盾構端頭井洞門SMW工法樁圍護結構防滲漏水施工工法法

1、盾構端頭井洞門SMW：法樁圍護結構防滲漏水施工工法中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司姓名1姓名2姓名3姓名4姓名51.前言城市軌道工程盾構法施工期間，盾構機進出洞，SMVT法樁圍護結構的洞門需對 網(wǎng)鋼進行拔除，由于SMW法樁與加固體之間縫隙處理時間過早，水泥土攪拌樁樁體破碎，微承壓 水層未能完全阻斷等原因，出現(xiàn)洞門網(wǎng)鋼拔除后滲漏水隱患。為規(guī)避盾構機進洞接收涌水涌砂風險，以中鐵十一局承建的無錫地鐵 2號線7標友誼路站為依托，研究在研究 SMWZ法樁盾構洞門端頭井加固工法的基礎上，創(chuàng)新采用以盾構隧道洞 門封堵墻+袖閥管法的綜合注漿為核心技術的端頭井防滲漏水施工工法。實踐證明，該工法 攻克了微承壓水

2、地質(zhì)條件下，H型鋼拔出后出現(xiàn)洞門滲漏水的問題，實現(xiàn)了盾構機安全、平穩(wěn)、高效的進洞接收，減小了地表沉降，降低了對周邊環(huán)境影響，并推進了SMW法樁基坑圍護在軟土層地鐵施工中的應用，也為類似的城市地下工程空間項目提供技術借鑒。該工法相關技術已獲得1項發(fā)明專利，且創(chuàng)新技術榮獲股份公司優(yōu)秀論文一等獎，技術 Q城果榮獲湖北省市政工程協(xié)會一等獎和全國市政工程協(xié)會一等獎。.工法特點與傳統(tǒng)施工技術相比，該技術從本質(zhì)上解決了洞門滲漏水的問題，排除了洞門發(fā)生 坍塌的重大安全隱患，提高了盾構機進洞安全系數(shù)。該施工工藝簡單、地質(zhì)情況針對性強， 縮短了 H型鋼的租賃周期，節(jié)約了施工成本， 同時，避免了對地下空間資源污染的

3、問題，實現(xiàn)了經(jīng)濟、環(huán)保效益的雙贏。該工藝的應用，推進了 SMW工法樁基坑圍護在軟土層地鐵施工中的應用。該施工工法所運用的材料和機械都為常規(guī)機械材料，且H型鋼可回收，周轉(zhuǎn)使用，無污染，成本低。.適用范圍本工法適用于軟土地區(qū)、微承壓水或富水地層，以SMW：法樁作為圍護結構盾構端頭井 洞門防滲漏水施工。.工藝原理臨時封堵墻施工技術已施工成型的盾構端頭井洞門圈內(nèi)，采用雙層雙向鋼筋網(wǎng)片、商品混凝土澆筑制作臨時封堵墻，臨時封堵墻水平、 豎向鋼筋網(wǎng)片兩端均與盾構隧道洞門環(huán)鋼板焊接固定，確保整體性。如圖4.1-1所示。圖4.1-1臨時封堵墻配筋示意圖H型鋼拔除+樁內(nèi)同步注漿綜合技術型鋼拔除通過液壓千斤頂配以吊

4、車進行。通過專用的液壓夾具夾緊型鋼腹板，構成頂升反力支座，咬合型鋼受力后，使夾具與型鋼一體共同提升。2只200T的千斤頂分別放置在型鋼兩側，座落在混凝土支撐冠梁上，型鋼套在液壓夾具內(nèi)，兩邊液壓夾板咬合，頂緊型鋼腹板。型鋼拔除過程中，逐漸升高的型鋼用吊車跟蹤提升，直至全部拔除，駁運離現(xiàn)場。型鋼 拔除過程中根據(jù)環(huán)保要求采用跳拔的方式，型鋼拔除同時采用袖閥管注漿，型鋼拔除速度與注漿速率相協(xié)調(diào)，做到型鋼拔除時能同步注漿。加固體與圍護結構間隙袖閥管注漿技術三軸攪拌樁施工工藝造成盾構端頭井加固體和圍護結構之間不能完全密貼，存在400mm的施工間隙，端頭井對應主體結構施工完成后需要對該間隙進行注漿加固。袖閥

