的机具设备主要包括打桩机、承板、注浆设备和抬升设备等。
这些机具设备要具备稳定性、高效性和安全性，以保障施工过程的顺利进行。
八、质量控制施工质量的控制是保证工程质量的关键。
对于承板注浆抬升施工工法，质量控制主要包括原材料的选择、浆液注入的控制和抬升的稳定性等方面。
浅谈注浆工程隆起效应的机理分析、措施控制及工程案例
6.29— 6.30 7.8— 7.9
6.30— 7.1 7.9— 7.10
7.2— 7.3 7.10— 7.11
7.3— 7.4 7.15— 7.16
测点布置及注浆状况图
Õ Ú È Æ
7-22 7-20 7-18 7-16 7-14 7-12 7-10 7-8
7-6 7-4 7-2 6-30 6-28
（２）注浆材料
注浆材料是注浆成败的基础。“巧妇 难为无米之炊”，如果注浆材料选择的 不适宜，那就注定了注浆后施工过程中 多灾多难，事故不断。因此，在注浆材 料选择方面一定要慎之又慎。 目前国内外常用的注浆材料有：改性 水玻璃单液浆、普通水泥单液浆、普通 水泥-水玻璃双液浆、超细水泥单液浆、 超细水泥-水玻璃双液浆、HSC单液浆、 TGRM单液浆、环氧树酯、聚氨酯等。
2
y y y y y y y
0 .9525 x 14 .321 x 54 .528 2 0 .7664 x 11 .335 x 39 .877 2 1 .1885 x 16 .555 x 54 .014 2 0 .4629 x 8 .0343 x 35 .08 2 0 .604 x 11 .479 x 55 .375 2 0 .815 x 13 .157 x 52 .178 2 0 .0216 x 1 .6887 x 33 .188
渗透扩散
劈裂扩散 裂隙填充 注浆材料的扩散方式图
挤压填充
渗透扩散
劈裂扩散
ห้องสมุดไป่ตู้
挤压填充
裂隙填充
3 注浆施工隆起效应的机理分析
我们在某城市地铁某站桩外进行注浆施工隆越效应研究。
ND3
140
100
房屋注浆抬升实践与监测分析
3778
岩土力学
2009 年
升孔，其抬升作用是有一定差别的。
σV
σH
θ
P
σH
σH
θ
P
(a) 水平抬升孔
(b) 垂直抬升孔
图 5 注浆后的应力状态示意图
Fig.5 Stress fields after grouting
按照弹性板孔解和厚壁圆筒解[11]，劈裂抬升注 浆孔边界上的应力场弹性解为
σr = P σ θ = σ V[1 + K0 − 2(1 − K0 ) cos 2θ ] − P
抬升孔 止浆墙
图 3 抬升孔断面示意图 Fig.3 Side section of lifting holes
图 1 注浆抬升试验楼 Fig.1 Testing building for lifting by grouting
105#
104#
试验楼基础 隧道左边线 补偿孔，孔间距 2 m
中导洞
隧道右边线
抬升孔，孔间距 1 m，局部加密
图 4 抬升孔平面布置图 Fig.4 Plan map of lifting holes
地层分界线
沉降槽 残积亚黏土
强风化花岗岩
图 2 试验楼与隧道立面示意图 Fig.2 Sketch of testing building & tunnel
1.2 注浆抬升孔布置 现场试验楼房屋注浆抬升孔布置如图 3、4。 试验楼注浆抬升分为地表抬升和洞内抬升。抬
间距为 2 m。抬升孔（黑点）间距为 1 m，如图 4 所示，并且抬升孔在沉降槽内适当加密。
（3）工后洞内房屋抬升 隧道开挖通过后，对试验楼进行洞内抬升试
验。按照仰角 60°布孔，在房屋承重基础下进行洞 内抬升。（当前未实施）
注浆抬升位移的随机介质理论预测方法
注浆抬升位移的随机介质理论预测方法李立新;童无欺;邹金锋【摘要】根据随机介质理论,浆泡由许多无限小的微元组成,假设浆泡膨胀对地表的影响可以等效为许多微元体膨胀对地表的影响总和,土体抬升量等于注浆前与注浆后浆泡引起的地表抬升值之差,建立了单孔注浆抬升量的随机介质预测模型;假设多孔注浆抬升位移为单孔注浆抬升位移的线性叠加,建立了多孔注浆抬升量的随机介质预测模型.数值模拟、现场实测结果与理论预测结果的对比分析结果表明:单孔注浆的随机介质理论预测模型可以有效地预测地表抬升位移,多孔注浆的随机介质理论预测模型与实际结果有一定的偏差,但满足工程应用要求.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2013(010)005【总页数】5页(P47-51)【关键词】随机介质理论;注浆抬升;地表位移;路基注浆【作者】李立新;童无欺;邹金锋【作者单位】湖南省高速公路管理局,湖南长沙410001;中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙410075【正文语种】中文【中图分类】TU45随着注浆技术的飞速发展［1－2］，注浆加固技术应用的工程范围越来越广［3－5］，尤其在路基加固领域有着广泛的应用。
