地鐵隧道收斂變形整治

精品文檔-下載后可編輯地鐵隧道收斂變形整治1前言

由于超大基坑在緊鄰南京地鐵2號(hào)線的區(qū)域降水開(kāi)挖時(shí)，對(duì)應(yīng)2號(hào)線地鐵隧道區(qū)域水平徑向收斂變形持續(xù)增大，隧道結(jié)構(gòu)安全受到影響。因此在隧道兩側(cè)進(jìn)行微擾動(dòng)注漿，增加側(cè)向土體強(qiáng)度和側(cè)向抗力，控制隧道結(jié)構(gòu)變形，從而保證地鐵的運(yùn)營(yíng)安全。

2工程概況

南京金融城項(xiàng)目基坑位于南京地鐵2號(hào)線雨潤(rùn)大街站～元通站區(qū)間兩側(cè)，共有4個(gè)基坑，基坑總面積5.8萬(wàn)平方米。其中，Ⅲ區(qū)基坑面積3.2萬(wàn)平方米，開(kāi)挖深度平均為22米，局部深度25.95米，創(chuàng)造了目前南京市深基坑之最。由于該基坑緊貼運(yùn)營(yíng)中的地鐵2號(hào)線，與地鐵保護(hù)區(qū)貼合面達(dá)到350米，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外邊線距地鐵2號(hào)線區(qū)間最近距離約為15m，工程所在地的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，因此，安全風(fēng)險(xiǎn)極高，施工難度極大，成為南京地鐵部門監(jiān)控的1號(hào)工程。在該項(xiàng)目基坑開(kāi)挖期間，雨潤(rùn)大街站～元通站區(qū)間隧道內(nèi)相應(yīng)區(qū)域收斂變形嚴(yán)重，上行線最大收斂變形達(dá)93.7mm，下行線最大收斂變形達(dá)86.1mm。經(jīng)過(guò)專家組開(kāi)會(huì)認(rèn)定，須對(duì)隧道兩側(cè)進(jìn)行微擾動(dòng)注漿加固。

3微擾動(dòng)注漿工法介紹

3．1工法背景隨著上海地鐵網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的發(fā)展，地鐵運(yùn)營(yíng)線路正以每年幾百公里的速度發(fā)展。地鐵投入運(yùn)營(yíng)距今已有十幾年，隧道結(jié)構(gòu)的各種病害也逐漸增加。由于上海的地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)、施工影響及列車長(zhǎng)期運(yùn)行振陷，當(dāng)前運(yùn)營(yíng)隧道線路上為數(shù)不少的區(qū)域存在著程度不同的差異沉降，從而引起道床與管片脫開(kāi)，隧道出現(xiàn)滲漏水等情況。運(yùn)營(yíng)地鐵隧道的差異沉降，如不及時(shí)控制，任其發(fā)展，將影響地鐵的運(yùn)營(yíng)安全。

3．2工法的建立與發(fā)展2022年，上海申通集團(tuán)與上海隧道地基基礎(chǔ)公司共同開(kāi)發(fā)出了微擾動(dòng)注漿工法，用于解決隧道變形治理這個(gè)世界性難題。經(jīng)過(guò)5年多的發(fā)展，微擾動(dòng)注漿工法逐漸完善。目前，本工法主要用于地鐵隧道差異沉降和收斂變形整治。

3．3工法原理利用“雙泵”將“雙液漿”打出，通過(guò)特制的混合器充分混合，再通過(guò)注漿芯管注入土體，漿液在壓力的作用下使得土體劈開(kāi)，隨著注漿芯管的提升，在土體中形成脈狀注漿體，對(duì)于隧道的周邊土層有填充、壓密和加固土體的作用，能提高土層的強(qiáng)度和變形模量，控制隧道沉降、變形。

3．4工法特點(diǎn)(1)漿液可克服注漿過(guò)程中的跑漿現(xiàn)象，漿液流動(dòng)范圍(注漿加固體)較易控制，對(duì)土層擾動(dòng)能降低到最小。(2)漿液有效的提高固結(jié)土體早期強(qiáng)度，避免了次日地鐵的運(yùn)營(yíng)振陷而產(chǎn)生二次擾動(dòng)、沉降及變形。(3)可以根據(jù)土層的不同層次和深度，按不同的加固要求分別處理，并且可以針對(duì)同一范圍反復(fù)進(jìn)行注漿處理。(4)根據(jù)隧道沉降變形預(yù)判和現(xiàn)場(chǎng)注漿控制相結(jié)合，實(shí)施即時(shí)的信息化施工措施，避免了注漿引起隧道抬升過(guò)大或收斂變形過(guò)大。

4方案設(shè)計(jì)

