地铁二号线盾构区间二重管注浆洞内端头加固

第３６卷第４期　２　０　１　０年２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲａ　ＩＴＥ　兀　Ｅ　Ｖ０Ｉ＿３６　Ｎｏ．４　Ｆｅｂ．２０１０　・３３３・　文章编号：１００９．６８２５｛２０１０｝０４．０３３３．０２　地铁二号线盾构区间二重管注浆洞内端头加固　王同绪　摘要：结合西安地铁二号线一期工程小寨一纬一街区间ｆ８地裂缝暗挖隧道盾构端头加固设计与施工的实际情况，讲　述了一些经验和体会，以期为以后地铁设计与施工积累经验。　关键词：地铁区间隧道，盾构，端头加固，二重管注浆，方案变更　中图分类号￣Ｕ４５７．３　文献标识码：Ａ　西安地铁二号线一期工程小寨一纬一街盾构区间，盾构通过　初期支护采用工字钢代替钢拱架支撑，间距由５００　ｒｎｌｎ调整为　ｆ８地裂缝暗挖段，ｆ８盾构始发端头刚好位于纬二街十字路口，无　４００　ｍｍ，对结构薄弱的部位架设斜撑。　法在地表进行端头加固，经过讨论，施工方案变更为采用洞内二　矿山法、　重管注浆加固，下面结合ｆ８地裂缝暗挖隧道洞内双重管注浆，对　盾构洞内双重管注浆端头加固技术及应用进行讨论。　盾构法分界　１　ｆ８地裂缝暗挖隧道段盾构始发端头加固设计　原设计在ｆ８始发端加固长度为８　ｍ二重管旋喷桩，桩径　８００　ＩｎｌＴｌ，桩问距６００　ｍｎｑ，搭接２００　ｍｒｎ，梅花形布置，使端头部分　形成一个加固实体。每条隧道加固范围为８　ｍ×１２　ｍ。　旋喷桩加固深度均为隧道管片底部以下３　ｍ至管片顶部以　上３　ｍ（每根桩旋喷长度为１２　ｍ，其余为空孔）。加固完成后进行　地表硬化和洞门灌注桩凿除，为盾构始发作好准备；设计图见图１。　２变更方案简介及优缺点　２．１　地面旋喷桩与洞内二重管相结合加固方案　针对水管影响范围无法施作或未达到设计要求的部位采取　盾构法施工　矿山法施工　图１　ｆ８地裂缝南端盾构始发端头加固　洞内二重管注浆加固的施工方案，其方案为：洞内联络通道爬高段　ｆ８暗挖隧道北端对管线影响范围内采取二重管注浆措施，其　塔根处无索区段达最大，在无索区段变化较小。混凝土是强压弱　［１］陈从春．矮塔斜拉桥设计理论核心问题研究［Ｄ］．上海：同济　拉的主要承受压力材料，在强度范围内，减小主梁混凝土的拉应　大学博士学位论文，２００６．　力，直接影响到混凝土的安全性和耐久性，是设计检验的关键。　［２］尹晓明，朱益民，赵研峰．斜拉桥动力模型分析［Ｊ］．铁道标　比较图３，图４可知，相对升高塔高而言，降低塔高更能改善主梁　准设计，２００３（１０）：３８—３９．　内力分布和成桥线性。这一点在主梁挠度、斜拉索应力变幅及其　［３］刘世忠，欧阳永金．独塔单索面部分斜拉桥力学性能及建设　用量的变化规律中也得到了验证，但塔高降低太多，斜拉索的用　量急剧增加，这大大影响了设计的经济性。　实践［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００６．　［４］朱小秀．部分斜拉桥的发展及静力性能分析［Ｊ］．城市道桥　４结语　与防洪，２００４（５）：３１—３２－　鹏，肖汝诚，张雪松・斜拉桥索力优化实用方法［Ｊ］－同　本文描述了灵江大桥索塔优化分析的平面梁单元有限元模　［５］梁力，　、位移和斜拉索的应力变幅及其用量。分析结果表明，适当降　可以改善主梁内力分布和成桥线性，兼顾　羹　；　下　璧星　６　喜　删　．．。‘１－　，霉　嚣２的７０动－１力２７特４．征参数研究Ⅲ．振动　’　．力进行优化的基础上，要　芝毫　。　７　刘凤：￣－奎２ｒ塔王‘。　矮／３．　２００６斜１５０－１５４，２５（６）：’　’　拉桥塔高优化Ⅲ．铁道工程学报，２。０３，８。　一　一　～～　实桥工程的设计和施工都有参考意义参考文献：　．　的索塔优￣ｌｓ方法和过程对　［８］（刘４凤）：７奎１－矮．　塔斜拉桥拉索初张力优化Ⅱ　报（自然科学版），２００３，２２（４）：６４—６７・　一　‘：　：　…　‘……一　卅铁道学院学　Ｔｈｅ　ｃａｂｌｅ　ｔｏｗｅｒ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｅｘｔｒａｄｏｓｅｄ　ＰＣ　ｂｒｉｄｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｎｇｊ　ｉａｎｇ　ｂｉｇ　Ｂｒｉｄｇｅ　ＸＵ　Ｈｏｎｇ－ｑｕａｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｔｈｅｏｒｙ，ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅ　ｐｌｎｅａ　ｂｅａｍ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｌｉｎｇｉｉａｎｇ　ｂｉｇ　Ｂｒｉｄｇｅ　ｗａｓ　ｂｕｉ１ｔ．Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｂｅａｍ　ｉｎｎｅｒ　ｆｏｒｃｅ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃａｂｌｅ　ｓｔａｙｅｄ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　ｎｄ　ｕｓａｇｅ　ａｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｏｗｅｒ　ｈｅｉｇｈｔ　ｕｎｄｅｒ　ｄｅａｄ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｓｓｉｇｎｅｄ　ｒｉｇｉｄ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｂｅａｍ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｉｎｎｅｒ　ｆｏｒｃｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥｘｔｒａｄｏｓｅｄＰＣ　ｂｒｉｄｇｅ，ｃａｂｌｅｔｏｗｅｒ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｒｉｉｇｄ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｂｅａｍｍｅｔｈｏｄ　收稿日期：２００９—１０—１４　作者简介：王同绪（１９８１一），男，助理工程师，中铁隧道集团北京中铁隧建筑有限公司，北京１０００２２　・　３３４　・　．　．　第３２　０　６卷　１　０年２月　智　山　西　建　筑注浆固结范围：北端东西走向管线影响位置为联络通道向北５．０　ｍ　３．２施工工艺及流程　的范围，南北管线影响位置为４．０　ｍ的范围。注浆方式：采用双　定孔位一钻机就位一钻孔至设计深度一高压注浆一提升（冲　重管注浆施工工艺，即从ｆ８暗挖隧道初期支护端头墙端施作。注　洗管道）一移位，重复上述流程。　浆设计：固结体与地面旋喷桩加固固结体必须咬合，形成一个整　３．３工艺要求　体，采用钻孔孔径４２，以盾构开挖轮廓线为界以外问距为４００　ＩＴｌｌｎ×　１）定孔位：根据设计要求，对准孔位，根据不同入射角度钻　４００　ｎ１ｍ，以内间距为６００　ｒｎｉｎ×６００　ｍｍ，环向梅花形排布注浆孔，　进，要求孔位偏差不大于２　ＣＩＴＩ，入射角度偏差不大于１。。２）钻机　全程压力注浆，从而在隧道周围形成厚度为３．０　ｍ的环向加固体。　就位：钻机按指定位置就位，并在技术人员指导下调整钻杆的垂　本方案造价低，但对地面交通影响大，不利于环保。另外旋喷　直度。对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。３）钻进成　桩施工压力大，需在暗挖隧道后施作，联络通道结构需采取加强措　孑Ｌ：第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，　施。　以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出　现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。４）提　２．２洞内二重管注浆加固　针对隧道地层的软土松软、承载力低，塑性、流动性的特点，　升钻杆：严格控制提升幅度，每步不大于２０　ｃｍ，匀速上升，注意注　采用二重管化学注浆工艺。　浆参数变化。５）注浆：ａ．注浆压力、提升速度。注浆压力采用　注浆方式：采用水平向双重管注浆施工工艺，即从ｆ８暗挖联　０．５　ＭＰａ－－２．０　ＭＰａ，稳压：１．０　ＭＰａ～２．０　ＭＰａ。根据监测、扩散　络通道北端墙注浆，可在暗挖隧道施工完成后施作。注浆固结范　半径等参数调整注浆压力，加固区端头１　ｍ范围内注浆压力根据　围：在通道上下形成厚度约３．０　ｍ，周围３．０　ｍ的注浆固结体，考　横通道边墙稳定情况适当减小，并采取降低提升速度的措施进行　虑水平注浆端头影响效果，则拟定加固范围约１０　ｍ。注浆设计：　加强，严格控制注浆压力，同时密切关注注浆量，进行阶梯回抽喷　利用隧道端墙作为工作面设置注浆孔。全程压力注浆，并具有一　射，一般后退分段长度为１５　ｃｍ，喷射速度１５　Ｌ／ｍｉｎ－￣２０　Ｌ／ａｉｒｎ，　定的交叉范围，钻孔孔径４２，以盾构开挖轮廓线为界以外间距为　在特殊的注入场合，可以根据各方面要求达到１０　Ｌ／ｍｉｎ的喷射　４００　ｒｔｌｌｎ×４００　ｍｍ，以内间距为６００　ＩＴＩ１ＴＩ×６００　ｍｎ１，环向梅花形排　速度。