然而:在现有研究中，只有少量关于注浆引起地表位移的定性分析、试验拟合和数值模拟研究，至于理论预测研究的公开报道并不多见。
如易小明等［5］通过室内试验比较了不同浆液的注浆效果，分析实际施工中房屋基础改造和地基注浆加固、动态跟踪注浆以及工后房屋恢复抬升的特点和效果;雷金山等［7］通过对现场房屋的注浆抬升实践和监测，分析了房屋注浆抬升的机理和规律;袁海清等［8］模拟注浆抬升既有结构的效果并与实测数据进行对比，为今后类似工程的设计提供了预测抬升效果的方法;郑泽源等［9］通过试验，探讨了注浆抬升力在土体中的分布变化规律，验证了抬升效果，并获得了具有参考价值的试验参数和试验数据。
而注浆引起地表位移的预测迄今仍是注浆工程设计与施工中需要解决的难题之一。
注浆技术
注浆技术注浆技术是一种应用于地质勘探和工程建设领域的重要技术方法。
它通过人工注入特定材料，改变岩石或土壤的物理性质，以达到加固、防水、固结等目的。
本文将从注浆技术的原理、应用领域、施工工艺和发展前景等方面进行探讨。
一、注浆技术的原理注浆技术的原理是利用注浆剂在地下空间中的固-液两相流动性质，通过高压输送系统将注浆剂注入岩体或土壤中，使其形成一定的强度和密实度。
注浆剂通常由水泥、固化剂、填充剂等组成，根据不同的工程需要选择不同的配方和比例。
注浆技术的关键步骤包括注浆剂的选择、注浆剂与固-液两相流动的控制、注浆剂的混合和注浆剂的充填等。
通过合理控制这些步骤，可以实现对地下空间的加固、防水和固结等目标。
二、注浆技术的应用领域1. 地质勘探：注浆技术在地质勘探中起到了至关重要的作用。
它可以通过注浆剂的注入，改变地下岩体和土壤的物理性质，提高钻进速度，增加岩心的采集率，从而为地质勘探提供可靠的数据支持。
2. 工程建设：注浆技术在工程建设中被广泛应用。
例如，在基坑工程中，可以利用注浆技术对地下水进行封堵，防止地下水对施工的干扰；在地铁隧道的施工中，可以使用注浆技术对地下岩石进行加固，增加隧道的稳定性。
3. 矿山开采：注浆技术在矿山开采中也有着重要的应用。
通过注浆技术可以封堵矿井中的裂隙和空洞，防止水浸和岩体坍塌，保证矿山的安全生产。
三、注浆技术的施工工艺注浆技术的施工工艺一般包括准备工作、注浆设备的搭建、注浆剂的调配和注入、注浆效果的检测等步骤。
在准备工作中，需要对施工现场进行勘测，了解地质情况和施工环境，确定注浆剂的配方和施工方案。
在注浆设备的搭建中，需要根据施工需要选择和设置注浆设备，保证施工的高效进行。
注浆剂的调配和注入是施工的关键过程，需要根据具体情况控制注浆剂的比例和注入速度，确保注浆剂充分填充岩体或土壤空隙，达到预期的效果。
注浆效果的检测是施工的最后一步，通过测量岩体或土壤的物理性质变化，评估注浆工艺的效果，并对施工进行优化和改进。
地下工程高压注浆施工方案
地下工程高压注浆施工方案一、概述地下工程是指建筑物下方深入地下的工程，一般包括隧道、地下室、地下商场等。
由于地下工程的特殊性，对注浆技术施工方案有比较高的要求。
高压注浆技术是目前常用的地下工程注浆技术之一，它是在超声波探伤仪或钻孔的情况下使用高压泵将浆液通过钢管喷入土体中，使土体膨胀并增强土的力学性质。
本文将详细介绍地下工程高压注浆施工方案。
二、注浆剂在选择注浆剂时，要考虑其性质和使用范围。
常用的注浆剂包括发泡聚氨酯、水泥浆、环氧树脂等。
在地下工程的注浆中，一般采用环氧树脂。
环氧树脂的主要特点是黏度小、渗透性强、硬度高，可以很好地保持注浆后的强度和稳定性。
三、注浆器材和设备常用的注浆器材和设备主要包括高压泵、配管系统、注浆枪和探测器等。
其中，高压泵是核心设备，负责将注浆剂通过管道输送到施工现场。
配管系统一般有两种形式，即直接连接的管道和间接接触的管道。
