盾構端頭井洞門SMW工法樁圍護結構防滲漏水施工工法法

盾構端頭井洞門SMW工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企業(yè)姓名1姓名2姓名3姓名4姓名51.序言城市軌道工程盾構法施工期間，盾構機進出洞，SMW工法樁圍護結構洞門需對H型鋼進行拔除，因為SMW工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，出現洞門H型鋼拔除后滲漏水隱患。為躲避盾構機進洞接收涌水涌砂風險，以中鐵十一局承建無錫地鐵2號線7標友情路站為依靠，研究在研究SMW工法樁盾構洞門端頭井加固工法基礎上，創(chuàng)新采取以盾構隧道洞門封堵墻+袖閥管法綜合注漿為關鍵技術端頭井防滲漏水施工工法。實踐證實，該工法攻克了微承壓水地質條件下，H型鋼拔出后出現洞門滲漏水問題，實現了盾構機安全、平穩(wěn)、高效進洞接收，減小了地表沉降，降低了對周圍環(huán)境影響，并推進了SMW工法樁基坑圍護在軟土層地鐵施工中應用，也為類似城市地下工程空間項目提供技術借鑒。該工法相關技術已取得1項創(chuàng)造專利，且創(chuàng)新技術榮獲股份企業(yè)優(yōu)異論文一等獎，技術QC結果榮獲湖北省市政工程協會一等獎和全國市政工程協會一等獎。2.工法特點2.1與傳統(tǒng)施工技術相比，該技術從本質上處理了洞門滲漏水問題，排除了洞門發(fā)生坍塌重大安全隱患，提升了盾構機進洞安全系數。2.2該施工工藝簡單、地質情況針對性強，縮短了H型鋼租賃周期，節(jié)約了施工成本，同時，防止了對地下空間資源污染問題，實現了經濟、環(huán)境保護效益雙贏。2.3該工藝應用，推進了SMW工法樁基坑圍護在軟土層地鐵施工中應用。2.4該施工工法所利用材料和機械都為常規(guī)機械材料，且H型鋼可回收，周轉使用，無污染，成本低。3.適用范圍本工法適適用于軟土地域、微承壓水或富水地層，以SMW工法樁作為圍護結構盾構端頭井洞門防滲漏水施工。4.工藝原理4.1暫時封堵墻施工技術已施工成型盾構端頭井洞門圈內，采取雙層雙向鋼筋網片、商品混凝土澆筑制作暫時封堵墻，暫時封堵墻水平、豎向鋼筋網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所表示。圖4.1-1暫時封堵墻配筋示意圖4.2H型鋼拔除+樁內同時注漿綜合技術型鋼拔除經過液壓千斤頂配以吊車進行。經過專用液壓夾具夾緊型鋼腹板，組成頂升反力支座，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，兩邊液壓夾板咬合，頂緊型鋼腹板。型鋼拔除過程中，逐步升高型鋼用吊車跟蹤提升，直至全部拔除，駁運離現場。型鋼拔除過程中依照環(huán)境保護要求采取跳拔方式，型鋼拔除同時采取袖閥管注漿，型鋼拔除速度與注漿速率相協調，做到型鋼拔除時能同時注漿。4.3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。袖閥管注漿法經過孔內封閉泥漿、單項密封閥管、注漿芯管上上下雙向密封裝置減小了不一樣注漿段之間相互干擾，降低了注漿時冒漿、串漿可能性。袖閥管特殊注漿孔結構使注漿施工時可依照需要灌注任一注漿段，還可進行同一注漿段重復施工。5.施工工藝流程及操作關鍵點5.1施工工藝流程盾構端頭井防滲漏水施工程序如圖5.1-1所表示。清場備料清場備料測量放點暫時設施施工H型鋼起拔及注漿加固體間隙注漿水平探孔檢驗盾構機接收引孔埋設注漿管暫時封堵墻施工無滲漏水有滲漏水圖5.1-1盾構端頭井防滲漏水工藝流程圖5.2施工準備及操作關鍵點5.2.1施工準備（1）清場備料。去除端頭井場地，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，做出顯著標識，方便引孔施工。（3）地面切縫，開鑿寬度寬度200mm，深度150mm泥漿回流槽和1000mm*1000mm*1000mm泥漿搜集坑，滿足環(huán)境保護、文明施工要求。（4）搭設暫時注漿棚，進場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）暫時用電滿足“三級配電、兩級保護”要求。5.2.2操作關鍵點（1）鋼筋網片制作依照盾構洞門圈實際尺寸，依據設計鋼筋間距計算鋼筋下料長度，每根鋼筋依據弦長編號。鋼筋網片焊接綁扎按照號碼牌一次綁扎成型，內外排鋼筋網片之間設置定位鋼筋，確保鋼筋骨架間距。（2）暫時封堵墻施工暫時封堵墻厚600mm，采取B12雙層雙向鋼筋網片，水平、豎向兩端均與盾構隧道洞門環(huán)鋼板焊接固定，整體性能高。