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1、盾構過站端頭加固優化方案摘 要：筆者結合多年來的工作經驗，主要對地鐵工程施工端頭加固的相關問題進行了分析，闡述了管棚施工及袖閥管注漿等施工工藝及流程，僅供參考。關鍵詞： 端頭加固 管棚 水平袖閥管注漿 一、工程概況車站為該標段的一中間車站，位于某市兩條主干道交叉口的西南角, 呈東西走向。車站主體設計總長165.8m、標準段寬22.5m。區間施工的盾構機需要過站，其車站主體基坑端頭需要進行必要的加固，以確保施工安全和周邊環境安全。車站東端頭緊鄰較繁華路段，地下重要管線眾多難以改遷、周邊交通繁忙疏解困難，地表加固方案難以實現。二、端頭加固的必要性1、地質詳勘揭露地層條件差，詳勘受場地限制密度不夠根2、據車站地質詳勘資料，車站東端頭地質情況詳見圖1圖1 車站主體基坑東端地質剖面圖2、施工部位處于巖溶發育區，地層隱患較大3、周邊環境重要，不允許出現地面較大的沉降鑒于以上條件，車站東端頭在盾構二次始發前必須進行地層加固，以保證地層穩定，確保盾構施工安全和周邊環境安全。三、原設計方案簡述及施工難點1、施工方法及參數根據設計圖紙，車站東端頭采用直徑為800mm的雙管旋噴樁加固。旋噴樁咬合150mm，樁心間距為650mm。第一排旋噴樁與車站圍護結構連續墻咬合150mm，加固范圍沿隧道方向為6m，加固寬度為隧道邊線外3m，加固深度為洞身上方和底板下各為3m，旋噴鉆孔總長為19.3m，其中實樁長為12m，3、空樁長為7.3m，共計施工旋噴樁380根，實樁長4560m，空樁長2786m。2、施工難點（1）不拆遷管線和不占道加固施工時，加固范圍較小，加固效果難以保證（2）拆除管線加固時，管線眾多、拆遷困難、拆遷工期較長、總體工期難以保證。（3）周邊交通繁忙、交通疏解困難四、建議方案簡述及施工特點1、施工方法及參數鑒于車站東端頭存在管線眾多難以改遷、交通繁忙疏解困難等特點，而施工方的盾構機始發在即，車站已經完成部分主體結構施工，總體工期壓力極大，為此，根據我單位的施工經驗，建議采用車站內水平加固東端頭地層，以確保盾構二次始發時的施工安全和周邊環境安全。車站內水平加固采用超前長管棚注漿和水平袖閥管全斷面注4、漿相結合的方式。（1）超前注漿長管棚：超前注漿長管棚采用108無縫鋼管，考慮到施工設備影響，在區間隧道上斷面160范圍內加固，管棚中軸線設計位于盾構施工鋼環外250mm，加固長度為車站圍護結構連續墻外10m，管棚環向間距400mm，外插角1度，每個洞口共26根鋼管，總計52根鋼管。管棚注漿采用水泥-水玻璃雙液漿，最后用水泥砂漿填充鋼管。管棚鋼管布置設計見圖2、圖3。（2）袖閥管注漿：因車站東端結構底板已經施工，側墻施工縫留在底板上600mm處，考慮到洞口防水需要，袖閥管注漿設計主要在在盾構施工鋼環內布置，隧道頂部和底部在鋼環外加強。袖閥管采用45PVC規格，施工時采用后退式分段注漿。袖閥注漿管5、按照隧道輪廓線環向布置，周邊孔距離長管棚800mm，注漿孔環間距800mm、環向間距800mm。下半斷面周邊孔外插角10、二圈孔外插角5，其它部位外插角0。周邊孔及二圈孔注漿采用水泥-水玻璃雙液漿，其它部位注漿采用水泥單液漿。袖閥注漿管布置設計見圖2、圖3。