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微扰动注浆工法在地铁2号线收敛变形控制中的应用

热度0票 浏览1次 时间:2019年9月09日 09:31
  向克勤
  (上海宝冶集团有限公司,上海 200941)
  摘 要: 由于地铁附近基坑开挖易导致地铁收敛变形,而上海市对地铁结构设施保护要求非常严格。文章介绍了微扰动注浆工法以及在地铁2号线某区间隧道修复中的应用,结果表明微扰动注浆可以有效治理地铁收敛变形,确保地铁的安全运营。
  关键词: 盾构隧道;收敛变形;微扰动注浆 1 工程概况上海轨道交通二号线上行线某区间隧道横穿上海市闵行区虹桥商务区某办公楼项目基坑,将基坑一分为二。地铁上行线收敛情况不理想,在 9 月 25 日首次注浆前,地铁上行线收敛数据最大点 SSL7 累计收敛值已达到 46.5mm,不仅远远超过地铁监护设定值,而且绝对值达到 5.5885m(管片内径),一旦达到 5.59m,按照地铁监护规定,需在地铁管片内侧加钢护套,对建设单位无论是建设成本还是工期上都是很大负担,因此地铁监护采取微扰动注浆对收敛变形进行纠偏。
  2 地铁收敛数据分析
  地铁监护单位在基坑影响隧道范围内共布置 14 个收敛变形监测点,上行线收敛数据变化较大点为(SSL5,SSL6,SSL7,SSL8,SSL9,SSL10),从 2013 年 8 月 9 日到 2014 年 9月 25 日收敛数据变化情况见图 1 所示 :
  结 合 施 工 工 况, 以 一 个 时 间 区 段(2013 年 8 月 9 日 至2014 年 1 月 10 日)对 SSL5/6/7/8/9/10 五点进行变化趋势分析:
  (1)8 月 30 日 至 9 月 20 日 开 始 突 变, 从 0mm 变 化 至6.6mm,相对应施工工况为 C 区基坑开挖。
  (2)9 月 20 日至 10 月 25 之间变化较缓和,收敛数据在 6.6mm至 6mm 之间相对于施工工况为底板已浇筑完成。
  (3)10 月 25 日至 11 月 22 日之间,收敛数据以每个星期接近 1mm 速度从 6mm 变化至 9.8mm,相对应施工工况为支撑开始拆除。
  (4)11 月 22 至 12 月 24 日变化较稳定,收敛数据一直稳定在为 9mm 左右,相对应工况为地下室结构完成。
  (5)12 月 24 日至 1 月 10 日之间,收敛数据开始突变至10.6mm。相对应工况为现场承压水位突变。
  3 微扰动注浆工法
  在已建成地铁隧道影响范围内开挖深基坑,会引起原隧道侧向抗力急剧变化而导致隧道结构受力发生变化,最初表现为隧道的变形和漏水,最终导致隧道发生较大不均匀沉降和较大收敛变形,危及隧道结构稳定性及安全,故可采用有序可控的双液微扰动注浆对隧道两侧土体进行充填,改善隧道椭圆度,提高隧道周围土层的强度和刚度,从而实现对隧道变形的有效遏制和改善 1。
  3.1 “微扰动”注浆工艺
  ①放样 :根据施工方案,由监测单位进行测量放样,确定每一孔位以及注浆深度;②钻取导孔:一般采用阿特拉斯设备;③插入注浆芯管,打设注浆管;④连接注浆管路;⑤配制浆液;⑥注浆、拔管 :采用双泵双液注浆方法进行“微扰动”注浆,拔管速度需与注浆流量、注浆单节高度、注浆量相匹配 ;⑦拔除注浆管 :完成注浆,注浆管停滞,待浆液初凝后将注浆管全部拔除,单次注浆完成。
  3.2 工法特点
  (1)双液浆液相比单浆液具有良好的流动性、触变性和扩散性,因此广泛应用于基础加固工程中,浆液初凝快且具可调性能,能适时提高强度,可以缩短土体沉降稳定时间,避免了次日因地铁运营而产生二次扰动、沉降及变形。
  (2)本工法采用的是螺杆式及齿轮式注浆设备,在地下隧道纠偏工程,由于注浆工艺会形成注浆压力的频繁变化,而螺杆式注浆泵压力和流量调节方便,该泵最高压力可以设定,可避免在注浆过程中不必要的损失。
  (3)本工程采用申请专利的开闭式注浆前段装置,这种开闭式注浆前端装置由一个保护套管和一个注浆头连接短管构成。保护套管覆盖全部注浆孔,保护套管和注浆头连接短管可相向移动,用于下管时保护注浆孔和注浆时同时开启所有注浆孔。
  (4)即时的信息化监测施工措施和现场注浆控制相结合,避免了注浆引起隧道抬升过大或收敛变形过大。
  4 施工效果及结语
  本次注浆效果非常明显,所有的监测点收敛数据最终均达到地铁监护要求。鉴于上海轨交隧道具有敷设于软弱土层中以及受周边环境影响大等特点,隧道变形与很多因素相关,尤其是地下隧道,根据本工程经验,即使施工单位严格按照地铁监护部门审批的方案施工,但地铁收敛数据变化还与承压水头变化、拆撑时间、结构回筑时间等均有较大关系,因此很难精确的控制地铁隧道收敛变形,故有必要探索和掌握适合于治理软土运营隧道不均匀沉降和收敛变形治理和控制技术。
  参考文献 :
  [1] 汪小兵,王如路,刘建航.上海软土地层中运营地铁隧道不均匀沉降的治理方法[J].上海交通大学学报,2012,46(1):26—31.
  [2] CN 102635117 A,开闭式注浆前端装置[P].中华人民共和国国家知识产权局.
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