盾构端头井洞门SMW工法桩围护结构防渗漏水施工工法法

1、盾构端头井洞门SMW：法桩围护结构防渗漏水施工工法中铁十一局集团城市轨道工程有限公司姓名1姓名2姓名3姓名4姓名51.前言城市轨道工程盾构法施工期间，盾构机进出洞，SMVT法桩围护结构的洞门需对 网钢进行拔除，由于SMW法桩与加固体之间缝隙处理时间过早，水泥土搅拌桩桩体破碎，微承压 水层未能完全阻断等原因，出现洞门网钢拔除后渗漏水隐患。为规避盾构机进洞接收涌水涌砂风险，以中铁十一局承建的无锡地铁 2号线7标友谊路站为依托，研究在研究 SMWZ法桩盾构洞门端头井加固工法的基础上，创新采用以盾构隧道洞 门封堵墙+袖阀管法的综合注浆为核心技术的端头井防渗漏水施工工法。实践证明，该工法 攻克了微承压水

2、地质条件下，H型钢拔出后出现洞门渗漏水的问题，实现了盾构机安全、平稳、高效的进洞接收，减小了地表沉降，降低了对周边环境影响，并推进了SMW法桩基坑围护在软土层地铁施工中的应用，也为类似的城市地下工程空间项目提供技术借鉴。该工法相关技术已获得1项发明专利，且创新技术荣获股份公司优秀论文一等奖，技术 Q城果荣获湖北省市政工程协会一等奖和全国市政工程协会一等奖。.工法特点与传统施工技术相比，该技术从本质上解决了洞门渗漏水的问题，排除了洞门发生 坍塌的重大安全隐患，提高了盾构机进洞安全系数。该施工工艺简单、地质情况针对性强， 缩短了 H型钢的租赁周期，节约了施工成本， 同时，避免了对地下空间资源污染的

3、问题，实现了经济、环保效益的双赢。该工艺的应用，推进了 SMW工法桩基坑围护在软土层地铁施工中的应用。该施工工法所运用的材料和机械都为常规机械材料，且H型钢可回收，周转使用，无污染，成本低。.适用范围本工法适用于软土地区、微承压水或富水地层，以SMW：法桩作为围护结构盾构端头井 洞门防渗漏水施工。.工艺原理临时封堵墙施工技术已施工成型的盾构端头井洞门圈内，采用双层双向钢筋网片、商品混凝土浇筑制作临时封堵墙，临时封堵墙水平、 竖向钢筋网片两端均与盾构隧道洞门环钢板焊接固定，确保整体性。如图4.1-1所示。图4.1-1临时封堵墙配筋示意图H型钢拔除+桩内同步注浆综合技术型钢拔除通过液压千斤顶配以吊

4、车进行。通过专用的液压夹具夹紧型钢腹板，构成顶升反力支座，咬合型钢受力后，使夹具与型钢一体共同提升。2只200T的千斤顶分别放置在型钢两侧，座落在混凝土支撑冠梁上，型钢套在液压夹具内，两边液压夹板咬合，顶紧型钢腹板。型钢拔除过程中，逐渐升高的型钢用吊车跟踪提升，直至全部拔除，驳运离现场。型钢 拔除过程中根据环保要求采用跳拔的方式，型钢拔除同时采用袖阀管注浆，型钢拔除速度与注浆速率相协调，做到型钢拔除时能同步注浆。加固体与围护结构间隙袖阀管注浆技术三轴搅拌桩施工工艺造成盾构端头井加固体和围护结构之间不能完全密贴，存在400mm的施工间隙，端头井对应主体结构施工完成后需要对该间隙进行注浆加固。袖阀

5、管 注浆法通过孔内封闭泥浆、单项密封阀管、注浆芯管上的上下双向密封装置减小了不同注浆 段之间的相互干扰，降低了注浆时冒浆、串浆的可能性。袖阀管特殊的注浆孔结构使注浆施 工时可根据需要灌注任一注浆段，还可进行同一注浆段的重复施工。.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程盾构端头井防渗漏水施工程序如图5.1-1所示。图5.1-1盾构端头井防渗漏水工艺流程图施工准备及操作要点施工准备(1)清场备料。清除端头井场地，满足35T汽车吊就位和拔除 H型钢放置。优先进场垂直引孔设备、袖阀管注浆设备和浆液拌合设备。(2)测量定位。按照设计要求定好袖阀管注浆管埋设孔位置，做出明显标记，方便引孔施工。(3)地面切缝，

6、开凿宽度宽度 200mm深度150mm勺泥浆回流槽和1000mm*1000mm*1000mm 的泥浆收集坑，满足环保、文明施工的要求。(4)搭设临时注浆棚，进场的袋装水泥和袖阀管注浆后配套设备等材料入棚设置整齐， 满足标准化施工要求。(5)临时用电满足“三级配电、两级保护”要求。操作要点(1)钢筋网片制作根据盾构洞门圈实际尺寸，依据设计钢筋间距计算钢筋下料的长度，每根钢筋依据弦长编号。钢筋网片焊接绑扎按照号码牌一次绑扎成型，内外排钢筋网片之间设置定位钢筋，保 证钢筋骨架间距。(2)临时封堵墙施工临时封堵墙厚600mm,采用B12双层双向钢筋网片，水平、竖向两端均与盾构隧道洞门环钢板焊接固定，整