5、管 注漿法通過孔內(nèi)封閉泥漿、單項密封閥管、注漿芯管上的上下雙向密封裝置減小了不同注漿 段之間的相互干擾，降低了注漿時冒漿、串漿的可能性。袖閥管特殊的注漿孔結構使注漿施 工時可根據(jù)需要灌注任一注漿段，還可進行同一注漿段的重復施工。.施工工藝流程及操作要點施工工藝流程盾構端頭井防滲漏水施工程序如圖5.1-1所示。圖5.1-1盾構端頭井防滲漏水工藝流程圖施工準備及操作要點施工準備(1)清場備料。清除端頭井場地，滿足35T汽車吊就位和拔除 H型鋼放置。優(yōu)先進場垂直引孔設備、袖閥管注漿設備和漿液拌合設備。(2)測量定位。按照設計要求定好袖閥管注漿管埋設孔位置，做出明顯標記，方便引孔施工。(3)地面切縫，

6、開鑿寬度寬度 200mm深度150mm勺泥漿回流槽和1000mm*1000mm*1000mm 的泥漿收集坑，滿足環(huán)保、文明施工的要求。(4)搭設臨時注漿棚，進場的袋裝水泥和袖閥管注漿后配套設備等材料入棚設置整齊， 滿足標準化施工要求。(5)臨時用電滿足“三級配電、兩級保護”要求。操作要點(1)鋼筋網(wǎng)片制作根據(jù)盾構洞門圈實際尺寸，依據(jù)設計鋼筋間距計算鋼筋下料的長度，每根鋼筋依據(jù)弦長編號。鋼筋網(wǎng)片焊接綁扎按照號碼牌一次綁扎成型，內(nèi)外排鋼筋網(wǎng)片之間設置定位鋼筋，保 證鋼筋骨架間距。(2)臨時封堵墻施工臨時封堵墻厚600mm,采用B12雙層雙向鋼筋網(wǎng)片，水平、豎向兩端均與盾構隧道洞門環(huán)鋼板焊接固定，整

7、體性能高。封堵墻內(nèi)外混凝土保護層厚度均為30mm,在洞門封堵墻模板關閉后，采用C30商品混凝土進行澆筑，如圖 5.2.2-1和圖5.2.2-2所示。臨時封堵墻施工時由于封堵墻鋼筋與盾構預埋鋼環(huán)焊接，且混凝土為后期澆筑，封堵墻與盾構鋼環(huán)交接面有滲漏可能。因此待封堵墻施工并達到強度要求后，觀測交接面是否有滲漏，并視滲漏量的大小采取站內(nèi)壓漿堵漏措施。圖5.2.2-1 臨時封堵墻施工圖圖5.2.2-2 臨時封堵墻水平注漿示意圖(3) H型鋼拔出+樁內(nèi)同步注漿臨時封堵墻達到設計要求且無滲漏水后，即可拔出H型鋼，型鋼拔出同時采用袖閥管注漿，型鋼拔出速度與注漿速率相協(xié)調(diào)，做到型鋼拔出時能同步注漿。注漿采用？

8、63袖閥管注漿，注漿管深度同工字鋼，為圍護結構冠梁頂下20.4m。注漿采用雙液注漿(水玻璃與水泥漿配比在1: 1.151: 1.5,同時水灰比按照0.8的水泥漿，采用35波美度水玻璃，用水1 :1稀釋，具體視現(xiàn)場水玻璃凝固情況可適當調(diào)整。袖閥管注漿壓力不宜大于0.2Mpa,每根袖閥管注漿量不宜少于0.23m 3。袖閥管可重復注漿，初次壓漿完成后應予以保護，后期可補 充壓漿。袖閥管采用聚氯乙烯塑料管等軟質(zhì)管套，便于盾構機推進。如圖5.2.3-1和圖5.2.3-2所示。(4)加固體與圍護結構間隙注漿型鋼拔出且圍護樁內(nèi)注漿完成后即可實施本道工序。注漿采用？63袖閥管注漿，本道工序注漿參數(shù)與H型鋼同步

9、注漿漿液。袖閥管注漿量以注漿壓力來控制，注漿壓力控制在0.30.8MPa之間，端頭井加固體以4下區(qū)域以0.8Mpa控制，洞門底至加固體底區(qū)域以0.4Mpa控制，其余部分以0.3Mpa控制。袖閥管可重復注漿，初次壓漿完成后予以保護，后期可補充壓漿。袖閥管可采用聚氯乙烯塑料管等軟質(zhì)管套，便于盾構機推進。卜陛鋼拔出注漿示意圖如圖 5.2.2-3和圖5.2.2-4所示。加固體與圍護結構之間注漿如圖5.2.2-5所示。LA至今篇頭并PAWcOv $63軸同管注漿iiii.1iiHII11tiI圖5.2.2-3H鋼拔出后袖閥管注漿平面圖工上更柄息I社第:上丁 2C *c工率我圖5.2.2-4 H型鋼拔出同

