封明明
摘 要:盾構(gòu)法是目前城市軌道交通建設(shè)中的重要方法之一。在施工過程中會(huì)遇到下穿既有建筑物等情況,這時(shí)確保盾構(gòu)順利下穿建構(gòu)筑物就很重要,文章主要以北京地鐵八號(hào)線二期09標(biāo)段的施工控制措施為例進(jìn)行分析,介紹盾構(gòu)近距離下穿既有建筑物施工中順利下穿既有站的超前探測(cè)及對(duì)既有站預(yù)加固技術(shù)。
關(guān)鍵詞:盾構(gòu);既有地鐵車站;超前探測(cè);預(yù)加固
1 工程概況
北京地鐵八號(hào)線二期安德里北街站~鼓樓大街站區(qū)間,緊貼既有二號(hào)線鼓樓大街站底板下穿,為保證盾構(gòu)順利通過既有站,防止穿越過程中遇到既有站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu),需提前探明既有站基坑支護(hù)型式和范圍;在1號(hào)換乘廳和新增西北出入口分別設(shè)置施工豎井,通過暗挖小導(dǎo)洞實(shí)施對(duì)既有站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的探查。通過從1、2號(hào)導(dǎo)洞施做鉆孔,安裝袖閥管,采用水泥-水玻璃雙液漿對(duì)盾構(gòu)區(qū)間與既有站底板間土體進(jìn)行注漿加固,防止盾構(gòu)下穿越既有站時(shí)對(duì)既有站底板下土體擾動(dòng)過大,減少既有站的總體沉降。
1、2號(hào)豎井、既有二號(hào)線車站及八號(hào)線盾構(gòu)區(qū)間位置圖
1號(hào)豎井位于新增西北出入口基坑?xùn)|側(cè),豎井凈空平面尺寸為5m×3m,深18m,探洞總長(zhǎng)66.6m。
2號(hào)豎井位于1號(hào)換乘廳基坑?xùn)|側(cè),距主體結(jié)構(gòu)東側(cè)邊線24m,豎井凈空尺寸為5m×3.3m,深18m,探洞總長(zhǎng)84.7m。1、2號(hào)豎井、既有二號(hào)線車站及八號(hào)線盾構(gòu)區(qū)間位置如圖所示:
2 工程難點(diǎn)和特點(diǎn)
北京地鐵8號(hào)線下穿二號(hào)線鼓樓大街站垂直距離僅為2.058m,盾構(gòu)下穿過程中很有可能遇到既有站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu),同時(shí)盾構(gòu)下穿過程中對(duì)既有站底板下方土體可能造成較大擾動(dòng),增加既有站的總體沉降。
2.1 1、2號(hào)導(dǎo)洞探測(cè)
為保證北京地鐵8號(hào)線盾構(gòu)能夠順利通過2號(hào)線既有站,防止穿越過程中遇到障礙物,需通過1、2號(hào)導(dǎo)洞對(duì)既有站進(jìn)行探測(cè)。
在導(dǎo)洞開挖過程中發(fā)現(xiàn)的肥槽填土情況,可以判明2號(hào)線鼓樓大街站采用明挖放坡開挖。針對(duì)本工程的特點(diǎn)及施工中的實(shí)際情況,為確保工程質(zhì)量和安全,針對(duì)探測(cè)既有站進(jìn)行專家論證,采納專家及設(shè)計(jì)意見確定方案,在導(dǎo)洞內(nèi)用洛陽(yáng)鏟對(duì)2號(hào)線既有站進(jìn)行探測(cè)。若探測(cè)過程中遇到障礙物,則需進(jìn)行復(fù)測(cè),確保探明障礙物,諾發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)范圍內(nèi)存在金屬殘留物,應(yīng)施做小導(dǎo)洞將殘留物掘出,避免影響盾構(gòu)掘進(jìn),拔出后地層孔洞用素砼填充密實(shí)。
2.2 對(duì)既有車站下方地層進(jìn)行預(yù)加固技術(shù)