7、体性能高。封堵墙内外混凝土保护层厚度均为30mm,在洞门封堵墙模板关闭后，采用C30商品混凝土进行浇筑，如图 5.2.2-1和图5.2.2-2所示。临时封堵墙施工时由于封堵墙钢筋与盾构预埋钢环焊接，且混凝土为后期浇筑，封堵墙与盾构钢环交接面有渗漏可能。因此待封堵墙施工并达到强度要求后，观测交接面是否有渗漏，并视渗漏量的大小采取站内压浆堵漏措施。图5.2.2-1 临时封堵墙施工图图5.2.2-2 临时封堵墙水平注浆示意图(3) H型钢拔出+桩内同步注浆临时封堵墙达到设计要求且无渗漏水后，即可拔出H型钢，型钢拔出同时采用袖阀管注浆，型钢拔出速度与注浆速率相协调，做到型钢拔出时能同步注浆。注浆采用？

8、63袖阀管注浆，注浆管深度同工字钢，为围护结构冠梁顶下20.4m。注浆采用双液注浆(水玻璃与水泥浆配比在1: 1.151: 1.5,同时水灰比按照0.8的水泥浆，采用35波美度水玻璃，用水1 :1稀释，具体视现场水玻璃凝固情况可适当调整。袖阀管注浆压力不宜大于0.2Mpa,每根袖阀管注浆量不宜少于0.23m 3。袖阀管可重复注浆，初次压浆完成后应予以保护，后期可补 充压浆。袖阀管采用聚氯乙烯塑料管等软质管套，便于盾构机推进。如图5.2.3-1和图5.2.3-2所示。(4)加固体与围护结构间隙注浆型钢拔出且围护桩内注浆完成后即可实施本道工序。注浆采用？63袖阀管注浆，本道工序注浆参数与H型钢同步

9、注浆浆液。袖阀管注浆量以注浆压力来控制，注浆压力控制在0.30.8MPa之间，端头井加固体以4下区域以0.8Mpa控制，洞门底至加固体底区域以0.4Mpa控制，其余部分以0.3Mpa控制。袖阀管可重复注浆，初次压浆完成后予以保护，后期可补充压浆。袖阀管可采用聚氯乙烯塑料管等软质管套，便于盾构机推进。卜陛钢拔出注浆示意图如图 5.2.2-3和图5.2.2-4所示。加固体与围护结构之间注浆如图5.2.2-5所示。LA至今篇头并PAWcOv $63轴同管注浆iiii.1iiHII11tiI图5.2.2-3H钢拔出后袖阀管注浆平面图工上更柄息I社第:上丁 2C *c工率我图5.2.2-4 H型钢拔出同

10、步注浆袖阀管位置详图出头尹滤甑国区边线hJLjrJ&1一f63构周管注系图5.2.2-5 加固体与围护结构之间注浆图迸入6T层若土层In(5)水平抽芯检测盾构隧道洞门抽芯10个检测探孔，探孔深度1700mm,探孔穿透围护结构和端头井三轴 搅拌桩遗留夹心饼干层，观察渗水情况。对端头井盾构洞门渗漏水采取措施以后，在盾构机进洞、出洞及洞门环封堵各施工环节中，进一步对“盾构隧道洞门封堵墙+袖阀管法综合注浆技术”加固效果进行了确认，其活动目标完成情况取得以下效果（见表5.2.2-1和图522-6）:盾构隧道洞门封堵墙+袖阀管法的注浆工法可行，实现了 SMM法桩起拔过程中盾构洞门渗漏水率为0,盾构洞门水平

11、探孔取芯渗漏水率为0的目标。表5.2.2-1渗漏项目验收表序号项目对策措施落实情况检验方法目标值实际值1渗漏水堵漏依据设计、规范完全 实施24h值班观测涌泥沙率0大里清水，无 泥沙2封堵墙施工依据设计、规范完全 实施值班观测涌泥沙率0大里清水，无 泥沙3H型钢起拔依据设计、规范完全 实施值班观测涌泥沙率0微量清水，无 泥沙4袖阀管注浆 施工依据设计、规范完全 实施值班观测渗漏水率0渗漏水率05抽芯探孔依据设计、规范完全 实施取芯观测（10）渗漏水率0渗漏水率0-堵沂用堵墙堵工H里!都肥掳袖阀官注浆抹.图5.2.2-6采取措施各阶段涌水涌沙量曲线图.材料与设备主要施工材料与设备见表6.1。表6.