2、施工條件目前車站圍護結構施工已經完成，東端頭分區一已經完成底板施工，側墻和站廳板正在施工，具備從車站進行地層加固的條件。圖2 車站主體基坑東端地層加固橫斷面圖3、施工的配合條件根據水平加固方案，結合車站的設計概況，為能夠實施本方案，存在以下幾個方面的設計變更配合：（2）隧道中線部位站廳層板留孔洞由于長管棚施工設備頂部需要至少600mm工6、作空間，而管棚至站廳板的最近距離僅有410mm（見圖5），為了確保管棚能夠按設計輪廓線施工，需要在隧道中線位置的站廳板預留一48003000mm的孔洞，待管棚施工完成后再行封堵。因預留孔洞，增加暗梁ZAL1兩條、ZAL2兩條和ZAL3四條。（3）防水補強因長管棚導向管穿過結構防水層和結構砼墻，穿墻管部位為防水薄弱點，需要參照穿墻管的防水做法做好該部位防水。圖3 車站主體基坑東端地層加固縱斷面圖4、主要工作量增加的主要工作量見下表匯總。水平加固工程量統計表序號項目名稱規格單位數量備注1長管棚制作安裝1085mm無縫鋼管L11.8mm613.652根2導向管制作安裝1273mm無縫鋼管L1.0mm7、5252根3止水鋼板制作安裝5mm厚t0.54背貼式止水帶300mm寬m255袖閥管注漿鉆孔（含袖閥管）45，PVC，L=9mm972108根6壓注水泥單液漿水灰比=1:1m335現場簽證7壓注水泥-水玻璃雙液漿水灰比=1:1,水泥漿：水玻璃=1：1m370預估數量結算按現場簽證8壓注水泥砂漿30#m35.69鉆孔取芯130，L=800mmm128160孔，鋼筋砼10增加4800*3000空洞個2后期封閉施工11新增加暗梁梁高均按400mmm315.512設備進退場項15、施工工藝簡述（1）總體施工工藝流程施工準備測量放線管棚鉆孔施工管棚注漿施工袖閥管注漿鉆孔和安管分序注漿加固效果檢查施工結束8、。（2）主要項目施工順序及施工要點A 、超前管棚施工鉆孔鉆孔施工遵從如下步驟及工藝要求：a.根據設計孔位測量放線定出每個鉆孔的孔位，孔位偏差不得大于2cm。b.鉆機就位后，利用垂球結合水平尺檢查鉆機及鉆桿傾斜度。在施工時應嚴格按照設計傾斜角度和鉆孔深度進行施工。c.鉆孔間隔進行，每個鉆孔完成后立即下管、注漿，以免發生漏水現象。d.砂層部位采用跟管方式鉆孔。e.必須做好鉆孔施工詳細記錄，以指導后期注漿施工參數。下管管棚鋼管采用鉆機頂進，如遇故障，須重新清孔后再將鋼管頂入。地質條件較差時，頂管應及時、快速，以保證鉆孔穩定時將管子送至孔底，防止時間過長造成塌孔而影響頂管。鋼管采用1085mm熱軋無縫9、鋼管，節長分1.3、1.5、2.8和3.0m四種規格，裝配式相鄰兩根管棚接口不能在同一截面上，靠基坑一側鋼管長度1.0m范圍內不鉆孔，管身其它部位梅花形布置注漿孔，孔直徑為8mm，縱向眼距30cm，鋼管管身均勻鉆4排。鋼管節間均采用公母旋扣聯接，便于順利下管或遇阻拔管。注漿材料與施工參數注漿材料采用水泥水玻璃雙液漿，水泥用普通硅酸鹽水泥；水玻璃濃度25Be。注漿參數:水泥漿水灰比1：1，水泥漿：水玻璃=1：1（體積比），注漿壓力控制在1.5MPa內。注漿施工a.雙漿液拌制根據漿液配比設計參數準確配置水泥單液漿和水玻璃漿，分別放置在不同的漿桶內待用。b.注漿每鉆完一孔便頂進一組注漿鋼管，并及時注10、入水泥水玻璃雙液漿，注漿完成后，檢查鋼花管的注漿質量。