由于八號(hào)線二期安德里北街站~鼓樓大街站區(qū)間,緊貼二號(hào)線鼓樓大街站,為減少盾構(gòu)推進(jìn)中既有站的沉降,在1、2號(hào)導(dǎo)洞內(nèi)打設(shè)袖閥管,對(duì)盾構(gòu)區(qū)間與既有站之間土體進(jìn)行加固。
2.2.1 分析沉降產(chǎn)生的原因
盾構(gòu)法施工所需要考慮的問題是如何控制土體(地面)沉降或變形,避免引起地面建筑物下沉、傾斜、開裂。結(jié)合工程的實(shí)際情況對(duì)施工中存在的問題進(jìn)行分析,找出工程控制的重點(diǎn)。本工程的施工難點(diǎn)在于盾構(gòu)近距離下穿既有站,對(duì)既有站沉降的控制,盾構(gòu)推進(jìn)過程中,地層的變形主要有以下幾方面引起:(1)掘進(jìn)引起的地層損失。盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí),由于開挖面土體受到的水平應(yīng)力小于原始應(yīng)力,開挖面土體向盾構(gòu)內(nèi)移動(dòng),引起地層損失從而導(dǎo)致盾構(gòu)上方地面沉降。(2)地層原始應(yīng)力的變化。開挖隧道導(dǎo)致土體介質(zhì)初始應(yīng)力的改變,并產(chǎn)生應(yīng)力重新分布和相應(yīng)的地層移動(dòng)。(3)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)的擠壓作用以及盾尾的壓漿等使周圍形成超空隙水壓力區(qū),超空隙水壓力將在一段時(shí)間內(nèi)消散復(fù)原,地層發(fā)生排水固結(jié)變形,引起地層位移。(4)管片的滲漏水將會(huì)引起周圍土體空隙水壓力下將,導(dǎo)致土體固結(jié)產(chǎn)生地層位移;注漿材料的凝固收縮也使隧道與周圍土體產(chǎn)生間隙,引起相應(yīng)的地層損失。
為減少地鐵2號(hào)線既有站沉降,從1、2號(hào)導(dǎo)洞對(duì)既有站下方土體進(jìn)行加固。該加固區(qū)域?yàn)槎軜?gòu)區(qū)間左右線外側(cè)2.5m范圍,分別從1、2號(hào)導(dǎo)洞向既有站方向鉆孔-打設(shè)袖閥管-注漿。
孔位布置如下圖所示,打設(shè)角度為1-2°,施工過程中盡量沿水平方向打設(shè),切勿下扎角度過大而將袖閥管打入盾構(gòu)區(qū)間。
2.2.2 袖閥管注漿加固
(1)袖閥管注漿參數(shù)
第一,孔位布置:水平間距1m,豎向間距40cm,梅花形三排布置,孔徑89mm,孔深16m。
第二,套殼料:采用水泥:粘土:水=1:1.5:1.88,粘土中不含沙礫等雜物。
第三,漿液配合比:超細(xì)水泥漿~水玻璃漿雙液漿(w:c=0.8:1,c:s=1:1),緩凝劑摻量1%-3%。
第四,注漿壓力:參考設(shè)計(jì)圖紙暫定為0.8-1.0Mpa。
第五,終壓標(biāo)準(zhǔn):在注漿壓力升至1.2Mpa后終注,或在1.0Mpa壓力條件下,每延米注漿加固吸漿量<2L/min穩(wěn)壓15分鐘后終注。
(2)袖閥管注漿工藝流程
第一,按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布孔,組織相關(guān)人員對(duì)孔位進(jìn)行復(fù)核,確認(rèn)無誤后進(jìn)行鉆孔施工。
第二,成孔:采用常規(guī)地質(zhì)合金鉆頭成孔,成孔直徑110mm,孔位偏差小于50mm。
第三,清孔:在鉆孔過程中從鉆桿壓入清水邊鉆邊清孔。
第四,下套殼料:配好套殼料,并從孔內(nèi)往外灌注套殼料至孔口。
第五,下袖閥管:在下完套殼料的孔中下入已制作好的袖閥管。
第六,管線連接:在套殼料達(dá)到一定齡期后(約10小時(shí)),在袖閥管內(nèi)下注漿器,將注漿壓力管與注漿器進(jìn)行連接。
第七,制漿:根據(jù)試驗(yàn)給出的配比配置漿液。
第八,開環(huán)注漿:將注漿器下至需要注漿的孔段,啟動(dòng)注漿泵,壓送清水,壓力逐步提高,直到?jīng)_開橡膠袖閥及套殼料,壓力回落后,泵送雙液漿,注漿到所需的壓力并穩(wěn)定為止。
