万方数据的ｎｏ朋ＩＳｎ口砚＿盾构工程袱用户篇Ｂｌ口ｍａＣｈｉｎｅ盾构隧道底部注浆加固技术ＣｅｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｇｒｏｕｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃｆｏｒｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｂａｓｅｏｆｓｈｉｅＩｄｔｕｎｎｅｌ朱相乾，钟志全 ＺＨＵＸｉｎａｇ一ｑｉｎａ，ＺＨＯＮＧＺｈｉ一ｑｕａｎ（广东省基础工程公司，广东广州５１０６６０）１摘要』当盾构隧道底部是淤泥层和细砂层等软弱地层时，容易在运行中因振动产生蠕变或液化而使隧道沉陷变形。以往的解决办法是从地面采用搅拌桩或旋喷桩进行加固，但从地面加固存在征地、管线迁 改、影响交通等诸多问题，而在隧道内采用特制袖阀管注浆加固技术，则可有效地避免上述问题。 〔关键词］盾构；隧底。注浆加固 地铁盾构隧道难免有时要通过稳定性差的淤管片宽１．ｓｍ。工程采用德国海瑞克公司生产的泥层和细砂层等软弱地层，而隧道底部的淤泥层０６２５０型泥水平衡盾构机进行隧道掘进施工。和细砂层在动载荷作用下易产生蠕变或液化，从广州地区地质条件复杂多变，根据地质详勘 而导致隧道沉降变形而影响隧道的正常使用。为报告：南浦站南侧（南浦站一会南区间）隧道右减少风险，须对淤泥层和砂层进行加固处理。线长度２６．８５５ｍ、左线１２２．６１ｍ，隧道底板绝大对于盾构隧道底软弱地层加固，以往通常做 部分处于淤泥中，厚度约为１．９一３．ｇｍ，其中部法是从地面采用搅拌桩或旋喷桩进行加固。但从分淤泥天然含水量７３．０５％，孔隙比为２．００５；其地面加固往往会有以下问题：①征地困难，在地余淤泥质土天然含水量６３．４０％，孔隙比为１．７。铁隧道施工时，场地往往处于闹市区，征地比较南浦站北侧南浦站一洛溪站区间隧道始发段，右困难，而且征地费用高昂。②加固范围内下方有线长度７３．６８７ｍ、左线９４．２０２ｍ的隧道底板绝大可能分布大量的电讯、供电、供水、供气等管线，部分处于冲积一洪积粉细砂层、冲积一洪积粉中迁改困难、耗时；③如果加固范围内地面有重要粗砂层中，厚度约为０．５一２．ｏｍ。两处隧道底距建筑物，则可能不具备施工条件；④搅拌桩的施地面约１８ｍ。工深度有限，质量很难保证，而旋喷桩施工费用由于南浦站南北两侧盾构始发段部分隧道底 很高；⑤从地面预先加固人为地改变了隧道断面处于淤泥或细砂层中，存在地震蠕变或液化的可地层，可能会给掘进造成困难。能。为保证隧道在使用过程中的安全，拟对隧道本文通过工程实例介绍一种在隧道内采用特 底部的淤泥层与易液化砂层进行加固处理。但由制复合袖阀钢管隧底注浆加固方法。该方法有效于南浦站南北两侧隧道上部均为交通要道，而道避免了从地面加固存在的问题，可作为盾构施工路下方分布有大量的电讯、供电、供水、供气等中的辅助施工工艺。此工艺的完善及推广具有很管线，如果从地面搅拌桩或旋喷桩加固，需要征高的经济效益和社会效益。地和管线迁改，因此采取了在隧道内使用复合袖 广州市轨道交通二、八号线延长线盾构３标阀钢管注浆加固的方法。主体工程由２个盾构区间组成，即南浦站一会南区间中井区间和南浦站一洛溪站区间。隧道内径１隧道内复合袖阀钢管注浆加固原理０５４００ｍｍ，外径０６０００ｍｍ，管片厚度３００ｍｍ，复合袖阀钢管注浆加固地基土的机理是将水 。筑机械化：０。（，）５３万方数据阶盾构工程ｅｌｄｍａｏ加舀ｎｅ泥浆液通过劈裂、渗透、挤压密实等作用，与土体充分结合形成较高强度的水泥土固结体和树枝状水泥网脉体。注浆花管中有上下两处设有两个栓塞，使注浆材料从栓塞中间向管外渗出，阻塞器在光滑的袖阀钢管中可以自由移动，可以根据工程需要在注浆区域内某一段反复注浆。施工中，它能够定深、定量，进行分序、分段、间隙和重复注浆，该工艺适合软弱土体加固处理。而且袖阀钢管可留在土体中作为加固体的一部分，有效提高土体的承载能力。２加固关键技术．２１防喷涌问题由于隧道埋深大，而加固地层主要以液化砂 层及淤泥层为主，因此在隧道内成孔和注浆时（特别是砂层），须防止管内或管与管片预留孔间产生喷涌。