王臻華,王 祺

（上海隧道工程股份有限公司，上海 200082）

1 工程概況

青草沙水源地原水過江管工程是青草沙水源地原水工程的組成部分，是將長江原水從長興島輸送到浦東的過江管線。工程包括浦東工作井、長興島工作井和兩條過江隧道。其中浦東工作井既是過江管盾構的始發(fā)井，又是浦東陸域盾構的接收井。

浦東工作井為正方形結構，設計外包尺寸30m×30 m，采用1 200 mm厚59 m深地下連續(xù)墻作為基坑圍護結構，主體結構采用明挖法施工，基坑開挖深度35.6 m，地面標高+4.9 m，陸域盾構設計進洞口中心標高-23.6 m（見圖1所示）。

2 地質(zhì)條件

場地標高-80.50 m范圍內(nèi)土層由第四系全新統(tǒng)至上更新統(tǒng)沉積地層組成，除⑥層缺失外，其余地層均有勘測。⑤2粉土層為微承壓含水層，與⑦1-2承壓含水層直接相通，水頭埋深5.64 m。土層性能指標詳見表1所列。

3 進洞加固施工

該工程陸域盾構進洞口設計中心標高為-23.6 m，隧道外徑6 400 mm，地面標高+4.9 m，按照加固至隧道底下3 m計算，加固體深度超過36 m。其平、剖面見圖2所示。由于隧道埋深較深，且底部處于⑤2灰色粘質(zhì)粉土層，根據(jù)地質(zhì)勘探報告，⑤2層具有微承壓性。對此，在施工中改變了傳統(tǒng)的三軸攪拌樁＋旋噴樁的進洞加固工藝，采用攪拌樁＋垂直凍結的加固措施，以便更好地降低盾構在微承壓含水層中進洞的風險。

3.1 接鉆桿的超深攪拌樁施工

該工程采用Ф850 mm三軸攪拌樁進行地基加固，加固范圍為28.3 m×4.7 m×36.95 m，加固深度近37 m，而普通的三軸攪拌樁施工由于受到樁機高度的限制，施工深度極限為32 m左右，因此該工程采用了接鉆桿的超深攪拌樁施工工藝。

攪拌樁施工共布置8排128幅樁體，考慮到超深攪拌樁垂直度控制難度較高，在現(xiàn)有設備垂直度能力的情況下，為確保樁體間的搭接質(zhì)量，每幅樁之間搭接由傳統(tǒng)的250 mm調(diào)整到300 mm。同時為防止微承壓水的側向滲透，在加固區(qū)兩側按照套打工藝各設置3幅封頭攪拌樁。樁體深度為36.95 m，其中上部22.05 m為弱加固區(qū)，水泥摻量8%，下部14.9 m為強加固區(qū)，水泥摻量25%。施工過程中，樁體平面采用梅花形布置，縱橫兩個方向均采用跳倉法進行施工，確保加固體土體的密實、均勻。其施工參數(shù)見表2所列。

攪拌樁施工采用DH608-120M樁機配合日產(chǎn)MAC240-3B鉆桿進行施工，控制樁體垂直度不大于1/200。主要施工步驟如下：（1）預鉆孔，預埋加接鉆桿。（2）第一次攪拌鉆進，拆鉆桿。（3）鉆機移至預鉆孔位，連接加接鉆桿，提升。（4）鉆機移至孔位，加接鉆桿。（5）第二次攪拌鉆進，直至加固深度。（6）攪拌提升，按步驟拆鉆桿，進行下一孔施工。詳見圖3所示。

表2 施工參數(shù)表

根據(jù)該工程36.95 m的加固深度，選取了3組鉆桿的組合方式:第一組為動力頭部電機自帶的3 m鉆桿；第二組鉆桿長20.7 m，其中螺旋鉆桿部分長10 m；第三組鉆桿長18 m。鉆桿總長41.7 m，鉆桿組合鉆進詳見表3所列。

表3 加接鉆桿組合表 (單位：m)

經(jīng)過合理的施工籌劃和施工過程中的嚴格控制，134幅攪拌樁歷經(jīng)一個月的施工，順利完成。經(jīng)過取芯檢測，加固體28 d無側限抗壓強度及滲透系數(shù)均達到設計的1.0 MPa及1×10-7cm/s。

3.2 凍結法施工

由于接鉆桿的超深攪拌樁施工工藝在國內(nèi)剛剛起步，雖然已有施工60 m深度的成功先例，但只是用于土體的加固隔離作用，而在該工程中是第一次應用于隧道進出洞土體加固。盾構進出洞加固在改善土體的滲透性方面有著更高的要求，而且盾構又是在含有承壓水的地層中進洞，因此在深層攪拌樁與地下墻的0.5 m間隙中采用凍結加固確保盾構進洞時的止水效果。

凍墻采用垂直凍結法施工，所處土層主要為⑤1粘土層、⑤2粘質(zhì)粉土層，凍結加固范圍為洞圈上下、左右各3 m，縱向加固區(qū)域為1.5 m，布設雙排凍結管，第一排距連續(xù)墻400 mm，第二排距第一排800 mm，凍結孔間距800 mm。凍結管深度為34.95 m。采用循環(huán)鹽水進行凍結，在盾構進洞前確保至少一個月的積極凍結期，保證土體的加固效果。

4 結語

（1）該工程第一次將加接鉆桿的超深攪拌樁施工工藝引入到盾構進出洞加固施工中，在地下空間開發(fā)逐漸向深層發(fā)展，基坑深度及隧道埋深逐漸加大的同時，開拓了深層土體加固的新工藝。但是如何進一步提高超深樁體的垂直精度，將接鉆桿的超深攪拌樁推廣到更廣泛的領域，是在今后的施工過程中需要探索及解決的課題。

（2）該工程打破了傳統(tǒng)的攪拌樁＋旋噴樁的盾構進出洞加固工藝，為攪拌樁、旋噴樁及凍結加固之間的組合使用提供了新的思路。

（3）通過該工程對于超深盾構進洞土體加固的探索，為新工藝、新技術的使用提供了實踐的舞臺。相信只要進一步大膽探索、積極嘗試、嚴謹落實，必然能在深層地下空間開發(fā)利用上結出碩果。