10、步注漿袖閥管位置詳圖出頭尹濾甑國區(qū)邊線hJLjrJ&1一f63構周管注系圖5.2.2-5 加固體與圍護結構之間注漿圖迸入6T層若土層In(5)水平抽芯檢測盾構隧道洞門抽芯10個檢測探孔，探孔深度1700mm,探孔穿透圍護結構和端頭井三軸 攪拌樁遺留夾心餅干層，觀察滲水情況。對端頭井盾構洞門滲漏水采取措施以后，在盾構機進洞、出洞及洞門環(huán)封堵各施工環(huán)節(jié)中，進一步對“盾構隧道洞門封堵墻+袖閥管法綜合注漿技術”加固效果進行了確認，其活動目標完成情況取得以下效果（見表5.2.2-1和圖522-6）:盾構隧道洞門封堵墻+袖閥管法的注漿工法可行，實現(xiàn)了 SMM法樁起拔過程中盾構洞門滲漏水率為0,盾構洞門水平

11、探孔取芯滲漏水率為0的目標。表5.2.2-1滲漏項目驗收表序號項目對策措施落實情況檢驗方法目標值實際值1滲漏水堵漏依據(jù)設計、規(guī)范完全 實施24h值班觀測涌泥沙率0大里清水，無 泥沙2封堵墻施工依據(jù)設計、規(guī)范完全 實施值班觀測涌泥沙率0大里清水，無 泥沙3H型鋼起拔依據(jù)設計、規(guī)范完全 實施值班觀測涌泥沙率0微量清水，無 泥沙4袖閥管注漿 施工依據(jù)設計、規(guī)范完全 實施值班觀測滲漏水率0滲漏水率05抽芯探孔依據(jù)設計、規(guī)范完全 實施取芯觀測（10）滲漏水率0滲漏水率0-堵沂用堵墻堵工H里!都肥擄袖閥官注漿抹.圖5.2.2-6采取措施各階段涌水涌沙量曲線圖.材料與設備主要施工材料與設備見表6.1。表6.

12、1主要施工材料與設備表序號名稱型號數(shù)量1鋼筋網(wǎng)片B12雙層雙向鋼筋網(wǎng)2t2商品混凝土C3023m33雙液漿水玻璃與水泥漿配比在1 : 1.151: 1.5,同時水 灰比按照0.8的水泥漿，采 用35波美度水玻璃。以實際注漿壓力控制4聚氯乙烯塑料袖閥管?631200m5雙液注漿泵機ZKSY90-125 型1臺66高速制漿機JW-600 型1臺7引孔機小型引孔機1臺8H型鋼液壓起拔器900T靜壓油缸起拔器1套935T汽車吊SCT500C1臺10模板、腳手架?48,20mm竹膠板根據(jù)現(xiàn)場實際情況11取芯機Z1Z-CF02-180 型1臺12圓木塞?50mm20根.質(zhì)量控制工程質(zhì)量控制標準地下工程防水

13、技術規(guī)范GB50108-2008。注漿工程防水技術規(guī)范GB50108-2001。型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程 JGJ138-2001。地下工程滲漏治理技術規(guī)程 JGJ/T212-2010。地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50208-2011。具體實施過程中質(zhì)量保證措施本工法中，質(zhì)量控制的重點是臨時封堵墻施工、引孔和袖閥管安裝、H型鋼拔除過程中孔隙同步注漿、盾構端頭井加固體和圍護結構之間加固體袖閥管法注漿。臨時封堵墻鋼筋網(wǎng)片尺寸隨洞門環(huán)弦長位置變化，鋼筋下料過程中應嚴格按照下料單技術交底尺寸下料，鋼筋綁扎安裝過程中兩端抵靠洞門圈鋼環(huán)后焊接固定后，鋼筋保持橫平豎直，臨時封堵墻分層澆筑，澆筑過程中振搗密