封堵墻內外混凝土保護層厚度均為30mm，在洞門封堵墻模板關閉后，采取C30商品混凝土進行澆筑，如圖5.2.2-1和圖5.2.2-2所表示。暫時封堵墻施工時因為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。所以待封堵墻施工并達成強度要求后，觀察交接面是否有滲漏，并視滲漏量大小采取站內壓漿堵漏方法。 圖5.2.2-1暫時封堵墻施工圖圖5.2.2-2暫時封堵墻水平注漿示意圖（3）H型鋼拔出+樁內同時注漿暫時封堵墻達成設計要求且無滲漏水后，即可拔出H型鋼，型鋼拔出同時采取袖閥管注漿，型鋼拔出速度與注漿速率相協調，做到型鋼拔出時能同時注漿。注漿采取?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。注漿采取雙液注漿（水玻璃與水泥漿配比在1：1.15～1：1.5，同時水灰比按照0.8水泥漿，采取35波美度水玻璃，用水1：1稀釋，詳細視現場水玻璃凝固情況可適當調整。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0.23m3。袖閥管可重復注漿，首次壓漿完成后應給予保護，后期可補充壓漿。袖閥管采取聚氯乙烯塑料管等軟質管套，便于盾構機推進。如圖5.2.3-1和圖5.2.3-2所表示。（4）加固體與圍護結構間隙注漿型鋼拔出且圍護樁內注漿完成后即可實施本道工序。注漿采取?63袖閥管注漿，本道工序注漿參數與H型鋼同時注漿漿液。袖閥管注漿量以注漿壓力來控制，注漿壓力控制在0.3～0.8MPa之間，端頭井加固體以下區(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，首次壓漿完成后給予保護，后期可補充壓漿。袖閥管可采取聚氯乙烯塑料管等軟質管套，便于盾構機推進。H型鋼拔出注漿示意圖如圖5.2.2-3和圖5.2.2-4所表示。加固體與圍護結構之間注漿如圖5.2.2-5所表示。圖5.2.2-3H型鋼拔出后袖閥管注漿平面圖圖5.2.2-4H型鋼拔出同時注漿袖閥管位置詳圖圖5.2.2-5加固體與圍護結構之間注漿圖（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方法以后，在盾構機進洞、出洞及洞門環(huán)封堵各施工步驟中，深入對“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5.2.2-6)：盾構隧道洞門封堵墻+袖閥管法注漿工法可行，實現了SMW工法樁起拔過程中盾構洞門滲漏水率為0，盾構洞門水平探孔取芯滲漏水率為0目標。表5.2.2-1滲漏項目驗收表序號項目對策方法落實情況檢驗方法目標值實際值1滲漏水堵漏依據設計、規(guī)范完全實施24h值班觀察涌泥沙率0大量清水，無泥沙2封堵墻施工依據設計、規(guī)范完全實施值班觀察涌泥沙率0大量清水，無泥沙3H型鋼起拔依據設計、規(guī)范完全實施值班觀察涌泥沙率0微量清水，無泥沙4袖閥管注漿施工依據設計、規(guī)范完全實施值班觀察滲漏水率0滲漏水率05抽芯探孔依據設計、規(guī)范完全實施取芯觀察（10）滲漏水率0滲漏水率0圖5.2.2-6采取方法各階段涌水涌沙量曲線圖6.材料與設備6.1主要施工材料與設備見表6.1。表6.1主要施工材料與設備表序號名稱型號數量1鋼筋網片B12雙層雙向鋼筋網2t2商品混凝土C3023m33雙液漿水玻璃與水泥漿配比在1：1.15～1：1.5，同時水灰比按照0.8水泥漿，采取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6高速制漿機\o"JW-600型高速制漿機"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竹膠板依照現場實際情況11取芯機Z1Z-CF02-180型1臺12圓木塞?50mm20根7.質量控制7.1工程質量控制標準7.1.1《地下工程防水技術規(guī)范》GB50108-。7.1.2《注漿工程防水技術規(guī)范》GB50108-。7.1.3《型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程》JGJ138-。7.1.4《地下工程滲漏治理技術規(guī)程》JGJ/T212-。7.1.5《地下防水工程質量驗收規(guī)范》GB50208-。