朱志豪 ZHU Zhi-hao

（上海隧道工程有限公司，上海 200000）

0 引言

在建盾構(gòu)地鐵隧道在下穿既有運(yùn)營(yíng)線路施工過程中，由于地層的擾動(dòng)，使得原有運(yùn)營(yíng)線路結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)發(fā)生改變，主要表現(xiàn)為既有運(yùn)營(yíng)線路隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沉降，結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)滲漏水明顯增多，道床脫空等不良地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響地鐵結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全。

1 工程概況

某市地鐵6 號(hào)線工程為在建項(xiàng)目，起點(diǎn)里程為Y（Z）DK33+539.396，終點(diǎn)里程為YDK35+218.102（ZDK35+218.101），左線第1086 環(huán)~1100 環(huán)、右線第1088 環(huán)~1102環(huán)下穿既有運(yùn)營(yíng)線路地鐵1 號(hào)線區(qū)間，下穿長(zhǎng)度21m。6號(hào)線區(qū)間頂部距離1 號(hào)線區(qū)間隧道底最近距離為1.88m，1 號(hào)線區(qū)間左線受影響范圍里程為ZDK23+089.354~ZDK23+131.354，1 號(hào)線區(qū)間右線受影響范圍里程為YDK23+088.447~YDK23+125.738，原設(shè)計(jì)采取克泥效加固、管片增設(shè)注漿孔措施保證盾構(gòu)掘進(jìn)。（圖1）

圖1 下穿區(qū)間橫剖面圖

既有一號(hào)線隧道區(qū)間位于粉質(zhì)黏土、細(xì)砂中；地下水位埋深6.4m，位于拱頂以上15.4m。

1 號(hào)線右線區(qū)間隧道部分區(qū)段由于6 號(hào)線盾構(gòu)施工導(dǎo)致沉降數(shù)值短時(shí)間內(nèi)嚴(yán)重超控制值（沉降數(shù)值已超2cm），且運(yùn)營(yíng)隧道內(nèi)共發(fā)現(xiàn)滲漏水病害7 處，表現(xiàn)為隧道拱頂滲漏、腰部環(huán)縱縫滲漏及螺栓孔滲漏，另發(fā)現(xiàn)6 號(hào)線下穿區(qū)域隧道道床與排水溝之間出現(xiàn)明顯的脫空，脫空間距約3cm。（圖2、圖3）

圖2 區(qū)間隧道滲漏水現(xiàn)狀圖

圖3 區(qū)間隧道道床脫空?qǐng)D

2 區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)變形誘因分析

①盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)過程中刀盤扭矩過大，土倉(cāng)改良效果不好，盾構(gòu)機(jī)降壓推進(jìn)。

②跟蹤注漿未及時(shí)跟進(jìn)，加固不到位。

③隧道區(qū)間位于粉質(zhì)黏土、細(xì)砂層土層，土體密實(shí)度不足導(dǎo)致隧道短時(shí)間內(nèi)發(fā)生較大沉降。

④在施隧道距運(yùn)營(yíng)線路距離近，既有隧道結(jié)構(gòu)處于盾構(gòu)施工擾動(dòng)范圍內(nèi)，加之既有線路隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)位多，因此造成隧道結(jié)構(gòu)變形。

3 施工控制技術(shù)應(yīng)用分析

經(jīng)綜合研判，對(duì)存在道床脫空區(qū)域使用親水性剛性環(huán)氧灌漿材料進(jìn)行道床加固，加固道床與管片離隙，使其充分粘合形成受力整體，提高道床承載力。

在道床脫空加固治理完成后，對(duì)道床沉降嚴(yán)重的區(qū)段采取隧道內(nèi)微擾動(dòng)注漿工藝進(jìn)行注漿加固，旨在遏制隧道進(jìn)一步沉降，并盡可能對(duì)沉降大的區(qū)間隧道進(jìn)行調(diào)整使沉降數(shù)據(jù)曲線更為平滑。