直接连接的管道是将高压泵的出口直接与注浆器材相连，适用于狭小的工作空间和较短的距离。
间接接触的管道则需要增加一些铰键，类似于装有弹性衬套的铁管，在可弯曲的路径和一些弯曲管道中使用。
注浆枪一般是一种相对简单的构造，以便能够方便地进行注浆并调节流量。
同样，探测器也是一种能够快速检测土体中松散部分和裂缝的设备。
四、注浆技术方案在地下工程的注浆技术中，采用高压泵是常用的注浆方式。
此外，地下工程的注浆施工还要结合实际情况，采用适当的注浆技术。
1.注浆剂的选用注浆剂的选择要根据分析土体性质、水分、pH值、裂缝灰度、塌陷率以及地下水变化等多方面综合考虑。
例如，在含有岩土组成高度含铁场地中，使用水泥浆会引起物化变化，对浆液的滞留性和粘附性产生影响。
而环氧树脂具有较好的渗透性和防水性，可以较好地解决这个问题。
2.注浆压力控制注浆压力是影响注浆量的重要因素，也是决定注浆效果的关键因素。
注浆压力应在设计范围内，通常为0.3MPa到20MPa之间。
在注浆前，需要进行测量压值。
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６５ ０．１８ ０．１
４５
１．３
７ 粉质黏土 １．８９ １２．５ ０．４５ ４１．６ １６．９ ３．７
８ 细中砂 ２．０６ ４５ ０．２５ ０．１
４０
５
９ 卵石圆砾 ２．１５ ８０ ０．１８ ０．１
５０ ２０．６
图 ６ 三维模型及网格划分 Ｆｉｇ． ６ ３－ Ｄ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｓｈ
图 ７、图 ８ 分别为抬升注浆前后实测的既有结构 沉降曲线。由于 ＦＬＡＣ３Ｄ 无法模拟管棚施工过程，图 ９￣１１ 沉降值为中洞管棚施工完至侧洞开挖前既有结 构的沉降量。根据对比实测结果与数值分析结果发 现，两者数值接近，总体趋势上一致。由于既有结构 的刚度较大而变形缝的刚度较小，变形缝将沉降曲线 分成若干段直线。２ 号变形缝位于新线上方，实测与 计算结果都反映了新建线的施工对其影响最大。１ 号 变形缝距新线较远，数值计算表明其受施工的扰动较 小，但监测结果表明 １ 号变形缝两侧的差异沉降十分 大，特别是左线，差异沉降达到了 １４ ｍｍ。之所以存 在差异，主要是因为既有结构下方土体为回填土，结 构松弛，抗干扰能力差，同时，中洞大管棚施工对附 近土体的扰动较大。
引言
所谓抬升注浆技术，就是采用注浆产生的压力使 被抬物上移的技术。抬升注浆技术最早在建筑物的纠 偏中被采用。Ｇｒａｆ （１９６９） 首次提出可以采用压密注 浆对建筑物进行纠偏。在随后的四五十年间，国外学 者结合工程实践对抬升注浆技术做了大量研究，形成 了较为完备的理论体系和设计方法。目前国内已有个 别工程实例与此相关，也有个别文献涉及抬升注浆和 纠偏注浆，但基本上是工程现象的描述和总结，未见 有对注浆顶升纠偏进行全面、系统研究 （包括有关理 论研究） 的文献报道［１－２］。
关键词：抬升注浆；既有线；止浆墙；数值模拟
中图分类号：ＴＵ９４＋３．９
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００－１３１Ｘ （２００７） ０８－００７９－０６
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｇｒ ｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ ｐｒ ｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒ ｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｄｅｒ ｇｒ ｏｕｎｄ ｓｔｒ ｕｃｔｕｒ ｅｓ
