地铁明珠线XXX站与XXX站区间隧道用盾构法施工。盾构进洞口直径约为φ6.5m。工作井附近自然地坪标高为+4.0m,工作井底板标高约为-16m。为了避免盾构机进洞时泥砂和地下水从进洞口涌入工作井内,保证盾构掘进顺利进行,拟对盾构进洞口附近的地层进行加固处理,为此北京中煤矿山工程公司提出了车站盾构进洞注浆加固方案。振冲双液注浆具有设备简单、施工效率高、无废浆等特点。但该工法施工后会引起地面隆起,从而导致地下管线或路面损坏。而XXX站盾构进洞和出洞处路面下埋深1.0m~2.5m的电话线、煤气管、仝瓦筒雨水管和塑料污水管等(距连续墙8.3m~2.6m处)。根据振冲双液注浆量计算加固区域地面可能隆起高度为0.2~0.4m,由于浆液压密作用,在加固区域外存在一个过度的影响区,由于上述管线距加固区太近,避免管线受损和保证注浆加固效果是难以实现的。经研究决定将振冲双液注浆方案改为三管旋喷加固方案。三管旋喷工法是用水泥置换加固区的土体,达到改变其物化性能目的。由于喷射过程中置换的土体成为废浆返出地面,不会在加固区产生应力,因此基本不会引起地面隆起。用本工法施工,对于保护煤气管线等管线安全同时实现加固目的是可行的。
按提供的有关地层资料,盾构出洞口位置周围土体为:灰色淤泥质粘土,饱和,流塑,均匀,夹少量极薄层粉性土,水平层理,底部夹2~3mm贝壳碎硝层。标准灌入试验,击数2.0;灰色粘土,饱和,流~软塑,均匀,含少量泥钙质结核及腐植物根茎,高压缩性,标准灌入试验,击数4.0~5.0。透水性较差,但土层的含水量较高,呈饱和流态,稳定性差,暴露扰动时易产生液化流动,必须对盾构进洞口周围土体三管旋喷加固。
二、加固要求
地基加固标高为+4~-16m,加固深度为20m。加固范围为:宽度12.7m,长度3m。详见盾构出洞口加固平面示意图。
三、三管旋喷加固方案
选用三重管旋喷桩加固方案。三重管高压旋喷技术具有设备移动方便,施工速度快,桩径大,接茬较少,施工灵活,受地下管线影响小并能控制不同部位的加固强度,加固后的土体的渗透系数可达到10-8~10-9 m/sec,适且于加固上海的淤泥质地层。
按照加固要求,加固设计方案为:
加固区范围:加固区达到隧道外两侧3m、底部3m、上部4m,沿隧道长度3m。
垂直旋喷桩桩径ф1.2m,采用梅花型布置,行内间距1.0m,行间距0.75m,共需布孔50个;
旋喷桩参数:
垂直旋喷桩----桩底标高-16m,桩顶标高-2.3m,钻孔长20m,桩长13.7m。
垂直钻孔总长1000 m,垂直旋喷桩总长685 m。
四、防止管线位移措施
1.施工前需要甲方配合有关标高监测,严格控制位移变化。
2.旋喷过程中塌孔,造成抱钻、孔内憋压,对上部管线产生压力和位移,靠近管线部分导孔上部孔段要安装PVC塑料管护孔(3m左右)。旋喷过程中发现不返浆时应及时分析原因,若钻孔抱钻需提起钻杆上下窜动至返浆。