ｂ．注浆顺序。为了防止浆液流失，先在注浆加固体四周注　布注浆孔，扩散半径为０．６　ｍ，从而在通道周围形成厚度３．０　ｍ的　浆，使其形成一个封闭圈，然后注浆顺序为外部区域由外向内，内　环向加固体。　部区域由内向外，同一圈孔间隔顺序注浆。　经业主、监理单位、施工单位共同讨论，经过经济分析比较，采　３．４注浆材料及配比　用洞内旋喷桩加固相对比较经济，最终选用第二种变更方案。　喷浆材料采用水泥＋水玻璃双液浆，设计配合比如下：　水泥浆液：水泥：水＝０．６：１。　水玻璃溶液：３５　。　３洞内二重管双液注浆施工　３．１施工方法　根据设计要求，采用ＺＬＪ一２５０型钻机成孔，ＳＹＢ－６０／５０型注浆　浆液凝结时问：３０　ｓ～６０　Ｓ（根据地质条件可作适当调整）。　两种浆液在注入前必须拌和均匀，并经常检查两种浆液混合　泵注浆，为了保证注浆效果及掌子面安全，在施工中先施作两圈　止浆墙，以防止注浆浆液向外围扩散；为了确保掌子面安全，每隔　后的凝结时间是否符合设ｉｔ－要求，及时调整浆液配比。　５个孔打设一个泄压孔，起到排水作用；为防止注浆过程中压力过　３．５注浆结束标准和注浆效果评定　大，将注浆中的水从泄压孔中导出，保证掌子面稳定，提高注浆的　预注浆及围岩注浆后，在分析资料的基础上进行了注浆效果　加固效果。具体见图２。　检查，采用钻孔取芯法对注浆效果进行检查，本设计要求加固后　的土体承载力强度值不小于０．８　ＭＰａ，经过取芯抗压检查，承载　力达到了设计要求，保证了盾构的顺利始发。　４结语　由于西安地质构造地裂缝较多，在每个区间隧道设计和施工　中均有盾构区问和暗挖区问并存的现象，在盾构通过暗挖隧道时　的端头加固在地面条件不允许的情况下可改为洞内进行加固，以　上仅是一个施工范例，希望能够为以后的类似地铁端头加固施工　起到借鉴的作用。　参考文献：　［１］张凤祥，傅德明．盾构隧道施工手册［Ｍ］．北京：人民交通出　版社．２００５：３５１—４１０．　５００×５　５【】ｏ×５　［２］董建刚．盾构隧道渗漏的预防及封堵技术［Ｊ］．山西建筑，　２００８，３４（２７）：３１７—３１８．　图２　洞内双重管加固施工图　Ｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅｎｄ－ｗａｌｌ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ－ｐｉｐｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｃａｖｅ　ｉｎ　ｓｈｉｅｌｄ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏ．２　ｌｉｎｅ　ｏｆ　ｓｕｂｗａｙ　ＷＡＮＧＴｏｎｇ－ＸＩ１　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｂｙ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｅｎｄ—ｗａｌｌ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｕｎｄｅｒｃｕｔｔｉｎｇ　ｔｕｎｎｅｌ　ｉｎ　ｆ８　ｃｒａｃｋｓ　ｉｎ）（ｊ　ａｏｚｈａｉ—Ｗｅｉｙｉ　ｓｔｒｅｅｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｐｅｒｉｏｄ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　Ｎｏ．２　ｌｉｎｅ　ｏｆ　ｓｕｂｗａｙ　ｉｎ　Ｘｉ’ａｎ，ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ　ｓｏｇｒ１ｅ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ，ＳＯ　３８　ｔｏ　ａｃａⅢＴｕＪ　ｌａｔｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅ　ｓｕｂｗａｙ　ｄｅｓｉｎａｇｎｄ　ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙ　ｉｎｔｅｒｖａｌ　ｔｕｎｎｅｌ，ｓｈｉｅｌｄ，ｅｎｄ—ｗａｌｌ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｄｏｕｂｌｅ—ｐｉｐｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｓｃｈｅｍｅ　ｃｈａｎｇｅｓ