在微擾動(dòng)注漿完成之后，對(duì)隧道變形范圍內(nèi)區(qū)間存在滲漏水的管片進(jìn)行注漿堵漏，并對(duì)存在裂紋及破損的管片進(jìn)行修補(bǔ)加固，加強(qiáng)管片的防水性及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保運(yùn)營(yíng)安全。

4 微擾動(dòng)注漿施工關(guān)鍵技術(shù)及參數(shù)分析

微擾動(dòng)注漿總體施工流程：放樣，取芯鉆孔→成孔清理，灌入植筋膠→安裝孔口管→安裝球閥及防噴裝置→用開孔設(shè)備鉆小孔穿透管片→通過球閥及防噴裝置打設(shè)注漿管→連接注漿管路并拌制漿液→完成單次注漿→拔除注漿管→關(guān)閉球閥，拆除防噴裝置→達(dá)到終孔條件→拆除球閥，封孔。

單孔注漿施工關(guān)鍵技術(shù)如下：

本項(xiàng)目微擾動(dòng)注漿加固的范圍為：右線：13 環(huán)-25 環(huán)，共計(jì)：13 環(huán)，累計(jì)26 孔。注漿時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整實(shí)際注漿孔位，部分孔位可能會(huì)進(jìn)行重復(fù)注漿。根據(jù)管片布筋圖，選定道床的管片鋼筋最大的空隙位置（150.5mm）作為開孔位置，一次開孔直徑為60-62mm，深度227.9mm，管片預(yù)留厚度為100mm（豎直距離112.3mm），安裝的防噴裝置高度為250mm。（圖4、圖5）

圖4 隧道內(nèi)一次開孔平面圖

圖5 隧道內(nèi)一次開孔位置剖面圖

在正式開孔注漿前應(yīng)首先在球閥上安裝防噴裝置，防止開孔或注漿過程中出現(xiàn)管涌現(xiàn)象；

在植筋膠至少24 小時(shí)凝固后才可進(jìn)行二次開孔；

注漿芯管采用絲口連接的無縫鋼管，芯管端頭側(cè)向十字開孔；

施工時(shí)，芯管端頭采用漆包布包裹，防止其脫落堵塞出漿孔；用專用設(shè)備，根據(jù)每次的注漿深度，通過防噴裝置、球閥和預(yù)埋管將注漿芯管逐根打設(shè)入土層；

采用雙泵雙液注漿方法進(jìn)行注漿，利用專用拔管設(shè)備邊注漿邊拔管，緩慢連續(xù)均勻地進(jìn)行，拔管速度與注漿流量、注漿單節(jié)高度、注漿量相匹配；

按要求完成注漿，注漿管停滯5 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；關(guān)閉球閥，拆除防噴裝置，單次注漿完成。

微擾動(dòng)注漿施工參數(shù)：

①注漿孔間距。本項(xiàng)目注漿孔沿隧道方向逐環(huán)布置，每排注漿孔在隧道每一環(huán)布置2 個(gè)注漿孔，注漿孔沿隧道方向間距與隧道管片寬度一致，均為1.5m，因此本項(xiàng)目預(yù)計(jì)注漿總孔數(shù)為26 孔。

②注漿深度。右線：微擾動(dòng)注漿每孔起始注漿深度為區(qū)間隧道對(duì)應(yīng)環(huán)外底標(biāo)高以下0.5m 至3.5m 范圍內(nèi)，視注漿孔位置確定，每孔的注漿總高度為3m。（圖6）

圖6 隧內(nèi)微擾動(dòng)注漿加固示意圖

③注漿順序。本項(xiàng)目微擾動(dòng)注漿施工時(shí)同一排內(nèi)應(yīng)按照做一跳四或五環(huán)施工，且相鄰孔注漿間隔不得小于48h。