12、1主要施工材料与设备表序号名称型号数量1钢筋网片B12双层双向钢筋网2t2商品混凝土C3023m33双液浆水玻璃与水泥浆配比在1 : 1.151: 1.5,同时水 灰比按照0.8的水泥浆，采 用35波美度水玻璃。以实际注浆压力控制4聚氯乙烯塑料袖阀管?631200m5双液注浆泵机ZKSY90-125 型1台66高速制浆机JW-600 型1台7引孔机小型引孔机1台8H型钢液压起拔器900T静压油缸起拔器1套935T汽车吊SCT500C1台10模板、脚手架?48,20mm竹胶板根据现场实际情况11取芯机Z1Z-CF02-180 型1台12圆木塞?50mm20根.质量控制工程质量控制标准地下工程防水

13、技术规范GB50108-2008。注浆工程防水技术规范GB50108-2001。型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ138-2001。地下工程渗漏治理技术规程 JGJ/T212-2010。地下防水工程质量验收规范 GB50208-2011。具体实施过程中质量保证措施本工法中，质量控制的重点是临时封堵墙施工、引孔和袖阀管安装、H型钢拔除过程中孔隙同步注浆、盾构端头井加固体和围护结构之间加固体袖阀管法注浆。临时封堵墙钢筋网片尺寸随洞门环弦长位置变化，钢筋下料过程中应严格按照下料单技术交底尺寸下料，钢筋绑扎安装过程中两端抵靠洞门圈钢环后焊接固定后，钢筋保持横平竖直，临时封堵墙分层浇筑，浇筑过程中振捣密

14、实。水玻璃与水泥浆配比在1: 1.151: 1.5,同时水灰比按照 0.8的水泥浆，采用 35波美度0.2Mpa,每根袖阀管注浆量不宜少于 0.23m 3。H型钢起拔后注浆量依据实际注浆压力控制。注浆过程中必须进行严格的质量控制和质量检验，其主控项目包括原材料检验、 注浆体强度、注浆施工顺序等。一般项目包括各种注浆材料称量误差、注浆孔位、注浆孔深、注浆压力、注浆流量等。注浆施工情况必须如实和准确记录，应有压力和流量记录，采用自动流量和压力 记录仪。施工中要对资料及时进行整理分析，以便指导注浆工程的顺利进行，并未验收工作做好准备。.安全措施认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，根据国家

15、有关规定、条例， 结合施工单位实际情况和工程具体特点，形成安全生产管理网络， 执行安全生产责任制，明确各级人员的职责， 抓好工程的安全生产。 施工前，施工人员要根据具体的工序对施工班组 进行安全技术交底，班组长每天上班对全班工人要进行上岗安全交底。钻机、H型钢起拔器等在调试正常后方开机施工。施工中，电动机械及照明电，设有良好的接地装置及安全保护罩。钻机注浆泵及高压管路必须试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，方准施工。每次注浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。特种作业人员必须持证上岗，焊接作业人员在作业前必须取得现场合格的个人焊接 取样检测报告，方可进

16、行正式作业。作业面配备必要的消防设施。编制针对性的涌水专项应急预案，配备必要的应急物资。.环保措施环境保护执行法律、法规中华人民共和国环境保护法。中华人民共和国环境噪声污染防治法。中华人民共和国固体废物污染环境防治法。认真执行公司建筑施工噪声防治办法。现场易产生噪声的钻机等机械设备四周 应搭设工作棚，做好噪声围挡屏障。在确保注浆效果的前提下，尽量降低注浆压力和流量，降低孔隙水压力的突增量， 有利于孔隙水压力的消散。采用由建筑物或管线的近端向远端推进的施工顺序，将施工引起的附加地内压力向 远侧引导。控制周边环境影响最重要的是对注浆进行严格的信息化施工管理，即在施工期间对周边环境进行严密的观测和监

17、测，并将相关信息及时的传递至施工方面，施工方面及时对信息进行分析，并根据分析结果对施工工艺、技术参数、施工顺序、施工速度等进行调整。.效益分析经济效益本项目新增利润主要体现在：针对西端头盾构井右线洞门圈SMM法桩H型钢起拔回收后渗漏水的问题，研究采用盾构隧道洞门封堵墙和袖阀管法综合注浆施工工法。改进的盾构隧道洞门渗漏水结构简单，其施工对环境污染少、水文地质情况针对性强，并提高了盾构进 出洞安全系数、缩短H型钢租赁周期，降低了施工成本， 施工成本可控制在 6万元以内，综 合效益显著。主要经济效益分析如下：经济效益=H型钢租赁费+ (对策表费用 Max-对策实施费用)+风险费用+管理费用 =44.

18、3 万元+ (19.1-11.8 )万元+100万元+20万元 =171.6 万元。社会效益通过采用该技术妥善解决了现有地铁基坑SMM法桩基坑围护结构、盾构隧道端头井加固体、加固体与围护结构之间缝隙处理及SMWE法桩H型钢起拔回收后渗漏水的问题，可彻底根治漏水现象，无后期隐患。该技术因施工技术先进，经济效益显著，治理效果良好，已 被公司指定为推荐使用技术，并为类似地铁施工项目提供了借鉴和参考。.应用实例无锡地铁2号线07标该工法主要在 2012年12月提出并进行研究，并于 2012年12月至2013年1月应用于无锡地铁2号线07标友谊路站西端头端头井型钢拔出防渗漏水处理中。该端头井基坑深度为11.9m,围护结构采用 SMM法桩，桩长2