隔离桩技术在小净距盾构隧道中的应用.pdf

建材世界2 0 1 3 年第3 4 卷第1 期 d o i ：1 0 3 9 6 3 j i S S r L1 6 7 4 6 0 6 6 2 0 1 3 0 1 0 2 1 隔离桩技术在小净距盾构隧道中的应用 杨元军 ( 中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司，上海2 0 0 1 3 5 ) 摘要：以武汉地铁4 号线一期第四标段铁机村站岳家嘴站盾构区间为背景，详细介绍了在盾构小净距平行隧 道施工的情况下采取的加固措施，并通过各种监测表明，这些措施能够满足工程实际的需要。 关键词：小净距；地铁；隔离桩；盾构；隧道 A p p l i c a t i o no fP a r t i t i o nW a l lM e t h o dI nS h i e l d e d T u n n e l i n gw i t hS m a l lI n t e r v a l Y A N GY u a n - j “咒 ( S h a n g h a iR a i lT r a n s i tE n g i n e e r i n gC o ，L t d ，C h i n aR a i l w a y1 7 出B u r e a uG r o u p ，S h a n g 垴2 0 0 1 3 5 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：B a s e do nW u h a nM e t r oL i n e4p h a s ef o u r t hs e c t i o nT i eJ i c u nS t a t i o nt oY u eJ i a z u iS t a t i o n ，t h i sp a p e rd e - s c r i b e di nd e t a i lt h er e i n f o r c e m e n tm e a s u r e si nt h es h i e l dt u n n e lc o n s t r u c t i o no fs m a l ls p a c i n gp a r a l l e lT h r o u g hv a r i o u s m o n i t o r i n g s t h i sp a p e ri n d i c a t e dt h a tt h e s em e a s u r e sc a nm e e tt h en e e do fe n g i n e e r i n gp r a c t i c e K e yw o r d s ：s m a l li n t e r v a l ；m e t r o ；p a r t i t i o nw a l l ；s h i e l d ；t u n n e l 在许多城市修建地铁的过程中，盾构隧道技术应用已越来越广，而且都不可避免地需要在一些建筑物的 基础下或者桥梁的深桩之间穿行，因此使得两条隧道的净距离也变得越来越小。如何解决两条隧道近距离 施工的相互影响就成为盾构施工亟待解决的一个难题。 1 工程概况 武汉轨道交通4 号线一期工程土建第四标段含两个车站( 铁机村站、罗家港站) 、两个盾构区间( 岳家嘴 站铁机村站、铁机村站罗家港站) ，其中铁机村站岳家嘴站区间为地下区间，位于欢乐大道正下方，采 用盾构法施工。两条隧道呈平行状，左D K 2 1 + 9 9 4 2 9 0 - - - 左D K 2 2 + 2 5 5 3 9 0 ，长3 6 1 1m 最小间距2 5m ； 左D K 2 2 + 2 5 5 3 9 0 左D K 2 2 + 4 2 2 2 2 9 ，长1 6 6 8 3 9m 间距从2 5m 渐变至4 2m 。根据工筹，盾构于铁 机村站西端头井右线始发，待岳铁区间右线贯通后，于明挖段轨排井内进行盾构机调头，施工岳铁区问左线。 2 工程重难点及相应技术措施 在盾构左线D K 2 1 + 9 9 4 2 9 0 左D K 2 2 + 2 4 5 7 1m 范围内覆土厚度不足6m ，局部最浅覆土仅3 7m ， 盾构机施工时由于土压较小，姿态较难控制。左线盾构穿越垂7 0 0 次高压燃气管线近3 0 0m ，盾构与燃气管 线最小净距仅1 3 5m 。盾构左线施工时，由于隧道间距太小，且长达4 3 0m 的隧道最小间距只有2 5m 。 掘进过程中势必对两条隧道间的土体产生较大扰动，进而影响右线隧道。在不可预料的情况下，可能造成右 线隧道偏移、管片变形及破裂。从而造成的地面隆沉及面7 0 0 次高压燃气管线变形，安全风险极高。为增强 隧道间土体的抗压、抗剪能力、控制管片的变形、隧道的偏移等，须对隧道问土体进行加固。 2 1 隧道闻土体加固措施 对左D K 2 2 + 0 0 4 2 9 0 “ - - 左D K 2 2 + 4 2 2 2 2 9 段采用直径10 0 0m m 素混凝土隔离桩进行加固，对改迁难 收稿日期：2 0 1 2 1 1 - 0 5 作者简介：杨元军( 1 9 8 2 - ) ，工程师。