④注漿壓力。微擾動(dòng)注漿的注漿壓力應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)情況及管路長(zhǎng)度確定，對(duì)于本場(chǎng)地隧道埋深位置主要為粉、細(xì)砂類土層，注漿壓力應(yīng)稍大一些，但不宜超過1.2MPa，基本控制在0.6～1.2MPa。在注漿實(shí)施過程中根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化情況，實(shí)時(shí)調(diào)整注漿壓力。

⑤注漿拔管。

1）開始注漿后采用拔管器（自制）或振管機(jī)（自制）由下而上均勻拔管，拔管速率宜控制在10cm/min，并可根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作相應(yīng)調(diào)整。

2）每當(dāng)完成1m 高度注漿時(shí)，需暫時(shí)停止注漿并拆除1 根注漿芯管后再恢復(fù)注漿，拆除過程應(yīng)控制在30s 以內(nèi)，以防堵管。

⑥注漿流量。雙液漿應(yīng)按照一定體積比混合后注漿，且水泥漿與水玻璃漿液的體積比應(yīng)介于2:1 到3:1 之間。在注漿實(shí)施過程中應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化情況，實(shí)時(shí)調(diào)整注漿流量。

⑦單孔注漿終止條件。

1）完成單孔右線規(guī)定高度的雙液注漿，該孔注漿完成；

2）單次注漿過程中管片水平位移接近或達(dá)到允許值：水平位移≥2mm 時(shí)預(yù)警，水平位移≥3mm 則停止單孔注漿，該孔注漿完成。

⑧監(jiān)測(cè)。

微擾動(dòng)注漿施工同步監(jiān)測(cè)通過區(qū)間隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀器實(shí)現(xiàn)微擾動(dòng)注漿施工過程中針對(duì)影響范圍內(nèi)的隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)的水平位移、收斂變形及沉降變形數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。

5 施工效果

微擾動(dòng)注漿施工完畢后，右線隧道結(jié)構(gòu)豎向位移趨勢(shì)得到有效控制并有部分抬升，整體累計(jì)耗時(shí)27 時(shí)30 分。根據(jù)專項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，注漿影響范圍內(nèi)各環(huán)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均有明顯的隆起變化，平均隆起10mm 以上，注漿前沉降最大點(diǎn)位累計(jì)沉降數(shù)據(jù)-43mm，注漿完成后，該點(diǎn)位沉降數(shù)值恢復(fù)到-29.3mm，累計(jì)抬升量13.7mm，注漿范圍內(nèi)沉降最大累計(jì)抬升量15.5mm。注漿完成3 日后，通過對(duì)沉降數(shù)據(jù)持續(xù)觀測(cè)，各點(diǎn)位數(shù)據(jù)回彈量較小，數(shù)據(jù)回彈量-0.9mm，最大數(shù)據(jù)回彈量-1.7mm，達(dá)到預(yù)期效果。（圖7）

圖7 地鐵1 號(hào)線注漿前后隧道結(jié)構(gòu)豎向位移監(jiān)測(cè)曲線圖

6 結(jié)論及建議

本文通過對(duì)某市地鐵6 號(hào)線一在建工程在下穿既有運(yùn)營(yíng)線路的施工過程中對(duì)地鐵1 號(hào)線產(chǎn)生的不良地質(zhì)災(zāi)害情況，分析了既有運(yùn)營(yíng)線路異常變形的原因，重點(diǎn)對(duì)微擾動(dòng)注漿施工工藝在既有運(yùn)營(yíng)線路隧道產(chǎn)生結(jié)構(gòu)突變條件下的應(yīng)用進(jìn)行了分析，表明微擾動(dòng)注漿工藝在運(yùn)營(yíng)線路結(jié)構(gòu)應(yīng)急態(tài)勢(shì)下可有效遏制其結(jié)構(gòu)變形，并可短時(shí)間達(dá)到預(yù)期效果，保證地鐵運(yùn)營(yíng)，為運(yùn)營(yíng)地鐵隧道盾構(gòu)結(jié)構(gòu)的變形控制提供參考。