盾构隧洞穿越既有群桩的预加固技术.pdf

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1、器隧道与地下工程Tunnel＆UndergroundEngineering盾构隧洞穿越既有群桩的预加固技术郭彩霞，卢常亘，胡建军，史磊磊(北京市市政四建设工程有限责任公司，北京100176)摘要：北京市南水北调团城湖至第九水厂输水丁程(一期)第2标段盾构隧洞邻近穿越北五环肖家河桥区既有群桩，隧洞与桩基最小水平净距仅1．97ITI，最小竖向净距不足3113，且破裂面影响桩长大于1／2．桥区为高水位、高渗透的砂卵石地层条件，经评估要求桥梁综合沉降值小于2mm，施工难度巨大，工程风险极高。通过数值模拟分析和综合比选采用T

2、GRM后退式“门”型注浆工艺进行预加固处理，分两个阶段实施：第1阶段是试验段。为优化注浆参数提供参考，验证注浆加固对桥桩安全状况的影响；第2阶段正式注浆加固，同步实施监控量测，验证土层预加固处理效果。盾构隧洞顺利穿越群桩，桥桩最大沉降及差异沉降控制在11Tim之内，实践证明所采取的技术措施是科学有效的。关键词：盾构；邻近穿越；既有群桩：预加固中图分类号：U455．49文献标志码：B文章编号：1009—7767(2012)O1—0088—05Pre-reinforcementTechnologyforShieldTu

3、nnelingthroughExistingGroupPilesGuoCaixia，LuChanggen，HuJianjun，ShiLeilei1工程概况的圆砾层，含砂量不足15％，最大可见圆砾粒径达盾构法作为一种先进、可靠的地下工程施二r工法．275mm以上，平均粒径50"--"100mm，硬度在6度以已在众多领域的_T程建设中得以广泛使用北京市南上：地下水以潜水为主。水位线位于地表下91TI，由于水北调团城湖至第九水厂输水lT程(一期)第2标段紧邻清河．受河水补给侧压影响很大。隧洞要在与桩是盾构法在北京地区水利

4、工程建设上的首次应用。盾基最小水平净距仅1．97m(小于2．5d，d为桩径)，最小构邻近穿越北京城区北部大型交通枢纽北五环肖家竖向净距不足3in，且破裂面影响桩长大于1／2的强烈河桥区群桩，是该输水_T程最为关键的节点之一。影响区穿越fll。在盾构穿越施工时，立交桥水平、垂直输水隧洞全长1961nl，采用复合式衬砌结构。隧变形和差异变形的要求十分严格，桥桩最大沉降及差洞初衬采用盾构法施_T，用1台06140mm加泥式土异沉降均不能超过2．0mm，各桥墩倾斜度最大值控制压平衡盾构机由西向东完成掘进施工。隧洞为标准在1

5、．5％。(30mm)以内通过数值模拟分析，不采取任单圆盾构衬砌结构，外径6．0m、内径5．4I11、衬砌厚何加固措施很难确保桥梁的安全。300mm、环宽1．2in，隧洞覆土厚度6～13m不等．洞2风险分析坡6．707％。～1．147％。。盾构机在高密度全断面含砂量低的圆砾层下掘进，肖家河桥上部结构为现浇连续箱梁，下部结构为推力高达34000kN，桥桩周边土受扰动严重，极易引混凝土灌注摩擦桩基础，桩径1．2111，桩长约20m。2根起桥桩产生较大的位移和下沉，形成桥梁安全隐患，甚为1组，承台联系，承台上为独柱。盾构隧

6、洞在109ITI至造成桥梁开裂。通过模拟分析可知：在不采取任何范围内连续密集穿越16棵桥桩。桥区]二程地质和水加固措施的正常穿越情况下，桩体最大沉降值22iilm，文地质条件较差，线路紧邻清河，穿越区为高水位、高远远超过了允许沉降控制值(2ITlm)，桩体最大水平位渗透性砂卵石地层。掘进断面地层为全断面含砂量低移达到了46mm，大大超过了允许值(30mm)，隧洞附近的桥桩的受力变化较为明显，桥桩部分部位出现了①引自2007年5月北京市建设_I_=程质量检测中心第三检测所关于《南7k北调工程下穿圆明园西路立交桥影响区

7、域桥梁的检测评估报告》。一定程度的应力集中现象，对桥桩以及周围的地层产884荭投jI：2012No．1(Jan．)Vo1．30隧道与地下工程器Tunnel敬UndergroundEngineering生不利的影响。桥桩安全性难以得到保证，施工中结构控制技术中的隔断控制技术，通过数值模拟分析和综安全风险非常大，为一级风险源『2j。合比选决定采用TCRM后退式“门”型注浆工艺提前3加固方案对盾构隧洞上方土体及隧洞与桥桩问土体进行预加3．1方案确定固处理，模型计算结果显示桩体最大位移很小，桩顶以不扰动桥桩为原则，利用中间

8、地层变形最优化最大沉降0．43mm，可满足桥桩安全性要求(见图1、2)。a)注浆管帷幕和桥桩模型b)门形地层加固模型图1地层预加固后盾构穿越模拟模型一～＼=；5⋯⋯龟＼I一?⋯＼I{I＼＼＼＼I嚣：：嚣絮。蚍a)地表沉降发展过程b)桩顶沉降发展过程图2地层预加固后盾构穿越数值模拟结论从技术可行性和方案经济性进行全面分析，考虑根据监测数据，优化匹配盾构掘进参数