14、實。水玻璃與水泥漿配比在1: 1.151: 1.5,同時水灰比按照 0.8的水泥漿，采用 35波美度0.2Mpa,每根袖閥管注漿量不宜少于 0.23m 3。H型鋼起拔后注漿量依據(jù)實際注漿壓力控制。注漿過程中必須進行嚴格的質(zhì)量控制和質(zhì)量檢驗，其主控項目包括原材料檢驗、 注漿體強度、注漿施工順序等。一般項目包括各種注漿材料稱量誤差、注漿孔位、注漿孔深、注漿壓力、注漿流量等。注漿施工情況必須如實和準確記錄，應有壓力和流量記錄，采用自動流量和壓力 記錄儀。施工中要對資料及時進行整理分析，以便指導注漿工程的順利進行，并未驗收工作做好準備。.安全措施認真貫徹“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針，根據(jù)國家

15、有關規(guī)定、條例， 結合施工單位實際情況和工程具體特點，形成安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡， 執(zhí)行安全生產(chǎn)責任制，明確各級人員的職責， 抓好工程的安全生產(chǎn)。 施工前，施工人員要根據(jù)具體的工序?qū)κ┕ぐ嘟M 進行安全技術交底，班組長每天上班對全班工人要進行上崗安全交底。鉆機、H型鋼起拔器等在調(diào)試正常后方開機施工。施工中，電動機械及照明電，設有良好的接地裝置及安全保護罩。鉆機注漿泵及高壓管路必須試運轉(zhuǎn)，確認機械性能和各種閥門管路，壓力表完好后，方準施工。每次注漿前，要認真檢查安全閥、壓力表的靈敏度，并調(diào)整到規(guī)定注漿壓力位置。特種作業(yè)人員必須持證上崗，焊接作業(yè)人員在作業(yè)前必須取得現(xiàn)場合格的個人焊接 取樣檢測報告，方可進

16、行正式作業(yè)。作業(yè)面配備必要的消防設施。編制針對性的涌水專項應急預案，配備必要的應急物資。.環(huán)保措施環(huán)境保護執(zhí)行法律、法規(guī)中華人民共和國環(huán)境保護法。中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法。中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法。認真執(zhí)行公司建筑施工噪聲防治辦法。現(xiàn)場易產(chǎn)生噪聲的鉆機等機械設備四周 應搭設工作棚，做好噪聲圍擋屏障。在確保注漿效果的前提下，盡量降低注漿壓力和流量，降低孔隙水壓力的突增量， 有利于孔隙水壓力的消散。采用由建筑物或管線的近端向遠端推進的施工順序，將施工引起的附加地內(nèi)壓力向 遠側引導。控制周邊環(huán)境影響最重要的是對注漿進行嚴格的信息化施工管理，即在施工期間對周邊環(huán)境進行嚴密的觀測和監(jiān)

17、測，并將相關信息及時的傳遞至施工方面，施工方面及時對信息進行分析，并根據(jù)分析結果對施工工藝、技術參數(shù)、施工順序、施工速度等進行調(diào)整。.效益分析經(jīng)濟效益本項目新增利潤主要體現(xiàn)在：針對西端頭盾構井右線洞門圈SMM法樁H型鋼起拔回收后滲漏水的問題，研究采用盾構隧道洞門封堵墻和袖閥管法綜合注漿施工工法。改進的盾構隧道洞門滲漏水結構簡單，其施工對環(huán)境污染少、水文地質(zhì)情況針對性強，并提高了盾構進 出洞安全系數(shù)、縮短H型鋼租賃周期，降低了施工成本， 施工成本可控制在 6萬元以內(nèi)，綜 合效益顯著。主要經(jīng)濟效益分析如下：經(jīng)濟效益=H型鋼租賃費+ (對策表費用 Max-對策實施費用)+風險費用+管理費用 =44.

18、3 萬元+ (19.1-11.8 )萬元+100萬元+20萬元 =171.6 萬元。社會效益通過采用該技術妥善解決了現(xiàn)有地鐵基坑SMM法樁基坑圍護結構、盾構隧道端頭井加固體、加固體與圍護結構之間縫隙處理及SMWE法樁H型鋼起拔回收后滲漏水的問題，可徹底根治漏水現(xiàn)象，無后期隱患。該技術因施工技術先進，經(jīng)濟效益顯著，治理效果良好，已 被公司指定為推薦使用技術，并為類似地鐵施工項目提供了借鑒和參考。.應用實例無錫地鐵2號線07標該工法主要在 2012年12月提出并進行研究，并于 2012年12月至2013年1月應用于無錫地鐵2號線07標友誼路站西端頭端頭井型鋼拔出防滲漏水處理中。該端頭井基坑深度為11.9m,圍護結構采用 SMM法樁，樁長2