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1、注浆法在盾构推进穿越已运营地铁隧道中的应用摘 要:就注浆法在盾构推进穿越已运营地铁隧道中的应用作一深入探讨,并结合上海市轨道交通4#线盾构推进穿越2#线(已运营)的工程实例,并在对工程地质情况调查的基础上,进行了严密的理论计算,确定了施工方案,实施过程中采用了“分段、跳环、跳孔、单孔分层多次高压劈裂注浆技术”对两隧道间软弱夹层进行加固,注浆的同时在2#线隧道内安装电子水平尺进行实时监测,工程取得成功。关键词:注浆;盾构推进;穿越;已运营;隧道上海市轨道交通4#线工程张杨路站—浦电路站区间隧道位于世纪大道及福山路之下
2、,北起张杨路站(与地铁2#线东方路站相邻),南至浦电路站,全长670ｍ,根据提供的路线平面图及剖面图:该区段隧道在潍坊路、福山路及世纪大道交汇处从地铁2#线下面斜交穿越地铁2#线。为确保该区段隧道及运营中的地铁2#线的安全。除盾构推进过程要求采取必要措施外,还必须对近距离隧道间软弱土夹层进行加固。1加固措施盾构在推进过程中会对周围的土体造成的不定量的超挖(或欠挖)和扰动,使隧道轴线附近的地面以及地下构筑物造成一定量的沉降影响。而所穿越的地铁2#线位于4#线隧道上方,最近的距离为1.045ｍ。并且4#线隧道以379.
3、851ｍ半径斜线穿越运营中的地铁2#线隧道,这将增加对隧道周围土体的扰动和超挖。虽然在推进过程中对同步注浆也有非常严格的控制,但同步注浆为惰性浆液,考虑到惰性浆液凝结时间长、强度低、不稳定等诸多不利因素,因此在盾构顺利穿越2#线后,必须对近距离2条隧道间软弱土夹层进行加固。经多方论证,并充分考虑加固施工的可行性、安全性及操作的可控制性,最终选定双液注浆加固。注浆加固利用管片上的注浆孔。注浆加固分4步进行:(1)隧道盾构施工后,在保证注浆对盾构推进没有影响的前提下,对隧道进行双液同步注浆加固。具体实施为:在盾尾后5～
4、8环处从隧道上部预留注浆孔进行同步注浆,在盾尾后10环以后从隧道下部预留注浆孔进行同步注浆。(2)在同步注浆施工过程中,在对地铁2#线有影响的施工区段从隧道顶部90°范围内的预留注浆孔中打入适当数量的预埋注浆管,预埋注浆管深度暂定为3ｍ,如孔位距地铁2#线隧道管片外壁距离不足3ｍ时,预埋注浆管打入深度为距地铁2#线隧道管片外壁20ｃｍ左右。预埋注浆管打入后,根据监测数据和实际要求,随时准备进行跟踪注浆加固,以达到保护地铁2#线的目的,在变形较大时起到一定的纠偏作用。(3)在同步注浆施工过程中及结束后,对地铁2#线有
5、影响的施工区段范围内的惰性浆液进行置换注浆加固(置换注浆加固为双液注浆),以彻底置换掉惰性浆液,置换注浆加固范围为管片外0.5ｍ。(4)在隧道置换注浆施工结束后,对该区段两隧道间软弱土体进行双液注浆加固。加固区段为下行线隧道341～451环、上行线隧道114～239环。施工范围为隧道顶部90°4范围内的5只预留注浆孔以上、地铁2#线中心线以下范围内的土体,加固后的土体应有良好的均匀性和较小的渗透系数,注浆加固后土体强度要求≥1.2ＭＰａ。两条隧道推进结束后,根据实测资料,可对变形较大的部分,打开预留的注浆孔,进行再
6、注浆,达到控制变形的目的。2 模拟实验在盾构穿越地铁2#线前,在福山路上布设两排深层沉降监测点,模拟盾构穿越地铁2#线时现有隧道沉降情况,用以指导盾构穿越地铁2#线时的施工参数。因受模拟推进区段路面实际情况的影响,经与管线及道路管理部门协商,根据沉降槽对称性原理,点位从隧道轴线上方向单侧布设。具体位置布设在Ｚ321、Ｚ324、Ｚ330、Ｚ345、Ｚ350及Ｚ355处,每排1～2只测点,测点深度轴线点距离盾构面1.40ｍ。模拟推进的目的是检测所拟定的盾构推进所有主动技术保护措施的实际效果以及盾构推进的过后惰性浆液同步
7、注浆。双液同步注浆、置换注浆,以及土体加固注浆和跟踪注浆效果,用以指导正式穿越施工。主要检测指标是地面沉降量、盾构上方1.4ｍ处土层垂直位移量。模拟推进的长度为20m，前影响区20ｍ,后影响区10ｍ,共计50ｍ。盾构推进进入模拟区域,在盾构推进穿越深层监测点前,测点有一个持续缓慢的隆起过程，在盾构推进穿越深层监测点后,测点有一个持续缓慢的沉降过程。在ＳＣ321、ＳＣ324、ＳＣ330点的累计沉降由正变为负数时,开始对上述区域的隧道顶部进行注浆补浆施工。在SC345点的累计沉降接近为零时开始对ＳＣ345点对应区域的隧
8、道顶部进行注浆补浆施工。在ＳＣ350、ＳＣ355点开始出现明显沉降加速趋势时,对ＳＣ350、ＳＣ355两点对应区域的隧道顶部进行注浆补浆施工。注浆施工以少量多次为原则,在测点刚脱出盾尾时,测点沉降速度较快,注浆补浆每天施工1～2次,每次注浆量400Ｌ/孔;经过几次注浆后,测点沉降速度变缓,注浆补浆改为每2～3ｄ施工一次,每次注浆量400Ｌ/孔;当测点稳定后,