Ｔａｎｇ Ｚｈｉｗｅｉ Ｚｈａｏ Ｃｈｅｎｇｇａｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｄｉｎｇｌｉ （ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｗａｓ ｔｏ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌｙ ｒａｉｓｅ ａｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ ｂｙ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｏｎｇｗｅｎｍｅｎ ｓｕｂｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｍｅｔｒｏ Ｌｉｎｅ ５． Ｉｎ ｓｉｔｕ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ ａｎｄ ３－Ｄ ｆｉｎｉｔｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ． Ｉｎ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ， ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｈｅａｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ． Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ， ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｂｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ， ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ－ｐｒｏｏｆ ｃｕｒｔａｉｎ ｗａｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｉｎ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｌａｔｅｒａｌ ｓｏｉｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｉｎ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ； ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ； ｇｒｏｕｔｉｎｇ－ｐｒｏｏｆ ｃｕｒｔａｉｎ； ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｅ－ｍａｉｌ： ｍｉｃｋｔｚｗ＠ｔｏｍ．ｃｏｍ
２ 抬升注浆的数值模拟
本文采用有限差分程序 ＦＬＡＣ３Ｄ［５］在单元上施加 各向同性的膨胀压力使单元体积膨胀来模拟注浆的抬 升过程 （见图 ２）。
图 ３ 模拟注浆流程图 Ｆｉｇ． ３ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒ ｔ ｏｆ ｍｏｄｅｌｉｎｇ
３ 北京地铁五号线崇文门地铁车站工程概况
图 ２ 单元上施加膨胀压力示意图 Ｆｉｇ． ２ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｆ ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ｐｒ ｅｓｓｕｒ ｅ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｍｅｎｔ
第 ４０ 卷 第 ８ 期
唐智伟等·地下工程抬升注浆设计方法及其抬升效果预测研究
·８１·
施工的影响， 为了保证既有结果的安全使用，减少 对既有线运营的影响，崇文门车站采用柱洞法施工。 施工步序如图 ５。
模型，初期支护、二次衬砌、注浆区域［８］以及柱梁都 采用弹性模型。管棚支护采用提高所处土体强度的实 体单元［９］，既有结构的变形缝采用接触面单元模拟。
假设地层抬升的体积与注浆体积成正比［３］：
ξ＝Ｖｓｈ ／ Ｖｉｎｊ
（１）
式中：ξ为注浆补偿率；Ｖｓｈ 为地表抬升的体积；Ｖｉｎｊ
为注浆体积。
注浆补偿率 ξ在注浆过程中不是常数，其值的大
小结作用 ξ值变小，研究
和经验表明 ξ的值一般在 ５％￣２０％ 。 ［４］
（ｋＰａ） （°） （ｍ）
１ 杂填土 １．６５
８
０．３５
５
２５
０．７
２ 粉土填土 １．９６ ９．８ ０．３５ １０
