地鐵隧道附近SMW工法的施工

1、 專業(yè)技術(shù)文件 / Technical documentation 編號： 地鐵隧道附近SMW工法的施工Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.編制：_日期：_地鐵隧道附近SMW工法的施工溫馨提示：該文件為本公司員工進(jìn)行生產(chǎn)和各項管理工作共同的技術(shù)依據(jù)，通過對具體的工作環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范、約束，以確保生產(chǎn)、管理活動的正常、有序

2、、優(yōu)質(zhì)進(jìn)行。本文檔可根據(jù)實際情況進(jìn)行修改和使用。 常見的基坑圍護(hù)形式有地下連續(xù)墻、組合排樁和SMW工法等幾種。SMW工法以其經(jīng)濟(jì)、適用、環(huán)保等優(yōu)勢而越來越被廣泛應(yīng)用。本文就如何采取有效措施, 將SMW工法對臨近地鐵施工的影響縮小至最小范圍加以探討。SMW工法是我國建筑施工技術(shù)創(chuàng)新中技術(shù)引進(jìn)與創(chuàng)新的典型。該工法可適用于粘性土、砂性土以及砂礫石等地層中施工。1993年, SMW工法通過技術(shù)引進(jìn)并創(chuàng)新在我國發(fā)展起來, 該工法主要被應(yīng)用在我國東南沿海地區(qū)的軟土深基坑圍護(hù)中。位于上海靜安寺商業(yè)圈的大上海會德豐廣場工程地上54層, 地下3層, 總建筑高度271米?；娱_挖深度塔樓為20.72米, 裙樓部分

3、為17.92米。其基坑圍護(hù)采用地下連續(xù)墻（墻厚1米, 墻深35.540.5米）, 而北側(cè)緊鄰地鐵2號線（江蘇路靜安寺段）隧道, 該段基坑長度為95米, 距離地鐵隧道5.4米。地鐵運營線路為此提出的保護(hù)要求為：兩軌道橫向高差<4毫米, 軌向偏差和高低差最大尺度值<4毫米/10米。地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形要求：結(jié)構(gòu)變形曲線的曲率半徑>15000米, 相對變曲<1/2500, 隧道結(jié)構(gòu)收斂變化量<10毫米, 隧道結(jié)構(gòu)變形速率<0.5毫米/day, 且不得影響其安全正常使用。隧道與車站的差異沉降控制在5毫米以內(nèi), 地鐵結(jié)構(gòu)的水平位移和最終沉降不超過20毫米。當(dāng)發(fā)生下列情形時

4、, 建設(shè)單位應(yīng)及時報警, 并采取可靠措施, 保障地鐵安全：1）監(jiān)測值超過日監(jiān)控指標(biāo)或總變形控制量的1/2時；2）靠近地鐵隧道一側(cè)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移日變化量超過1毫米時；3）其他危及地鐵運營安全的事情發(fā)生時。地鐵部門還規(guī)定, 地鐵隧道自動監(jiān)測持續(xù)3日的日變形量超過0.5毫米時, 須中止現(xiàn)場施工。所以為了確保地下連續(xù)墻的施工安全, 在其兩側(cè)增加了2道SMW工法加以保護(hù)。設(shè)計的SMW工法為三軸攪拌樁, 樁徑850毫米, 搭接250毫米, 樁長32.5米, 水泥摻量20%, 垂直度在50毫米以內(nèi), 28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度要求不小于1.5MPa.最外側(cè)的工法樁距離地鐵僅4.4米, 其施工難度很大。但是

5、在實際施工中, 通過采用鉆孔取芯進(jìn)行水泥土強(qiáng)度試驗證明：普遍遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到1.2MPa的設(shè)計要求, 而且水泥土強(qiáng)度的離散性很大, 同時呈現(xiàn)隨深度增加強(qiáng)度遞減的規(guī)律。真正的芯樣能夠達(dá)到設(shè)計要求往往在60天以后。但SMW工法水泥土強(qiáng)度還有一個重要現(xiàn)象：埋在地下時, 強(qiáng)度形成非常慢, 而一旦隨著基坑的開挖暴露于空氣中, 強(qiáng)度上升非?？? 基本3天可以達(dá)到設(shè)計指標(biāo)。目前上海市內(nèi)SMW工法施工時水泥漿液的水灰比一般為：1.5：12：1, 主要考慮攪拌后的水泥土中的含水量不能太小, 以便H型鋼可以靠自重下沉到位。筆者認(rèn)為這么高的水灰比存在兩點問題：第一, 如此高的水灰比, 勢必造成水泥土強(qiáng)度較低；第二, 在水

