砂性地层盾构隧道壁后注浆浆液扩散室内试验

来源：中国血液净化杂志2018年第10期北京时间：

作者：蔡德国, 叶飞, 曹凯, 杨鹏博, 熊伟

单位：1. 西安市地下铁道有限责任公司, 陕西 西安 710018;2. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064;3. 天津大学 建筑工程学院, 天津 300072;4. 中铁五局集团有限公司城市轨道交通工程分公司, 湖南 长沙 410205

摘要：为了探明盾构隧道壁后注浆浆液扩散机理，基于对壁后注浆过程的分析，设计由试验模型箱、注浆系统、浆液配制系统、测试及数据处理系统组成的模型试验系统，试验前首先对水泥浆液的特性进行测试，然后通过该模型试验系统分别对3种不同级配的砂样地层（对应不同分维数）进行牛顿流体、宾汉姆流体、幂律流体的壁后注浆室内试验。根据试验结果分析注浆过程中浆液流速、土体密度及含水率的变化规律，并结合理论计算分析浆液的充填率<i>λ</i>，超挖系数和浆液压缩系数<i>λ</i>₁+<i>λ</i>₂，浆液损耗系数<i>λ</i>₃，浆液在土体中的渗透系数及压密系数<i>m</i>的变化规律。结果表明：盾构隧道壁后注浆过程中，水灰比大小对浆液的流速、渗透扩散时间影响较大，砂样分维数对地层可注入时间的影响较为明显；浆液的充填率<i>λ</i>与水灰比大小有关，浆液损耗系数<i>λ</i>₃ 与水灰比呈正相关关系，不同砂样的超挖系数和浆液压缩系数<i>λ</i>₁+<i>λ</i>₂ 的数值变化不大；浆液在砂样中的渗透系数及压密系数<i>m</i>与砂样的分维数呈负相关关系；3种不同的流体注浆结束后，管片周围土体的密度与土体所处的深度成反比，随着深度的增加，土体密度的变化率减小且纵向上的离散性降低；周围土体的含水率与土体所处的深度成正比，随着深度的变化，含水率的变化率亦减小且在纵向分布上趋于某一确定值。

关键词：隧道工程,壁后注浆,模型试验,盾构

基金资助：国家自然科学基金项目（51478044，51678062）