何山
(寧波市軌道交通集團有限公司,浙江 寧波 315012)
盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道融沉注漿施工對管片沉降的影響
何山
(寧波市軌道交通集團有限公司,浙江 寧波 315012)
盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道融沉注漿施工對盾構(gòu)管片隆沉有明顯影響,就融沉注漿施工導(dǎo)致的三種注漿效果導(dǎo)致的管片隆沉監(jiān)測進(jìn)行闡述和數(shù)據(jù)分析,可為聯(lián)絡(luò)通道融沉注漿信息化施工提供參考。
聯(lián)絡(luò)通道;融沉注漿;管片沉降;盾構(gòu)隧道
在已經(jīng)建成的區(qū)間盾構(gòu)隧道中,軟土地區(qū)聯(lián)絡(luò)通道采用凍結(jié)法加固土體具有強度提高快、加固所需時間短、整體穩(wěn)定性能高、隔水性能好等優(yōu)點,但是采用凍結(jié)法施工盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道后期存在融沉問題,會引起聯(lián)絡(luò)通道周圍區(qū)域隧道沉降,本文從聯(lián)絡(luò)通道融沉注漿不同的施工注漿量方向?qū)ζ溆绊懙乃淼莱两颠M(jìn)行分析。
以寧波軌道交通1號線二期工程TJ1211標(biāo)為例,該工程處于軟土地區(qū),區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道土層巖性由上向下依次為②2淤泥質(zhì)黏土、②3淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、③2粉質(zhì)黏土夾粉砂。
主要地層描述:②2層灰色淤泥質(zhì)粘土:局部為淤泥,呈流塑狀態(tài),高壓縮性,高靈敏度,工程性能很差;②3層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土:呈流塑狀態(tài),高壓縮性,高靈敏度,工程性能很差;③2層灰色粉質(zhì)粘土夾粉砂:流塑狀,層中粉砂及粉土含量變化較大,為不透水,有利于凍結(jié)法施工。工程地質(zhì)剖面見圖1。
圖1 工程地質(zhì)剖面示意圖
本工程水文地質(zhì)情況:根據(jù)地質(zhì)勘察報告相關(guān)資料,本區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道處地下水由淺部土層中的孔隙潛水、中部粉(砂)土層中的孔隙微承壓水組成,不含深部粉(砂)性土層孔隙承壓水,其補給來源主要為大氣降水與地表涇流,排泄方式以蒸發(fā)形式為主。
融土體進(jìn)行擠壓,類似于壓密注漿。漿液注入到融土的孔隙中,從而取代、排出其中的空氣和水,將土顆粒膠結(jié)起來,增強了融土的強度和抗?jié)B能力。
1.1注漿施工方案
1.1.1聯(lián)絡(luò)通道注漿
(1)信息化監(jiān)測
注漿施工過程中采用信息化監(jiān)測手段,根據(jù)監(jiān)測反饋及時跟蹤注漿??刂频孛婧退淼赖某两底冃问亲{的目的,因此解凍過程中,要加強地面和隧道變形監(jiān)測,地表及隧道監(jiān)測頻率為1次/d。以上綜合監(jiān)測數(shù)據(jù)是注漿參數(shù)調(diào)整的依據(jù)。監(jiān)測的主要內(nèi)容有:監(jiān)測地表沉降、監(jiān)測管片隆沉和變形、監(jiān)測聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)沉降。
(2)施工流程
針對融沉注漿施工流程進(jìn)行規(guī)范,嚴(yán)把過程控制,保證注漿施工的質(zhì)量和安全,并制定注漿工藝流程見圖2。
(3)注漿管布置
根據(jù)結(jié)構(gòu)施工時預(yù)留的注漿管孔對聯(lián)絡(luò)通道及泵房進(jìn)行融沉注漿,注漿孔的選取應(yīng)當(dāng)使注漿漿液可以包裹住整個聯(lián)絡(luò)通道,保證漿液的整體性。聯(lián)絡(luò)通道及泵站注漿孔設(shè)置示意見圖3。
圖2 注漿施工工藝流程圖
圖3 注漿管布置圖
(4)注漿工藝
a.注漿材料及參數(shù)
漿液為單液漿,重量配比為∶水泥∶水=1∶1。注漿壓力不超過2倍的靜水壓力,約為0.3 M Pa左右,具體根據(jù)隧道沉降和地面變形監(jiān)測情況做適當(dāng)調(diào)整。
b.淺層注漿
