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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
2、山路之下,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#
3、线隧道以379.851ｍ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。
4、具体实施为:在盾尾后5～8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
5、工过程中及结束后,对地铁2#线有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°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
6、形较大的部分,打开预留的注浆孔,进行再注浆,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
7、护措施的实际效果以及盾构推进的过后惰性浆液同步注浆。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SC34
8、5点的累计沉降接近为零时开始对ＳＣ345点对应区域的隧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,补
