王慧

（山東省人民防空建筑設(shè)計院有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250000）

隨著城市軌道交通的發(fā)展，盾構(gòu)施工應(yīng)用越來越廣泛。盾構(gòu)始發(fā)與接收是盾構(gòu)施工過程中工程風(fēng)險最大的環(huán)節(jié)之一，特別是在盾構(gòu)進(jìn)出洞施工過程中，最容易發(fā)生工程事故，并且多是較為嚴(yán)重的事故。端頭加固是確保盾構(gòu)順利始發(fā)、安全到達(dá)的關(guān)鍵工序，采用合理的端頭土體加固施工工法，其加固效果尤為重要。當(dāng)現(xiàn)場不具備基坑內(nèi)水平加固及傳統(tǒng)地面高壓旋噴樁加固時，采用MJS技術(shù)是較好的加固方法。

1 工程概況

廣州市軌道交通十八和二十二號線石榴崗站至琶洲西區(qū)站盾構(gòu)區(qū)間南起石榴崗站，線路出石榴崗站后向北行進(jìn)。琶洲西區(qū)站小里程提供盾構(gòu)始發(fā)條件，盾構(gòu)端頭始發(fā)位置臨近新港東路，地面交通繁忙且地面管線復(fù)雜。始發(fā)端地層自上而下分別為：人工填土層（主要為雜填土和素填土）、海陸交互相層（淤泥、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)粉細(xì)砂及粉細(xì)砂、淤泥質(zhì)中粗砂）、沖積-洪積砂層（粉細(xì)砂層、中粗砂層、礫砂層）、沖積-洪積土層、巖石強風(fēng)化帶（礫巖、含礫砂巖強風(fēng)化帶、泥質(zhì)粉砂巖強風(fēng)化帶）、巖石中等風(fēng)化帶（礫巖、含礫砂巖中風(fēng)化帶、泥質(zhì)粉砂巖強風(fēng)化帶）、巖石微等風(fēng)化帶（礫巖、含礫砂巖微風(fēng)化帶、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖微風(fēng)化帶）。盾構(gòu)施工過程中易對周圍建筑、道路及管線造成一定影響，需要對地層進(jìn)行加固。

2 端頭加固方案比選

（1）傳統(tǒng)高壓旋噴樁樁徑較小，欲全范圍加固，樁數(shù)較多，同時，管線底部地層無法進(jìn)行加固處理，且難以控制地內(nèi)壓力變化，對淺埋管線有一定影響，故傳統(tǒng)高壓旋噴樁加固方案不適用于石榴崗站至琶洲西區(qū)站盾構(gòu)區(qū)間始發(fā)端頭地層加固施工。

（2）MJS垂直加固技術(shù)工期較短，可與基坑開挖同步進(jìn)行，同時可對管線底部地層進(jìn)行傾斜加固，并具備地內(nèi)壓力監(jiān)控及沉降控制能力，對地下管線不造成影響，故MJS垂直加固方案適用于石榴崗站至琶洲西區(qū)站盾構(gòu)區(qū)間始發(fā)端頭地層加固施工。

3 MJS垂直加固施工工藝

3.1 工藝流程

MJS樁的施做主要使用全液壓可旋轉(zhuǎn)式地基改良設(shè)備，可進(jìn)行最大360°全方位噴射成樁，噴射壓力最大可達(dá)40MPa，通過調(diào)整噴射的角度和壓力，控制成樁的形狀和直徑。MJS樁施工流程見圖1。

3.2 成孔施工措施

3.2.1 樁位測量放點

施工前，采用測量儀放點定出樁心位置，明確樁位位置及樁位標(biāo)高，確保施工精度準(zhǔn)確無誤。

表1 端頭加固方案比選匯總表

3.2.2 引孔作業(yè)

引孔是輔助成孔的一道重要工序，即能加快成孔鉆進(jìn)的施工效率，同時也降低設(shè)備對土體的擾動性。傾斜引孔時，嚴(yán)格對樁體傾斜角度進(jìn)行把控，使用電子數(shù)顯角度尺對其校核，確保樁體始發(fā)角度無誤。

以下為引孔過程的注意事項：（1）引孔作業(yè)需與MJS實樁噴漿錯開施工，避免受成樁噴漿影響，造成孔口翻漿或塌孔；（2）引孔下套管深度不得超過實樁頂部，避免噴漿時高壓將其擊碎，影響成樁質(zhì)量；（3）引孔下套管時，需確保堵封管縫隙間的密實性，防止后續(xù)施工發(fā)生套管松動現(xiàn)象；（4）引孔施工不能完成引孔個數(shù)過多，容易發(fā)生塌孔與受成樁影響發(fā)生孔口翻漿現(xiàn)象；（5）引孔作業(yè)時，遇復(fù)雜地層無法鉆進(jìn)或地下有空洞，采取灌注水泥漿液（有必須時添加水玻璃）改良地基，使其具備引孔施工條件。