注漿以少量多次為原則。單孔一次注漿量控制在0.3~0.5 m3左右。注漿前,將待注漿的注漿管和其相鄰的注漿管閥門全部打開,注漿過程中,當(dāng)相鄰孔連續(xù)出漿時關(guān)閉鄰孔閥門,定量壓入水泥漿液后即可停止本孔注漿,關(guān)閉閥門,然后接著對鄰孔注漿。遇到注漿管內(nèi)竄漿固結(jié)而引起堵管時,需用加長沖擊鉆頭通管。
c.深層注漿
利用結(jié)構(gòu)施工時預(yù)埋的注漿孔,在孔內(nèi)插入直徑為32 m m的芯管作為注漿管,芯管分4節(jié),每節(jié)1 m長,絲扣連接。注漿芯管前端部200 m m為均勻花管。一次將注漿芯管下到設(shè)定的注漿深度。
先注深層,后注淺層,由下而上。具體做法是:注漿芯管下到設(shè)定的注漿深度后,開泵注5 m i n,注漿量為40 L,注漿管向上提200 m m,再注漿40 L,注漿管向上提200 m m。注漿管每提1 m高,注漿量為200 L。單孔注漿結(jié)束后,用水泥漿液封孔,以便復(fù)用。
d.注漿頻率
根據(jù)地面變形情況,調(diào)整勞動組織,適時進(jìn)行反復(fù)注漿,現(xiàn)階段注漿頻率為1次/d,沉降變化增大時可適當(dāng)調(diào)整注漿頻率,直至地面變形基本穩(wěn)定。
1.1.2隧道管片注漿
根據(jù)監(jiān)測情況有選擇性的對隧道管片進(jìn)行注漿,目標(biāo)在于控制旁通道融沉對隧道結(jié)構(gòu)的影響,保證隧道的質(zhì)量和安全。
(1)注漿位置選擇
隧道管片注漿位置受鋪軌的影響,無法使用管片正下方的吊裝孔進(jìn)行注漿,注漿施工中選擇管片左下及右下的吊裝孔進(jìn)行注漿作業(yè),注漿范圍為旁通道左右各15環(huán)。注漿過程中采取隔環(huán)注漿法,減少相鄰管片之間的干擾。左線注漿環(huán)為:405~417環(huán)、424~435環(huán)。右線注漿環(huán)為:255~270環(huán)、275~290環(huán)。隧道內(nèi)注漿管布置見圖4。
圖4 隧道內(nèi)注漿管布置圖
(2)注漿工藝
a.注漿材料及參數(shù)
漿液為單液漿,重量配比為∶水泥∶水=1∶1。注漿壓力不超過2倍的靜水壓力。具體要根據(jù)隧道變形和地面變形監(jiān)測情況做適當(dāng)調(diào)整。
b.注漿的原則及方法
注漿以少量多次為原則。單孔一次注漿量控制在約0.3~0.5 m3左右。注漿前用沖擊鉆擊穿前次注漿的水泥凝固層,保證水泥漿液注入到土層中,注漿中關(guān)注注漿壓力表的壓力數(shù)字,控制注漿壓力不超過2倍靜水壓力。
c.注漿頻率
根據(jù)前期注漿效果分析,隧道管片注漿頻率可初步定為3 d/次,若沉降加大,則增大注漿頻率或增加注漿量。
1.1.3注漿目標(biāo)控制
融沉注漿過程中嚴(yán)格按照施工方案及規(guī)范要求正常注漿,注漿量滿足要求,此過程聯(lián)絡(luò)通道周圍區(qū)域隧道管片稍有沉降,變化量在設(shè)計允許范圍內(nèi)。
如某隧道聯(lián)絡(luò)通道正常注漿,聯(lián)絡(luò)通道周圍區(qū)域隧道管片沉降最終曲線見圖5。
圖5 正常注漿隧道管片隆沉曲線圖
1.2注漿不足引發(fā)沉降問題
由于本標(biāo)段聯(lián)絡(luò)通道融沉注漿施工時正處于春節(jié)假日期間,項目管理人員管理不到位,現(xiàn)場融沉注漿過程中未嚴(yán)格按照施工方案及規(guī)范要求正常注漿,注漿量嚴(yán)重不足,此過程聯(lián)絡(luò)通道周圍區(qū)域隧道管片出現(xiàn)較大沉降,影響后期鋪軌。
最終該聯(lián)絡(luò)通道周圍區(qū)域隧道管片沉降最終曲線見圖6。
圖6 注漿不足導(dǎo)致隧道管片隆沉曲線圖
1.3補充注漿解決問題
由于前期施工同步注漿效果較差,導(dǎo)致線路超限,不利于后期鋪軌施工;針對此區(qū)域采取了超量注漿,注漿區(qū)域隧道管片隆起最終曲線見圖7。
圖7 超量注漿隧道管片隆沉曲線圖
超量注漿:導(dǎo)致管片抬升,針對隧道線形可以起到調(diào)線調(diào)坡達(dá)不到的作用。
聯(lián)絡(luò)通道融沉注漿對隧道管片影響是直接性的,施工過程中需要嚴(yán)格按照施工方案及規(guī)范要求注漿,避免聯(lián)絡(luò)通道處隧道管片沉降過大影響后期鋪軌施工;同時注漿施工也可以作為調(diào)整線路線形的手段之一,對于調(diào)坡也有輔助作用。
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2016-05-09
何山(1972-),男,浙江寧波人,高級工程師,從事城市軌道交通工程技術(shù)管理及研究工作。