针对该风险对普通袖阀钢管进行了改进，确保成孔和注浆过程中的安全。）１ 采用特制的复合袖阀钢管，钢管底部为圆锥型封闭，确保砂层或地下水不能从管底进人注浆管内。 ２）复合袖阀钢管上的注浆孔用橡胶皮套箍住，确保注浆的单向性。即在压力作用下注浆液通过注浆孔撑开橡皮套，将浆液注人加固区，而外边的砂或地下水则不能通过注浆孔进入注浆管内。隧底复合袖阀钢管构造见图１。３）袖阀钢管每节长Ｚｍ，顶部安装带观察管 的钢帽，钢帽可承受锤击。观察管上设可开闭的阀，用作观察注浆管内是否有地下水侵入，如果有地下水，可关闭观察管上的阀，也可通过观察管注浆封堵。４）在盾构管片上按要求预埋孔径４ ９ｍｍ（内径净空），长度２８５ｍｍ的管片注浆套管作为注浆预留孔。在打人袖阀钢管前，套管内安装一个防止地下水通过管隙进入隧道的逆止阀；为加强保障，除了逆止阀，在注浆套管上方安装一个带多重止水橡胶的钢套管。袖阀钢管插入钢套管内，通过止水橡胶有效防止管壁间涌水。钢套管与管片注浆套管的构造见图２。５）套管与袖阀钢管的缝隙还可在注浆时注 ５４：。（。，ＣＯｆ临们孔（Ｔｌ《荆匆【口」八Ｎ！ＺＡＴＩ《洲叼占占钢套管钢套管钢套管１一１剖面钢套管注浆口注浆口２一２剖面橡皮套橡皮套钢２３套管寻导３一３剖面图１隧底注浆袖阀管构造９｝． ４、、５＼＼＼丫别１５Ｕ１图２管片注浆套管与钢套管大样图 １一管片外壁。２一管片注浆套管．３一管片。４一管片内壁；５一紧固膨胀螺栓．６一钢套管．７一止水橡胶圈； ８一环形钢板；９一环形橡胶片。１ ０一逆止阀人封闭浆液，确保缝隙的封堵。．２２注浆孔布置土层液化对盾构隧道的危害主是隧道下部的 土层液化造成隧道的沉陷变形，因此隧道抗蠕变或防振动液化加固可以只加固隧道底部９０。范围，加固深度视隧道底砂层和淤泥层厚度而定，如图３所示。万方数据图３隧底加固断面示意图 为了满足注浆的需要，在隧道底部范围内Ａｌ、ＡＺ、Ａ３管片的注浆孔进行加密，每环增设三个加固注浆孔位，因此包括两个吊装孔在内用于隧底加固注浆的孔位共有５个，注浆孔在管片预制时即预埋好，管片加固注浆孔布置如图４所示，注浆加固半径约０．８一１．Ｏｍ，最外缘两注浆孔夹角为７２’，由于注浆浆液的扩散作用，加固范围可超过９００。０原设计吊装孔牵加密浆孔图４加固注浆孔平面布置示意图３加固工艺流程及工艺要点隧底注浆加固工艺流程如图５所示。 当隧底是淤泥层时，以采用纯水泥浆单液注浆为主；当隧底是液化砂层时，采用水泥浆＋水玻璃双液注浆为主。两种地层均可根据情况采用单液和双液交替注浆。１１主要材料 ）１水泥采用普通硅酸盐４２．ＳＲ水泥。２）水玻璃 采用４０％的硅酸钠溶液。肠助０仙１５翻ｉ．盾构工程袱用户篮ｅｌｄｍａＣｎ口ｎｅ装注浆芯管和花管注浆设备就位注人封闭浆液配置液浆基底注浆加固储浆罐下一循环图５隧底注浆工艺流程 ）３水自来水。．３２施工参数）１ 注浆压力隧道底需加固处理的软弱地层为淤泥层和中、细砂，注浆工艺应采用渗人性注浆，即在注浆压力作用下，浆液克服各种阻力而渗人孔隙和裂隙，压力越大，吸浆量及浆液扩散范围就越大，而注浆过程中为了使隧道管片结构不受破坏，所用的注浆压力又要相对较小。因此，依据该工程土体情况及加固要求，注浆压力设定为外界水压＋０．５一ＩＭＰａ，具体由现场注浆情况确定。在该注浆压力条件下，在渗人地层的注浆时间内浆液粘度能基本保持不变，且能达到足够的扩散半径，扩散有效半径８００一１０００ｍｍ。２）浆液配比 水泥浆的水灰比（０．６一１．０）：１，水泥浆：水玻璃二１：（０．５一１．）０。３）浆液耗量 按加固深度每米注浆段水泥耗量２５０一３００ｋｇ估算，具体根据施工情况进行调整。 ４）注浆结束标准原则上加固区域内按定量进行注浆；若未能达预计注浆量，则在较高压力（外界水压＋ＩＭＰａ）条件下能够稳压ｓｍｉｎ即可终止注浆。若浆液沿注浆管壁上冒击裂封堵层，也应立即停止注浆。｝逆」（ 编辑何明）〔中图分类号」Ｕ４５５．３４［文献标识码』Ｃ〔文幸编号〕，０１一１蔗侧ＺＸ旧力５一印邸一田〔收稿日期』ＺＸ旧一０１一仍。筑机械化，（。）５５