第九,連續(xù)開環(huán)注漿:前后移動(dòng)注漿管,在需要注漿的部位依照上步做法依次開環(huán)注漿。
第十,做好注漿過程中的各項(xiàng)記錄:開環(huán)位置、注漿時(shí)間、注漿壓力、漿液用量、鉆孔及注漿過程中出現(xiàn)的特殊情況等,注漿完成后,清洗管路,拆除注漿管,進(jìn)行下一孔的注漿。endprint
(3)施工質(zhì)量控制措施
第一,材料要求:水泥等材料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)附有出廠檢驗(yàn)單。
第二,漿液應(yīng)按試驗(yàn)確定的配合比配置,經(jīng)計(jì)量后用攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆?,并在注漿過程中不停緩慢攪拌。
第三,注漿速度20-30L/min。
(4)施工注意事項(xiàng)
第一,施工時(shí),應(yīng)采用間隔跳孔、逐步約束、先下后上的后退式注漿方法。
第二,由于此工程在既有二號(hào)線車站下方,在鉆孔過程中,為了避免由于既有站底板圖紙標(biāo)高與實(shí)際不符而造成鉆孔破壞車站底板,當(dāng)鉆頭碰到硬物后,立即停止施工,探明情況后方可繼續(xù)施工。
第三,當(dāng)注漿量超過該孔加固體積20%還未達(dá)到上述終止標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)及時(shí)分析原因,采取相應(yīng)解決措施,并及時(shí)報(bào)監(jiān)理單位認(rèn)可。
第四,注漿效果的檢查:
一是注漿結(jié)束前,需確認(rèn)已達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn),方可結(jié)束注漿。否則必須進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。
二是分析法:對(duì)注漿記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,檢查每孔壓力流量是否達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn),從而反算漿液擴(kuò)散范圍。
第五,施工期間,每日需對(duì)注漿區(qū)域上方(即二環(huán)輔路上)進(jìn)行監(jiān)測(cè),正常施工時(shí)每日測(cè)量?jī)纱危舯O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有明顯變化,立即停止注漿查清原因,并通知施工人員調(diào)整注漿壓力且加大監(jiān)控量測(cè)的頻率。
3 結(jié)語(yǔ)
第一,在盾構(gòu)近距離下穿既有站掘進(jìn)前,對(duì)有既有站開挖時(shí)基坑支護(hù)形式進(jìn)行探測(cè)以便有效采取應(yīng)對(duì)措施,保證盾構(gòu)順利下穿既有站。
第二,盾構(gòu)近距離下穿既有站過程中,由于盾構(gòu)對(duì)土體擾動(dòng)較大,因此對(duì)既有站下方土體進(jìn)行注漿加固,減小對(duì)既有結(jié)構(gòu)的影響。
第三,本工程通過開挖探測(cè)導(dǎo)洞對(duì)既有地鐵車站基坑開挖支護(hù)情況進(jìn)行探測(cè)并對(duì)既有地鐵站下方土體進(jìn)行注漿預(yù)加固,確保了盾構(gòu)順利下穿既有地鐵站以及既有地鐵站的下沉降至最小,為類似的近距離下穿既有地鐵站提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。
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