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软土地区地铁隧道漏水漏砂灾害及高效抢险措施研究
| 论文题名： | 软土地区地铁隧道漏水漏砂灾害及高效抢险措施研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;漏水漏砂灾害;注浆加固;堵漏效果;软土地区 |
| 摘要： | 随着我国经济快速发展，城市盾构隧道的建设进程也大大加快。在我国软土地区，若隧道发生了渗漏，则极易引发涌水涌砂灾害，造成隧道垮塌和地面沉陷，带来严重的经济损失和不良的社会影响。本文以软土地区盾构隧道涌水涌砂灾害演化机理和抢险措施为主题，进行了以下几个方面的研究： （1）对国内外地铁隧道病害成因、分类及地铁健康度的分级进行了调查研究及分析，国内外对健康度的分级分为三级分类法、四级分类法、五级分类法和十级分类法等分类方法。结合天津地铁的病害特点以及对以往天津地铁隧道健康度的研究，提出四级分级法对天津地铁隧道进行健康度分级，并基于天津地铁2号线的病害检测对各个区间段进行评分分级，提出病害处置建议。 （2）在盾构隧道施工过程中经常出现漏水漏砂事故，注浆是常见的治理抢险方法，由于地下环境经常是动水条件，双液浆等传统注浆材料极易被地下水稀释冲散流失，所以对注浆材料有很高的要求，需要综合考虑注浆材料的凝结时间、动水留存率、堵水率等性质。本文对目前常用的注浆材料如双液浆、聚氨酯类等注浆材料的综合性能进行研究调查对比，并且自主研究一种新型注浆材料-膏状浆液，在传统水泥浆中加入定量的膨润土与粉煤灰，提高水泥浆的抗水冲刷能力。通过研究不同配比膏状浆液的分层度、稠度、扩展度、泌水率、凝结时间、保水性、表观密度、立方体抗压强度等相关技术指标，测试出合理配比的膏状浆液，以应用于工程抢险注浆当中。 （3）通过小型注浆试验，对普通双液浆、膏状浆液双液浆、双组份水反应类聚氨酯、马丽散、高分子吸水树脂（Super Absorbent Polymer，简称SAP）、SAP与双液浆组合等六种注浆材料进行了堵漏性能研究，提出堵漏量化评价参数堵水比，分析了不同注浆材料的堵漏效果及机理，同时表明本文提出的SAP与双液浆组合、膏状浆液双液浆等新型材料具有较好的空腔填充及堵漏效果。 （4）通过大型隧道漏水漏砂注浆模拟试验装置，更加真实的模拟了隧道、周边地层及漏水漏砂状态，研究了隧道漏水漏砂的演化机理，验证了新型注浆材料的堵漏效果。当黏土层与砂土层分界线位于隧道中间位置，隧道底部发生漏水漏砂时，渗漏状态稳定后会在隧道中部到底部范围内两侧各产生一个三角空腔区，隧道底部未出现明显空洞；SAP浆液可以有效的填充隧道外的渗漏空腔，大幅减缓漏水速度，在此基础上进行双液浆注浆可以进一步封堵渗漏。 |
| 作者： | 袁振宇 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘永超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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