4．1注漿范圍對(duì)所有收斂變形超過(guò)70mm的隧道環(huán)進(jìn)行注漿，并外延3環(huán)隧道。對(duì)隧道底標(biāo)高以上5.2m范圍內(nèi)進(jìn)行注漿，注漿深度約26m。先在距離隧道邊線3.6m位置進(jìn)行1排注漿，然后根據(jù)隧道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定是否在3m位置增設(shè)注漿孔。

4．2施工流程(1)放樣。由測(cè)量單位進(jìn)行測(cè)量放樣，在地面上確定每一孔的準(zhǔn)確位置，及每環(huán)管片的覆土深度，以保證施工的精確性;(2)鉆取導(dǎo)孔。由于本次注漿深度較深且局部位置有粉細(xì)砂及粉土不利于打設(shè)注漿管，故考慮用阿特拉斯開(kāi)導(dǎo)孔，根據(jù)樣點(diǎn)用阿特拉斯設(shè)備鉆取注漿導(dǎo)孔深度為18m，以方便注漿管的打設(shè);(3)安裝套管。導(dǎo)孔鉆孔完成后，放置套管以防塌孔、方便注漿芯管的打設(shè);(4)打設(shè)注漿管隧道底部位置。用專用設(shè)備，根據(jù)每個(gè)孔的注漿深度逐根打設(shè)入土層，注漿深度約26m;(5)連接注漿管路。通過(guò)注漿管路將注漿泵、流量?jī)x、混合器與注漿管等連接，開(kāi)回流檢查管路是否通暢;(6)配制漿液。用拌漿系統(tǒng)按水灰比0.6～1.0拌制水泥漿;(7)注漿、拔管。采用雙泵雙液注漿方法進(jìn)行“微擾動(dòng)”注漿，利用專用拔管設(shè)備邊注漿邊拔管，緩慢連續(xù)均勻的進(jìn)行，拔管速度與注漿流量、注漿單節(jié)高度、注漿量相匹配約為每分鐘拔5～10cm(根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整拔管提升速度);(8)拔除注漿管。按要求完成注漿，注漿管停滯10分鐘左右，待漿液初凝后，利用專用拔管設(shè)備將注漿管全部拔除，單次注漿完成。

4．3施工控制注漿時(shí)采用自動(dòng)化設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的收斂數(shù)據(jù)來(lái)分析注漿效果，若單次注漿管片變形達(dá)到5mm，則立即停止注漿。注漿過(guò)程中，指定專職人員檢查隧道內(nèi)表觀情況，以防止意外發(fā)生。

5施工情況

(1)由于本工程實(shí)際情況如隧道的埋深(更深)、土質(zhì)條件(更差)、管片拼裝形式與上海有很多的差異，缺少試驗(yàn)參數(shù)，因此先進(jìn)行了20孔的試驗(yàn)段注漿，確定了注漿對(duì)于隧道變形有明顯的整治效果，之后再進(jìn)行大面積的注漿施工。(2)在砂性土層里進(jìn)行注漿時(shí)發(fā)現(xiàn)，注漿效果很小，甚至部分區(qū)域發(fā)生反作用。為此，我們請(qǐng)教了多位專家，對(duì)施工參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行討論分析，總結(jié)出幾條可行性措施，比如增加單孔注漿量、進(jìn)行多排注漿、縮短鉆孔時(shí)間等。然后調(diào)整注漿參數(shù)在類似土層里進(jìn)行了多次注漿試驗(yàn)，終于得出了合適的注漿參數(shù)，圓滿完成了砂性土層里的注漿施工。

6注漿效果

本項(xiàng)目微擾動(dòng)注漿于2022年12月9日開(kāi)始，2022年9月26日凌晨結(jié)束，共計(jì)完成1295孔注漿。除了完成原定施工計(jì)劃外，后期還根據(jù)隧道的收斂變形情況進(jìn)行了跟蹤注漿。

6．1第一階段(2022.12.9～2022.4.30)第一階段主要按照原施工方案進(jìn)行施工，隧道兩側(cè)各施工一排。第一階段注漿效果較平均。最大收斂變化量為－18.3mm(S551)。

6．2第二階段(2022.5.1～2022.9.26)第一階段施工完成之后，由于基坑施工，隧道管徑持續(xù)擴(kuò)大，另外部分區(qū)域初始收斂變形較大。因此，第二階段主要針對(duì)變形超過(guò)7CM的隧道區(qū)域進(jìn)行多排多次注漿。第二階段注漿結(jié)束后，隧道相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圓的累計(jì)變化量基本都在7CM以下，保證了地鐵的運(yùn)營(yíng)安全。

7結(jié)語(yǔ)

(1)經(jīng)過(guò)本次微擾動(dòng)注漿，地鐵隧道的收斂變形情況得到明顯的改善，保證了地鐵的安全運(yùn)營(yíng)，使本項(xiàng)目基坑