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小編語(yǔ)：法國(guó)的大巴黎快線(xiàn)工程作為2024巴黎奧運(yùn)會(huì)的配套工程，為奧運(yùn)會(huì)的成功舉辦做出了重要貢獻(xiàn)。其中，大巴黎快線(xiàn)工程的14號(hào)線(xiàn)延長(zhǎng)段和相關(guān)車(chē)站更是成功趕在奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕前的一個(gè)月完工，為奧運(yùn)期間的交通運(yùn)輸提供了關(guān)鍵支持。為確保這項(xiàng)關(guān)鍵工程的順利進(jìn)行，法國(guó)的施工團(tuán)隊(duì)專(zhuān)門(mén)建立了一些試驗(yàn)豎井，用于各種工藝工法的驗(yàn)證。本期就讓我們一起了解一下，大巴黎快線(xiàn)工程為驗(yàn)證旋噴注漿與人工凍結(jié)兩種加固工法優(yōu)劣而進(jìn)行的施工試驗(yàn)吧！

試驗(yàn)概況

作為法國(guó)的關(guān)鍵工程，大巴黎快線(xiàn)建設(shè)了共計(jì)5個(gè)試驗(yàn)豎井，用于各種工藝工法的驗(yàn)證，其中的Aulnay-sous-Bois試驗(yàn)井專(zhuān)門(mén)用于對(duì)比驗(yàn)證兩種在巴黎應(yīng)用較為成熟的加固工法——高壓旋噴與人工凍結(jié)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)實(shí)地試驗(yàn)，了解這兩種工法在巴黎地區(qū)的Beauchamp砂層中的結(jié)構(gòu)支護(hù)效果與密封防水性能。

綠圈為Aulnay-sous-Bois試驗(yàn)豎井位置

Beauchamp砂層是法國(guó)平原常見(jiàn)的地層，厚度在10~15m之間，是一種細(xì)膩的粘質(zhì)砂土，含少量碳酸鹽。該地層復(fù)雜多變，有時(shí)呈砂質(zhì)，有時(shí)則為粘土至淤泥質(zhì)，不同的勘探樣品差異極大。由于該地層的不確定性，在Beauchamp砂層中建造聯(lián)絡(luò)隧道時(shí)存在不小的涌水與坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，所以施工中的加固措施便顯得尤為重要。為確定旋噴注漿與人工凍結(jié)兩種工法在巴黎的地質(zhì)環(huán)境中孰優(yōu)孰劣，施工團(tuán)隊(duì)決定在試驗(yàn)豎井中進(jìn)行實(shí)地測(cè)試。

試驗(yàn)井介紹

試驗(yàn)豎井由厚約80cm、內(nèi)徑約7m、深約25m的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)組成。在深度21m處，Beauchamp砂層中分別開(kāi)挖了兩條直徑3m、長(zhǎng)約5m的通道，其中一條采用高壓旋噴，另一條則采用人工凍結(jié)。

左側(cè)通道使用高壓旋噴

右側(cè)通道使用凍結(jié)法

人工凍結(jié)采用氮?dú)?鹽水混合凍結(jié)法，14個(gè)間隔1m的凍結(jié)管在-10℃下組成厚1.5m的凍結(jié)環(huán)，通過(guò)監(jiān)測(cè)表面和凍結(jié)環(huán)中心的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

高壓旋噴則采用了44根雙旋噴樁，直徑1.5m，深21m，同時(shí)安設(shè)了一根觀測(cè)樁，用于監(jiān)測(cè)注漿質(zhì)量、提取注漿樣本并實(shí)時(shí)調(diào)整偏差。

施工團(tuán)隊(duì)還根據(jù)實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)豎井的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)建立了有限元模型，以研究Beauchamp砂層環(huán)境中熱參數(shù)和力學(xué)參數(shù)。團(tuán)隊(duì)采用Plaxis 2D Thermal軟件并通過(guò)有限元法建立了熱模型；在建立力學(xué)模型時(shí)，則將Beauchamp砂層的特殊性質(zhì)納入計(jì)算。最終，通過(guò)模型進(jìn)行的回溯分析計(jì)算得出的地面變形與檢測(cè)得出的地層變形數(shù)值與監(jiān)測(cè)測(cè)量結(jié)果幾乎一致。

試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)旋噴注漿與人工凍結(jié)兩種工法的優(yōu)劣進(jìn)行了歸納和分析：■ 人工凍結(jié)試驗(yàn)證明，人工凍結(jié)是該地層中一種有效的加固方案。凍結(jié)法受深度影響較小，安全性高，且凍結(jié)法無(wú)需地面鉆孔，完工后地層可以恢復(fù)原樣，更符合環(huán)保要求。然而，由于需要使用氮?dú)?，并且需要排除熱源干擾使得凍結(jié)法成本更高；凍結(jié)法加固的隧道開(kāi)挖速度也更慢，容易影響工期。

■ 旋噴注漿高壓旋噴的優(yōu)勢(shì)在于作業(yè)產(chǎn)生的噪音更小，并且無(wú)需24*7全天候作業(yè)，且加固后的隧道開(kāi)挖速度相較凍結(jié)法來(lái)說(shuō)更快；但高壓旋噴也有一些缺點(diǎn)，例如在Beauchamp砂層中，也就是25至35m深度下，控制鉆孔誤差的難度較大，并且要使用的設(shè)備占地面積較大，在巴黎市區(qū)施工有諸多不便。

試驗(yàn)中開(kāi)挖的通道

在經(jīng)過(guò)分析后，施工團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，高壓旋噴法比凍結(jié)法更適合項(xiàng)目工期和巴黎的情況；原本12條需處理的聯(lián)絡(luò)通道中有4條是計(jì)劃使用凍結(jié)法加固的，后根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，全部改為高壓旋噴法加固。最終，施工試驗(yàn)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)進(jìn)一步幫助了施工團(tuán)隊(duì)提升了實(shí)際施工過(guò)程中的效率和安全性。