3.2.3 機架定位

定位時測量儀放點定出樁心在平面上（地面）對應(yīng)位置，將主機機架上的鉆頭與樁心位置對應(yīng)，調(diào)整主機與樁體的平面位置相匹配。傾斜樁定位時，應(yīng)按設(shè)計傾斜角度調(diào)整好機架角度，采用角度尺復(fù)核機架傾角是否準(zhǔn)確，直至傾斜角度符合設(shè)計要求。

圖2 機架定位現(xiàn)場圖

3.2.4 MJS 多孔管鉆入

調(diào)試設(shè)備的各項性能達(dá)標(biāo)，復(fù)核鉆桿與樁位垂直度，確保鉆進(jìn)的始發(fā)角度準(zhǔn)確無誤。

在施工過程中，為了減少頂進(jìn)的阻力，在鉆頭前端噴射削孔水輔助鉆桿鉆入施工，在施工過程中，如遇土層地內(nèi)壓力過大的情況下，應(yīng)適當(dāng)打開倒吸閥門，對地內(nèi)壓力進(jìn)行泄壓處理，確保施工范圍內(nèi)地面沉降穩(wěn)定，不造成地面隆起。成孔施工時，每頂進(jìn)3m（或1.5m）后均停止削孔水噴入和關(guān)閉排泥閥門，然后進(jìn)行水龍頭拆卸及再接駁一根3m（或1.5m）多孔管的施工，直至頂進(jìn)到設(shè)計深度。

3.2.5 成孔精度

在MJS樁施工中的成孔精度通過采用獨特的合金鉆頭和主機的水準(zhǔn)儀實現(xiàn)。合金鉆頭前端呈圓形中間有十字突出的部分均鑲有合金粒，鉆頭中心有一出水口，在鉆進(jìn)過程中后臺設(shè)備區(qū)削孔高壓泵以不同壓力將輔助漿液向鉆頭前方噴嘴噴出輔助成孔。在垂直樁施工中通過觀察主機的水準(zhǔn)儀來控制偏斜，方便操作人員有針對性的進(jìn)行糾偏，確保成孔精度。

在傾斜施工過程中，不定時采用電子數(shù)顯角度尺對設(shè)備及鉆桿進(jìn)行校核，通過觀察傾斜角度結(jié)合操作方式，及時有效進(jìn)行姿態(tài)糾偏控制。

3.3 成樁施工措施

成孔施工完成后，通過安裝在鉆頭側(cè)面的特殊噴嘴，用高壓泵等高壓發(fā)生裝置，以不大于40MPa（為保證地內(nèi)壓控制合理范圍內(nèi)，施工過程中根據(jù)地層調(diào)整壓力）的壓力將硬化材料從噴嘴噴射出去，并一邊將多孔管抽回。由于高壓噴射流具有強大的切削能力，因此，噴射的漿液一邊切削四邊土體，土體在噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例及質(zhì)量大小有規(guī)律地重新排列，漿液凝固后，便在土中形成設(shè)計形狀的加固體。

圖3 成樁施工示意圖

3.4 封孔施工措施

MJS成樁施工完成后，將鉆桿前端裝置的鉆頭部分抽出，對鉆桿前端裝置進(jìn)行檢修。

卸下削孔水龍頭法蘭盤的注漿高壓管放入孔內(nèi)，連接注漿泵，向孔內(nèi)注漿，充分填充孔洞空間。

3.5 樁體檢測

MJS垂直旋噴樁完成后應(yīng)采用取芯等手段檢測加固效果，全方位高壓噴射注漿成樁質(zhì)量驗收應(yīng)在施工結(jié)束28d后進(jìn)行。應(yīng)對旋噴樁的加固體進(jìn)行檢鉆芯取樣驗，檢測數(shù)量不得小于3%且不得少于4根。

3.6 效果驗證

目前，石榴崗站至琶洲西區(qū)站盾構(gòu)區(qū)間左、右線盾構(gòu)機均已始發(fā)，且均通過了端頭加固范圍，監(jiān)測數(shù)據(jù)無異常。

4 結(jié)語

MJS垂直加固技術(shù)作為盾構(gòu)端頭加固的一種新方式，成功地應(yīng)用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)端頭加固，確保盾構(gòu)順利始發(fā)。MJS加固技術(shù)通過超高壓（40MPa）及地內(nèi)倒吸技術(shù)，使地面沉降得到了有效的控制，對淺埋管線及周邊建筑物的保護(hù)效果顯著，且樁體各項性能指標(biāo)優(yōu)良，地層加固效果明顯。同時MJS樁徑可達(dá)到2.2m，遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)高壓旋噴樁樁徑，可大大縮減施工樁數(shù)，縮減施工工期。MJS加固技術(shù)可應(yīng)用于盾構(gòu)端頭加固、建筑物地基隔離、承載性地基地質(zhì)改良、下穿隧道地質(zhì)隔離加固等加固工程，具有較好的推廣價值。