E - m a i l ：j i a n c a i s j 2 6 3 n e t 7 4 万方数据 建材世界 2 0 1 3 年第3 4 卷第1 期 度极大且费用很高的直径7 0 0m I n 的次高压燃气影响的地段，拟采用高压旋喷桩注浆加固。区间隧道间隔 离桩加固区域里程：左D K 2 2 + 0 0 4 2 9 0 左D K 2 2 + 4 2 2 2 2 9 ，桩数3 8 6 根，其中灌注桩共3 4 8 根，双管旋喷 桩共3 8 根。 桩体为 1 0 0 0 钻孔灌注桩泥浆护壁成孔，桩问净距0 1m ，隔离桩桩顶取到现状路面下1 3I n ，桩体底 标高位于区间隧道底标高下2 0m 。桩顶设置10 0 0m i l l 8 0 0r a i n 冠梁，冠梁通过1 2 4 ) 2 0 ，单根长 14 0 0n 姗插筋与隔离桩连接。隧道间土体钻孔灌注桩加固剖面如图1 所示。 桩体在燃气影响地段，施工采用4 ) 10 0 0 双管旋喷注浆加固，旋喷桩根据设计图的位置布置，加固区域顶 面标高控制在燃气管底1 0I n 以下，底标高为隧道底板外轮廓下2 0m ，旋喷桩双管压力在2 5 - - - 3 0U P a 以 上，提升速度为8c m m i n ，旋喷速度1 0r r a i n ，水灰比不大于0 7 。桩身垂直度偏差不超过1 ，施工后应选 取3 根桩进行抽芯检测，强度要求达到1 2M P a 。隧道间土体旋喷桩加固剖面如图2 所示。 图1 隧道间土体钻孔灌注桩加固剖面图 图2 隧道间土体旋喷桩加固剖面图 2 2 为减小对右线隧道的影响施工左线时采取的技术措施 在盾构浅覆土施工范围，控制土压，依据地面监测变形情况进行适当降低，掘进平均速度保持在 2 5c m m i n 以内，且掘进速度保持平稳，变化不宜过大。 在保证同步注浆系统正常运转的前提下，适量加大同步注浆的含砂率，二次注浆及时跟进，盾尾9 环后 开始二次注浆。 根据右线掘进时土体的改良情况，调整泡沫注入配合比为3o A ，发泡倍率6 8 ，刀盘转速控制为 1 3r m i n ；) t 3 宜。在盾构进入浅覆土段时，降低刀盘转速为0 7r r a i n ，以减小推进过程中对土体的扰动，减 少对右线隧道的影响。 、 2 2 1 管片内力监测 。 为保证左线盾构掘进过程中不会影响到右线隧道的安全，在右线 隧道内布设了各种监测仪器，对小净距右线隧道的管片内力、管片内净 空变形情况等进行了2 4h 不间断的监测。 管片内力通过在管片内侧贴应变片测试相应位置应力间接得到。 2 7 0 。 根据试验段钻孔桩及高压旋喷桩段隧道间土体加固。分别选取2 个典 型断面进行盾构隧道施工过程管片内力测试。右线测试管片为同一里 程的左线盾构机掘进掌子面开始至向前4 环。被测环的里程见表1 。 为使测试数据具有典型性和代表性，在每一被测环的内侧均匀布设4 个应变片，测点具体位置见图3 ，测试分析结果详见图4 及图5 。 表1 被测环的里程及特性一览表 1 8 0 。 图3 管片环向应变片布置图 图4 及图5 分别给出了被测环各测点随盾构推到不同位置的应力变化，规定拉应力为正，压应力为负。 7 5 万方数据 建材世界 2 0 1 3 年第3 4 卷第1 期 其中钻孔桩测试段最大应力为5 5 3M P a ，高压旋喷桩测试段最大应力为6 8 9M P a ，远小于管片强度 5 0M P a 。 毋 山 ! R 馏 虹 她 左线环号环 图41 ”被测环应力一推进环数位置曲线 2 2 2 隧道水平收敛监测 2 2 52 2 72 2 92 3 12 3 3 左线环号，环 图52 ”被测环应力一推进环数位置曲线 隧道水平收敛监测使用J S S o o A 数显收敛仪。取如下2 个断面( 钻孔桩段一个断面，旋喷桩段一个断 面) 测试结果进行分析。测试及分析结果如图6 所示。 从图中数据可以看出钻孔灌注桩测试段管片水平收敛最大为0 6 3m m ，高压旋喷桩测试段水平收敛最 大为4 1 3I T I I T I ，远远低于设计要求的+ 1 0 一1 0m m ，结构处于安全可控状态。 1 l 1 藉0 莘。 薹。 犯一0 0 3 结 6 Y 1 9 日6 月1 1 日6 月1 3 日6 f 1 1 5 日6 月1 6 日6 月1 7 日 7 月l o l l 一17 1 1 1 0 l J - 27 月1 0 H - 37 f 1 1 1H - 17 月1 1 1 t - 27 月1 1 H - 3 监测日期监测日期 图6 管片累计收敛与盾构掌子面距离关系曲线 蓬 嘲 在隧道近距离施工的3 0 0 环内，通过采取上述措施，保证了设计要求的各项技术指标，对岳铁区间右线 隧道起到了很好的加固作用，保障了左线隧道及其正上方安全风险极大的( I ) 7 0 0 次高压燃气管的安全。 扎在盾构隧道小净距施工的情况下，对隧道间土体采取加固措施是必要的。通过对钻孔桩测试段及旋 喷桩测试段的管片内力、管片水平收敛等进行监测证明，采取隧道问土体加固措施后隧道的各项指标均能满 足设计和实际的需要。 b 隧道间采用钻孔桩加固土体比高压旋喷桩作用明显。但是高压旋喷桩克服了钻孔桩在管线下不能 施工的不足。钻孔桩与旋喷桩在小净距隧道中一起使用可以取长补短。 C 从武汉地铁4 号线一期四标段的成功经验来看，小净距盾构隧道施工是可行的，能够为类似隧道的设 计和施工提供可靠的依据。 参考文献 1 3 王启耀近距离双线盾构隧道施工相互影响的监测与分析 J 地下空间，2