杭州地鐵隧道盾構出洞加固設計

0進出洞土體加固由于結構通常在車站端部交付的車站端頭結構，因此有必要打破車站端墻結構在車站端段爆炸的防護結構。如果坍塌時土壤的自穩性不足，端頭土壤的穩定性容易喪失，并且容易發生溢流等事故。因此，通常有必要在坍塌前加固車站端的土層。同樣道理,為了盾構出洞安全也需對出洞區域車站端頭的洞口土體進行加固。文獻介紹了武漢軌道交通二號線一期工程盾構進出洞土層加固方案,文獻介紹了上海某地鐵盾構隧道進出洞地基加固處理技術。文獻通過南京地鐵許府巷站—玄武門站區間盾構隧道的施工,詳盡地介紹了土壓平衡盾構機的進出洞施工技術和盾構機調頭技術、進出洞端頭土體加固方案的選擇及始發與到達掘進的施工流程及施工難點控制。文獻針對深圳地鐵富水、含砂土層中端頭水平深孔注雙液漿加固問題,實踐表明該地層條件下采用水平深孔注漿可以滿足盾構安全始發的要求,特別是在地面條件不具備的情況下,具有較好的推廣價值。根據不同的地質條件有不同的土體加固方法,比如:高壓旋噴樁、深層水泥攪拌樁、袖閥管注漿、凍結(水平和垂直)、SMW工法、井點降水等,設計應根據車站端頭具體的工程地質條件及水文地質條件,選擇一種或者多種洞口加固措施,確保施工的安全、進度、質量和經濟性。本文主要介紹杭州地鐵4號線東冠路站—堅塔路站區間隧道盾構進出洞加固設計,供今后類似工程參考。1地下水的來水趨勢杭州地鐵4號線東冠路站—堅塔路站區間為單圓盾構區間,隧道設計起止里程為:左線K2+765.735~K3+500.106,長鏈1.781,區間全長為736.152m;右線K2+765.735~K3+500.106,區間全長為734.371m。區間在K3+150.000設置一個聯絡通道。地下水位一般為1.30m~2.30m,根據區域水文地質資料,淺層地下水水位年變幅為1.0m~2.0m。頂板以上土層為(1)1-1雜填土、(1)2素填土、(2)1砂質粉土、(3)1砂質粉土和(3)2砂質粉土。隧道范圍內主要土層為(3)3粉砂夾砂質粉土、(3)5粉砂夾砂質粉土和(3)6粉砂,局部為(3)2砂質粉土和(3)2夾砂質粉土。隧道下臥土層為(3)7-1粉砂夾淤泥質粉質粘土、(3)7-2層狀粉砂、(3)7-3粉砂夾淤泥質粉質粘土、(8)1粉質粘土、(9)1粉質粘土、(9)2含砂粉質粘土、(9)夾含粘性土粉砂、(12)0含粘性土粉砂和泥質粉砂巖。2結構輸入孔加固設計2.1高壓旋噴樁施工1)加固體采用三軸水泥攪拌樁+三重高壓旋噴樁進行加固,三重高壓旋噴樁作為止水帷幕位于攪拌樁與車站端墻圍護結構(連續墻)間,以增加加固區與車站結構的整體性。2)設計加固范圍如圖1所示。3)在車站基坑開挖前,應先施工盾構井處的攪拌樁,待三軸深層攪拌樁加固區的強度和抗滲性等達到要求以后再進行基坑開挖;等到車站主體結構做完后,再來處理加固區與基坑圍護結構之間的接縫。接縫的寬度宜控制在0.3m~0.4m左右,先在接縫的兩端施工高壓旋噴樁,待兩端的高壓旋噴樁強度達到要求以后,再施作兩端間的接縫。4)三軸攪拌樁采用ue788850@600mm,三重高壓旋噴樁采用ue788650@400mm;強加固區攪拌樁水泥摻量取20%,弱加固區攪拌樁水泥摻量取10%,旋噴樁水泥用量一般情況下采用450kg/m3,但施工前必須進行試樁,并根據加固效果,調整并確定施工工藝及各項施工參數。5)三軸攪拌樁的主要施工參數要求如下:注漿壓力0.4MPa~0.6MPa,下沉速度:0.8m/min~1.1m/min,提升速度0.8m/min~1.1m/min,攪拌轉速16r/min,漿液流量80L/min~120L/min,水灰比1∶1.5~1∶2.0。6)高壓旋噴樁的主要施工參數要求如下:壓縮空氣壓力0.7MPa,漿液壓力:25MPa~28MPa,提升速度0.1m/min~0.15m/min,旋轉速度14r/min。