為增強鋼管剛度，注漿完成后可在鋼管內注入30號水泥砂漿。注漿采用后退式注漿，每步距離為0.5m。c.注漿結束標準在注漿過程中，按注漿壓力控制注漿，注漿終壓1.5MPa，通過注漿壓力控制每步距注漿效果,當注漿壓力達到1.5Mpa時，須停止注漿。B、袖閥管全斷面注漿注漿孔布置洞門鋼環范圍內注漿管采用PVC袖閥花管注漿，長度為圍護結構外8m，布置間距為0.8m，注漿孔的具體布置形式詳見圖2和圖3。注漿材料及施工參數注漿材料采用水泥水玻璃雙液漿和水泥單液漿，水泥用普通硅酸鹽水泥；水玻璃濃度25Be。水泥漿水灰比1：1，水泥漿：水玻璃=1：1（體積比11、），注漿壓力控制在1.5MPa內。注漿原理袖閥注漿管為每節長4m、直徑48mm的硬質塑料管，它是由鈣塑聚丙烯制造而成。注漿管內壁光滑，接頭有螺扣，端頭有斜口。注漿管分為實管和花管兩種，實管上未開設溢漿孔，花管上每環開有8mm的溢漿孔12個，每組小孔間距33cm。在溢漿孔外部緊緊地套著抗爆壓力為4.5MPa的橡皮套，橡皮套在灌漿過程中起到逆止閥門的作用。為防止橡皮套上下錯位，可在橡皮套兩邊焊以定位環圈，其直徑約5mm左右。袖閥管不應有較大的彎曲，其內壁必須圓滑，橡皮套應緊貼花管。注漿時采用雙塞注漿芯管，通過注漿壓力的使得兩堵頭與花管密貼，以達到分段注漿的效果。鉆孔選用XY-100型鉆機，鉆孔過程12、中采用泥漿循環護壁成孔，成孔后須立即清孔。泥漿配置護壁泥漿采用膨潤土干粉造漿，配置好的泥漿儲存在泥漿罐內。配置泥漿性能指標：比重1.051.15g/cm3，粘度2025s，含砂量4%。安設注漿管根據注漿要求，在連管口約1m部位用實管，其它部位用花管，注漿管底部加下悶蓋；將實、花管根據要求連接后，沿鉆孔下到鉆孔底部。封堵管口止漿管口0.8m范圍（及圍護結構連續墻范圍）用水泥砂漿填塞密實，以免漿液倒流，保證注漿效果。注漿注漿采用KBY-50/70型雙液注漿泵，根據鉆孔順序采用分區、跳躍鉆孔和注漿。注漿時注意以下事項:a.開環時注水進行試驗，以檢查注漿管路是否正常和判斷地層的吸漿能力等，并防止堵管。13、b.注漿方式采取后退式分段注漿工藝，即在注漿帶內由孔底自里向外進行注漿，每次注漿段長0.33 m，注完第一注漿段后，后退注漿芯管，進行第二注漿段的注漿。c.注漿過程中如需暫停注漿時，必須先將水泥漿管拿出放入清水桶中，并同時將注漿芯管提升0.4m，向孔內注清水后再停止注漿，這樣既保持管路暢通，又保證注漿不受注水影響。d.注漿過程中作好注漿工作記錄表，注漿孔的注漿工作情況及注漿工序作業時間。注漿過程中隨時分析和改進注漿作業；并且認真記錄實際孔位、孔深、孔內地下物、涌水等，當與地質報告不符時，應采取補救措施。注漿結束標準在注漿過程中，按注漿壓力標準進行注漿控制，注漿終壓1.5MPa。當注漿壓力達到設計終壓，持續時間不少于5分鐘，即可結束注漿。結語：進出洞端頭加固是盾構施工中的重點，通過工程實踐，該方案可應用于富水、含砂土層的加固，且特別適用于地表不具備加固條件及存在地下管線等情況。參考文獻：（1）于書翰，杜謨遠. 隧道施工M.北京: 人民交通出版社，2000 （2）鄭 欣.地鐵施工管理-隧道工程的管理J.航天工業科技周刊，2005（4） （3）楊海鴻.砂卵石富水地層注漿加固技術J.山西建筑，2007，33（7）：333-334.