２４
４．３
３ 粉土 １．９９ １５．１ ０．３ ２４．１ ３０．７ ４．６
４ 粉细砂 ２．００ １９ ０．２７ ０．１
２５
３．３
５ 中粗砂 ２．０５ ３５ ０．２５ ０．１
４０
７．５
６ 卵石圆砾 ２．１
图 ７ 抬升注浆前后右线结构沉降图 （实测） Ｆｉｇ． ７ Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｒ ｉｇｈｔ ｔｕｎｎｅｌ ｓｔｒ ｕｃｔｕｒ ｅ ｂｅｆｏｒ ｅ－ａｎｄ－ａｆｔｅｒ
ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｇｒ ｏｕｔｉｎｇ （ｍｅａｓｕｒ ｅｄ ｄａｔａ）
根据监测的结果可知，随着隧道开挖的进行，既 有线的沉降一直在增大，在侧洞开挖之前，既有线最 大沉降达到 ３１．２７ ｍｍ，而该阶段的允许最大沉降值 为 ２５．９７ ｍｍ，沉降超出控制标准 ５．３ ｍｍ，对下一步 的施工沉降和总体沉降控制目标的实现造成了很大的 压力。在这种条件下，为了保障既有线的安全运营以
分析新建车站开挖引起既有线沉降的特征，以此为依据进行抬升注浆设计。通过在“注浆单元”上施加膨胀压力
模拟注浆抬升既有结构的效果并与实测数据做对比，验证了施加膨胀压力模拟抬升注浆的正确性和有效性，为今
后类似工程的设计提供了预测抬升效果的方法。在此基础上进一步研究得出止浆墙能有效限制土体侧向膨胀，提
高抬升效果的结论。
·８０·
土木工程学报
２００７ 年
出了止浆墙能有效限制土体侧向膨胀，提高抬升效果 的结论。
１ 注浆抬升量与注浆量的关系
注浆过程中产生的抬升效应，其能量来源是注浆 泵通过浆液传过来的注浆压力，其宏观效果是土体变 形和浆液置换填充的综合反应，因而从物质的方面来 看，注浆区上部土体的抬升量、注浆量、土体物理性 质的变化之间存在一定的关系［１］。
图 ４ 车站与既有线空间位移 Ｆｉｇ． ４ Ｓｐａｔｉａｌ ｒ ｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｍｅｔｒ ｏ ｓｔａｔｉｏｎ ａｎｄ
ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ
表 １ 土层参数表 Ｔａｂｌｅ１ ｌ Ｐａｒ ａｍｅｔｅｒ ｓ ｏｆ ｓｏｉｌｓ
地层 密度 压缩模
黏聚力 摩擦角 厚度
序号
泊松比
名称 （ｇ／ｃｍ３）量（ＭＰａ）
第 ４０ 卷第 ８ 期 ２ ０ ０ ７年８月
土木工程学报 ＣＨＩＮＡ ＣＩＶＩＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＪＯＵＲＮＡＬ
Ｖｏｌ ． ４０ Ｎｏ． ８ Ａｕｇ． ２ ０ ０ ７
地下工程抬升注浆设计方法及其抬升效果预测研究
唐智伟 赵成刚 张顶立
（北京交通大学，北京 １０００４４）
摘要：以北京地铁五号线崇文门地铁车站下穿既有线抬升注浆工程为研究对象，结合监测数据与三维有限差方法
如图 ３，在注浆单元上逐步施加一个“虚拟”膨
胀压力直到单元体积应变达到注浆土体体积应变值。
虚拟膨胀压力的大小要适中，过大容易使注浆单
元体积应变瞬间超过土体的体积应变，而影响计算准
确性，过小则会增加计算的时间。
图 １ 注浆抬升地表示意图 Ｆｉｇ． １ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｆ ｇｒ ｏｕｎｄ ｈｅａｖｉｎｇ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｇｒ ｏｕｔｉｎｇ
基金项目：北京市自然科学基金资助项目 （８０５２０１５）、北京工业大学 城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室资助项目
作者简介：唐智伟，男，硕士研究生 收稿日期：２００６－１１－０６
注浆技术正日益广泛的应用在许多工程领域，关 于抬升注浆的工程实践也在逐渐增多。特别是城市地 铁建设引起的周围建筑物、道路、管线、既有线的不 均匀沉降危害十分严重，抬升注浆技术正在被广泛用 于控制沉降。仅仅凭经验进行抬升注浆的施工已不能 满足工程发展的需要，急需形成一套合理的设计原 则，有效的预测方法，以确保抬升注浆工程的经济、 有效。