7.2詳細實施過程中質量確保方法本工法中，質量控制重點是暫時封堵墻施工、引孔和袖閥管安裝、H型鋼拔除過程中孔隙同時注漿、盾構端頭井加固體和圍護結構之間加固體袖閥管法注漿。7.2.1暫時封堵墻鋼筋網片尺寸隨洞門環(huán)弦長位置改變，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，暫時封堵墻分層澆筑，澆筑過程中振搗密實。7.2.2水玻璃與水泥漿配比在1：1.15～1：1.5，同時水灰比按照0.8水泥漿，采取35波美度0.2Mpa，每根袖閥管注漿量不宜少于0.23m3。7.2.3H型鋼起拔后注漿量依據實際注漿壓力控制。7.2.4注漿過程中必須進行嚴格質量控制和質量檢驗，其主控項目包含原材料檢驗、注漿體強度、注漿施工次序等。通常項目包含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。7.2.5注漿施工情況必須如實和準確統(tǒng)計，應有壓力和流量統(tǒng)計，采取自動流量和壓力統(tǒng)計儀。施工中要對資料及時進行整理分析，方便指導注漿工程順利進行，并未驗收工作做好準備。8.安全方法8.1認真落實“安全第一，預防為主，綜合治理”方針，依照國家關于要求、條例，結合施工單位實際情況和工程詳細特點，形成安全生產管理網絡，執(zhí)行安全生產責任制，明確各級人員職責，抓好工程安全生產。施工前，施工人員要依照詳細工序對施工班組進行安全技術交底，班組長天天上班對全班工人要進行上崗安全交底。8.2鉆機、H型鋼起拔器等在調試正常后方開機施工。8.3施工中，電動機械及照明電，設有良好接地裝置及安全保護罩。8.4鉆機注漿泵及高壓管路必須試運轉，確認機械性能和各種閥門管路，壓力表完好后，方準施工。8.5每次注漿前，要認真檢驗安全閥、壓力表靈敏度，并調整到要求注漿壓力位置。8.6特種作業(yè)人員必須持證上崗，焊接作業(yè)人員在作業(yè)前必須取得現場所格個人焊接取樣檢測匯報，方可進行正式作業(yè)。8.7作業(yè)面配置必要消防設施。8.8編制針對性涌水專題應急預案，配置必要應急物資。9.環(huán)境保護方法9.1環(huán)境保護執(zhí)行法律、法規(guī)9.1.1《中華人民共和國環(huán)境保護法》。9.1.2《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》。9.1.3《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》。9.2認真執(zhí)行企業(yè)《建筑施工噪聲防治方法》?，F場易產生噪聲鉆機等機械設備四面應搭設工作棚，做好噪聲圍擋屏障。9.3在確保注漿效果前提下，盡可能降低注漿壓力和流量，降低孔隙水壓力突增量，有利于孔隙水壓力消散。9.4采取由建筑物或管線近端向遠端推進施工次序，將施工引發(fā)附加地內壓力向遠側引導。控制周圍環(huán)境影響最主要是對注漿進行嚴格信息化施工管理，即在施工期間對周圍環(huán)境進行嚴密觀察和監(jiān)測，并將相關信息及時傳遞至施工方面，施工方面及時對信息進行分析，并依照分析結果對施工工藝、技術參數、施工次序、施工速度等進行調整。10.效益分析10.1經濟效益本項目新增利潤主要表現在：針對西端頭盾構井右線洞門圈SMW工法樁H型鋼起拔回收后滲漏水問題，研究采取盾構隧道洞門封堵墻和袖閥管法綜合注漿施工工法。改進盾構隧道洞門滲漏水結構簡單，其施工對環(huán)境污染少、水文地質情況針對性強，并提升了盾構進出洞安全系數、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，綜合效益顯著。主要經濟效益分析以下：經濟效益=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=44.3萬元+（19.1-11.8）萬元+100萬元+20萬元=171.6萬元。10.2社會效益經過采取該技術妥善處理了現有地鐵基坑SMW工法樁基坑圍護結構、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SMW工法樁H型鋼起拔回收后滲漏水問題，可徹底根治漏水現象，無后期隱患。該技術因施工技術先進，經濟效益顯著，治理效果良好，已被企業(yè)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。11.應用實例11.1無錫地鐵2號線07標該工法主要在12月提出并進行研究，并于12月至1月應用于無錫地鐵2號線07標友情路站西端頭端頭井型鋼拔出防滲漏