6、泥土中水泥摻量一定的前提下, 越高的水灰比, 勢必造成水泥漿液灌注量增加, 同時產(chǎn)生更多的水泥土漿液溢出, 增加外溢水泥土處理成本。根據(jù)資料顯示, 日本公司在施工時, 水灰比W/C為0.30.8, 根據(jù)工程類別及土性選擇使用, 而目前日本有的水泥土強(qiáng)度已達(dá)到35MPa.目前在地鐵邊緣施工, 這樣低的水灰比, 再加上本工程工法施工的深度在30米以上, 如果漿液過稠, 勢必在施工到20米以下后, 土體攪拌產(chǎn)生的應(yīng)力無從釋放, 造成對地鐵的影響甚大。水灰比取值如過大將造成樁身強(qiáng)度提高緩慢, 影響下道工序施工, 進(jìn)而影響施工工期；過小又無法釋放應(yīng)力, 對地鐵運營造成威脅。另外施工時鉆桿的下沉與提升速度

7、對地鐵造成的影響也較大, 一般正常鉆入速度為1.5分鐘1米, 20米后達(dá)到22.5分鐘1米, 30米左右為2.53分鐘1米。實際施工時我們?yōu)榱俗寫?yīng)力及時釋放, 希望達(dá)到2分鐘或者4分鐘1米, 即下鉆每1米, 都讓鉆桿在原地注漿空鉆, 滿2分鐘或者4分鐘后繼續(xù)下沉。最后我們對這些施工參數(shù)進(jìn)行排列組合, 即水灰比各取1.5、1.2、1.0, 下沉及提升速度各取2分鐘1米和4分鐘1米。經(jīng)過6次試驗后, 在試驗樁號邊的土體測斜管顯示的是, 4分鐘1米, 1.2水灰比對土體的影響相對最小, 故此, 最終采用了這個施工參數(shù)。為了確保連續(xù)作業(yè)可能對地鐵的影響, 地鐵部門要求我工程只能在晚上11時到清晨6時的

8、時間段內(nèi)進(jìn)行施工。且在施工中嚴(yán)格按照隔4打1的原則。具體施工過程中, 我們又發(fā)現(xiàn)下列一些因素的控制可以減小地鐵的影響：1、壓漿機(jī)檔位在不同施工時段的調(diào)整, 一般下沉?xí)r和上提到15米之下都選擇使用2檔（230ml/min）, 15米以上用1檔（165ml/min）。2、密切注意返漿的狀態(tài), 如過稠應(yīng)及時查明原因, 采取對應(yīng)措施。如是機(jī)械原因, 應(yīng)及時將鉆頭提升上來, 檢修設(shè)備后再繼續(xù)施工。3、注意鉆機(jī)的電流變化, 經(jīng)過實踐, 我們發(fā)現(xiàn), 深度18米以上一般電流在200mA, 1825米在200240mA之間, 25米以下為260280mA, 所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)在一定的施工深度, 其電流讀數(shù)明顯高于正常值時, 即應(yīng)結(jié)合返漿的稠度, 采取措施。其目的是將較稠的漿液打散, 幫助應(yīng)力及時釋放。4、統(tǒng)計溝槽里的返漿量并及時用抓斗機(jī)清除返漿, 幫助應(yīng)力釋放。本工程施工過程中的返漿置換率在70%（即置換出土量除以打入量）, 如果低于這個數(shù)值應(yīng)及時引起重視, 因為漿液過多而未及時排出對等的土方, 將會在地下產(chǎn)生膨脹, 進(jìn)而影響地鐵管線。采取上述措施后, 我們發(fā)現(xiàn)這樣施工對地鐵的影響基本能夠控制在0.5毫米以內(nèi)。綜上所述, SMW工法在地鐵隧道等要求嚴(yán)格的受保護(hù)單位附近的施工完全可以通過細(xì)致策劃, 對施工主要參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整, 可以將對其周邊環(huán)境的影響降低到很