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摘 要

針對(duì)杭州地區(qū)復(fù)雜地層中盾構(gòu)接收期間可能不同程度出現(xiàn)涌水涌沙等安全事故的情況下，研究了TRD與MJS組合式端頭加固技術(shù)，解決了端頭井柔性接頭易出現(xiàn)夾泥夾沙引發(fā)滲漏水，端頭存在管線等問題，有效的保證了盾構(gòu)接收處端頭加固質(zhì)量，達(dá)到了止水和防微擾動(dòng)目的。同時(shí)，該技術(shù)的研究為類似盾構(gòu)端頭加固也提供了借鑒和參考，綜合效益顯著。

關(guān)鍵詞：超深富水砂層；盾構(gòu)端頭井加固；TRD工法；MJS工法

1、工程概況

水澄橋站為地下三層車站，總凈長(zhǎng)157m，標(biāo)準(zhǔn)段總凈寬19.9m，盾構(gòu)井段結(jié)構(gòu)外皮寬27.8m~30.35m，底板埋深23.70m~25.5m?；臃秶嬖谳^厚的富水砂質(zhì)土層，且緊鄰錢塘江（直線距離500m）地下水位高，周邊建筑物及管線情況復(fù)雜。東、西端頭在盾構(gòu)隧道范圍內(nèi)的地連墻采用鎖口管柔性接頭，在地連墻施工完成后對(duì)鎖口管接縫位置采用Φ800@600雙重管高壓旋噴樁止水，而對(duì)旋噴樁取芯試驗(yàn)結(jié)果顯示成樁效果很差，均存在夾沙、斷樁等缺陷。因此，考慮到水澄橋站為超深基坑且地質(zhì)復(fù)雜、水量豐富，尤其是在兩端頭井處柔性接頭地下連續(xù)墻接縫處難以得到保障，為避免后期基坑開挖階段可能存在的地連墻接縫處滲漏水風(fēng)險(xiǎn)且考慮后期盾構(gòu)出洞涌水涌沙風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)周邊管線、建筑物均距離基坑較近減小加固對(duì)周邊建筑物、管線影響，因此對(duì)東、西端頭井采用外包TRD水泥土攪拌墻封閉，攪拌墻與地連墻接縫位置采用MJS樁止水。

2、技術(shù)原理

在端頭井范圍內(nèi)施工止水帷幕進(jìn)行隔離，隔斷地下水，防止車站開挖過程中端頭柔性地連墻接頭發(fā)生涌水涌沙事故；在盾構(gòu)接收階段，盾構(gòu)進(jìn)入到止水帷幕后，注漿封閉盾構(gòu)通過墻體形成建筑空隙，通過該止水帷幕隔斷外界水源利于洞門破除工作，達(dá)到盾構(gòu)順利進(jìn)洞接收條件；同時(shí)在該工法實(shí)施過程中有著微擾動(dòng)特性，能有效控制對(duì)周邊環(huán)境影響。

3、端頭加固組合技術(shù)

3.1 微擾動(dòng)注漿MJS技術(shù)

（1）MJS工法設(shè)備就位

MJS工法設(shè)備就位,連接鉆頭和地內(nèi)壓力監(jiān)測(cè)顯示器，確認(rèn)在鉆頭無荷載的情況下清零。對(duì)接鉆桿和鉆頭，對(duì)接時(shí)，認(rèn)真檢查密封圈情況，看是否缺失或損壞，地內(nèi)壓力是否顯示正常。

（2)鉆桿安裝

MJS鉆桿采用多孔管，設(shè)備設(shè)有精密檢測(cè)控制儀器，安裝時(shí)確保通訊、測(cè)量電纜接頭、液壓控制、漿道、氣道、回漿孔密封完好并調(diào)試確認(rèn)完好后下鉆。

（3)鉆頭鉆進(jìn)

動(dòng)力頭360°旋轉(zhuǎn)，將鉆頭自外套管中下放至設(shè)計(jì)深度，若套管內(nèi)有部分沉渣造成鉆頭無法下放至標(biāo)定值，由MJS鉆機(jī)啟動(dòng)在鉆頭端部切割水，切洗PVC套管內(nèi)的沉渣，至鉆頭下放至標(biāo)定值。

（4)MJS施工

鉆頭到達(dá)預(yù)定深度后，先開回流氣和回流高壓水泵，在確認(rèn)排漿正常后，打開鉆頭排泥閥門，開啟高壓水泥漿泵和空壓機(jī)。在達(dá)到指定地內(nèi)壓力并確認(rèn)地內(nèi)壓力正常后，開始噴射水泥漿，在壓縮空氣與鉆頭旋轉(zhuǎn)掃射水泥漿攪拌中步進(jìn)成樁直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

（5)施工過程監(jiān)控

施工時(shí)密切監(jiān)測(cè)顯示控制器步進(jìn)，確保水泥摻量、地內(nèi)壓力等各技術(shù)參數(shù)，當(dāng)?shù)貎?nèi)壓力或其他參數(shù)不正常時(shí)，必須及時(shí)調(diào)整。

（6)拆卸鉆桿

當(dāng)提升一根鉆桿后，對(duì)鉆桿進(jìn)行拆卸，注意在拆卸鉆桿的過程中，認(rèn)真檢查密封圈和數(shù)據(jù)線的情況，看是否損壞，地內(nèi)壓力顯示是否正常，若問題及時(shí)排除，拆卸鉆桿后，需及時(shí)對(duì)鉆桿進(jìn)行沖洗及保養(yǎng)。

