浆液时效性对盾构隧道管片上浮影响研究

来源：水资源与水工程学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：李文秋，樊孝军，程良胜，刘琛尧，曹军军，晏启祥

单位：（1.铁四院（湖北）工程监理咨询有限公司,2.西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室

摘要：在盾构法施工过程中，管片作为隧道的永久支护结构，需承受复杂的地质环境和多变的水压作用。管片上浮是盾构隧道施工中常见且严重的问题之一，由于管片上浮可能导致隧道结构发生位移和变形，其受力和位移状态直接影响隧道的结构安全性和稳定性，极有可能引发一系列安全问题。浆液作为盾构施工过程中注入的填充材料，其时效性对管片的位移和受力状态具有重要影响。因此，需研究同步注浆过程中注浆压力的耗散、浆液变形模量、渗透系数以及浆液超时动态黏度变化对管片位移和受力的影响。以深圳某隧道跨海区间段为研究对象，通过理论计算与数值模拟相结合的方法，深入分析浆液时效特性对管片位移与应力状态的影响。结果表明：注浆导致管片上浮呈现“上大下小”的不规则圆形分布；浆液硬化至1.0 h后，上浮量较初期减少约31%；而管片的Mises应力和压应力则从初期局部集中逐步扩展并趋于均匀，最终分别趋于均匀圆形分布和长短轴比约为3.0的均匀椭圆形分布，从而揭示了浆液时效性对管片整体力学状态重新分布与平衡的显著影响。

关键词：盾构隧道施工,渗透阻力,浆液时效性,管片,数值模拟

基金资助：国家自然科学基金项目 (52278416)