漿液流量80L/min~120L/min,水灰比1∶1。7)加固完成后,必須進行鉆孔取芯試驗以檢查加固效果,其中強加固區(A區)無側限抗壓強度不小于1.0MPa;弱加固區(B區)無側限抗壓強度不小于0.5MPa。2.2水泥攪拌樁設計1)地基加固前應事先通過開挖樣溝或其他探摸措施,排摸管線的走向、障礙物的位置等。2)車站槽壁施工和地基加固同步進行,開挖后加固體會有一定的位移量,引起滲水通道,為此要留出夾擋施工的位置(50cm左右)。3)加固施工前應根據設計進行工藝性試樁,數量不得少于2根;施工中應保持攪拌樁機底盤的水平和導向架的豎直,樁位的偏差不得大于50mm;攪拌樁的垂直偏差不得超過1/150;成樁直徑和樁長不得小于設計值。4)水泥攪拌樁施工步驟:a.攪拌機械就位;b.預攪下沉;c.噴漿攪拌提升;d.重復攪拌下沉;e.重復攪拌提升至孔口。5)攪拌頭翼片的配置應確保加固深度范圍內土體的任何一點均能經過20次以上的攪拌,以達到加固密實均勻的目的;攪拌預下沉時不宜沖水,可以通過重復噴漿攪拌方法達到樁身強度為變參數的目的,攪拌次數以二次噴漿三次攪拌為宜。6)施工前應確定攪拌機械的灰漿輸漿量、灰漿經輸送管到達攪拌機噴漿口的時間、起吊設備的提升速度等施工參數,并保持出漿口壓力穩定,用流量泵控制輸漿速度,確保輸漿速度與攪拌提升速度同步,漿液壓力不得小于0.5MPa。7)制備好的漿液不得離析,泵漿必須連續,注漿泵出口壓力應控制在0.4MPa~0.6MPa。8)樁攪拌時前兩次的提升速度均應控制在1m/min以內。9)樁與樁搭接時間不應大于10h,相搭接寬度應不小于10cm;如搭接時間超過12h,則需在第二根樁施工時增加注漿量20%,同時減慢提升速度。2.3攪拌樁水基承載力1)現場實際使用的固化劑和外摻劑必須按設計要求進行配置,加固土的強度試驗進行材料質量檢驗合格后方可使用。2)應及時檢查施工記錄,根據預定的施工工藝對攪拌樁進行質量評定。3)在攪拌樁成樁后7d內,使用輕便觸探儀釬探,以判斷樁身強度,同時檢查攪拌均勻程度。檢驗的樁數一般應占攪拌樁的2%,且每端頭井不少于5根。4)對每臺班的漿液水灰比、水泥摻量與施工工藝均應進行不得少于3次檢查;每臺班取2根樁,每根樁取3個不同深度的試樣制作3組水泥土試塊,測定無側限抗壓強度值與抗滲透系數。5)樁體施工完28d后應鉆芯取樣測定無側限抗壓強度,每端頭井取總樁數的1%且不得少于3根,單根取芯試樣不少于5組,每組不得少于3個試塊,鉆取樁芯采用ue788110mm鉆頭,鉆芯應連續鉆取樁體內樁芯。2.4旋噴樁施工要點1)旋噴樁施工應有可靠的計量裝置,其噴漿系統應配備有壓力計、流量表等檢測裝置,同時還應有噴漿過程中對提升速度進行控制的速控裝置和措施。注漿泵與鉆機距離根據施工場地布置,一般控制在50m~80m范圍內。2)旋噴樁施工前應在監理工程師的監督下,標定噴漿壓力、漿液流量、噴嘴提升速度等指標。3)水泥漿應在旋噴前1h內攪拌,旋噴過程中,鉆孔中正常的冒漿量需控制在20%以下。4)旋噴樁成樁過程中鉆桿的旋轉和提升必須連續不中斷。5)旋噴樁發生故障時立即停止提升和旋噴,排除故障后進行復噴,復噴高度應不小于50cm。6)旋噴樁拆卸鉆桿繼續旋噴時,需保持鉆桿有20cm的搭接長度。7)施工過程中必須有專人進行詳細的施工記錄,包括測量定位、噴漿壓力、漿液流量、漿液配比、噴嘴提升速度、成樁深度及復噴等。3國內外盾構隧道施工風險本文詳細介紹了杭州地鐵4號線東冠路站—堅塔路站區間隧道盾構進出洞加固設計,包括加固長度、寬度,三軸攪拌樁+單排三重高壓旋噴樁加固方法及其詳細的工藝要求和技術參數以及質量控制與檢驗要求。盾構隧道施工