（7)再次放置MJS工法鉆桿并施工

重復(fù)3-6步驟，施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.2 TRD止水帷幕施工技術(shù)

（1）根據(jù)坐標(biāo)基點(diǎn)，按設(shè)計(jì)圖放出樁位，并設(shè)臨時(shí)控制樁。

（2）開挖溝槽，施做導(dǎo)向鋼板。

導(dǎo)槽起定位和導(dǎo)向作用，TRD工法樁垂直度偏差的控制尤為關(guān)鍵，施工中垂直度偏差控制在5‰以內(nèi)，為確保設(shè)備能準(zhǔn)確定位，施工時(shí)，先開挖導(dǎo)向槽，再進(jìn)行TRD樁施工。導(dǎo)向槽根據(jù)內(nèi)邊控制線，采用挖掘機(jī)開挖，并清除地下障礙物，開挖溝槽余土及時(shí)處理。

（3）鉆機(jī)就位與鉆進(jìn)。

豎直方向切割土體刀具的安裝比較費(fèi)時(shí)，除淺墻（小于3.5m）以外都必須一節(jié)一節(jié)地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝。TRD主機(jī)在作業(yè)點(diǎn)定位以后，在旁邊預(yù)先挖掘一個(gè)刀箱存放井。作業(yè)時(shí)，首先利用豎向?qū)U將驅(qū)動(dòng)輪升起，安裝最底部的帶有尖端導(dǎo)輪的刀箱，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)并開始向下掘進(jìn)，加入5%的膨潤(rùn)土漿液，此時(shí)，另一節(jié)準(zhǔn)備組裝的刀箱被吊入存放井中，當(dāng)?shù)谝还?jié)刀箱完全下降到與地面(工作面)平齊時(shí)，停機(jī)脫開驅(qū)動(dòng)輪與刀箱的連接，升起驅(qū)動(dòng)輪，安裝并取走第二節(jié)刀箱，再回到作業(yè)點(diǎn)開機(jī)向下掘進(jìn)，如此反復(fù)直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度為止。

（4）水平切割成墻

開始水平切割時(shí)，刀具的底部同時(shí)灌入水泥漿液等，不斷與運(yùn)動(dòng)著的土體相互攪拌、混合，在經(jīng)過的地段形成“水泥土”地下連續(xù)墻。TRD施工分“一步法、二步法、三步法”三種施工形式，為保證成墻加固及止水效果，本工程施工采用三步法：即施工順序自一端向另一端往復(fù)前進(jìn)，往復(fù)三次成墻。第一次成墻采用膨潤(rùn)土攪拌渣土、第二次成墻采用3:2水灰比水泥漿攪拌（水泥摻量占總摻量的30%）、第三次成墻采用3:2水灰比水泥漿攪拌（水泥摻量占總摻量的30%），達(dá)到充分?jǐn)嚢琛⑺酀{混合均勻的目的。

（5）切割箱拆除

待墻體施工完成后，開始上提切割箱，并重復(fù)循環(huán)注漿，當(dāng)提起一節(jié)切割箱高度時(shí)，可將其拆除然后轉(zhuǎn)移至臨時(shí)預(yù)埋箱體中，并轉(zhuǎn)放堆放位置，TRD主機(jī)繼續(xù)上提切割箱并重復(fù)循環(huán)注漿，重復(fù)上述步驟直至箱體全部拆除完畢。

4、應(yīng)用效果

該技術(shù)成功應(yīng)用于此工程，基坑開挖完成無滲漏，周邊沉降控制良好，妥善解決了超深富水砂層端頭加固困難易造成滲漏水的問題，避免了基坑開挖滲漏水風(fēng)險(xiǎn)和確保了盾構(gòu)安全接收，同時(shí)也減小了對(duì)周邊地層以及建筑物的擾動(dòng)，有利于控制周邊沉降，避免了對(duì)周邊環(huán)境（自來水管、燃?xì)夤?、壓力污水管等）的影響，環(huán)保效益和社會(huì)效益明顯,另外該技術(shù)已推廣應(yīng)用到類似施工中，綜合效益顯著。

5、結(jié)束語

通過在端頭井處采用端頭外包TRD與MJS相結(jié)合的施工工藝對(duì)端頭進(jìn)行加固，有效規(guī)避了常規(guī)加固手段受地質(zhì)條件、加固深度質(zhì)量難以保證及對(duì)周邊管線、建筑物的影響的風(fēng)險(xiǎn)，形成穩(wěn)定的止水帷幕，保證了基坑開挖順利進(jìn)行及盾構(gòu)安全進(jìn)洞，從工期、成本、安全等各方面產(chǎn)生了良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：

⑴采用該技術(shù)綜合基坑開挖柔性接頭易滲漏水風(fēng)險(xiǎn)和盾構(gòu)接收端頭加固考慮，降低了施工成本。

⑵采用該技術(shù)微擾動(dòng)特點(diǎn)，對(duì)周邊管線、建筑物達(dá)到了良好的保護(hù)效果，避免了管線遷改節(jié)約了施工工期。

⑶該技術(shù)相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)，具有良好加固效果的同時(shí)對(duì)盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性也做了充分考慮，軟土盾構(gòu)機(jī)能順利通過該加固體。