上海某地鐵旁通道融沉注漿效果分析

許舒榮

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),為了緩解交通壓力,我國(guó)越來(lái)越多的城市開(kāi)始進(jìn)行地鐵工程建設(shè),如上海、北京、天津、南京、沈陽(yáng)等。旁通道工程(相鄰兩個(gè)地鐵站間區(qū)間隧道基本均設(shè)計(jì)有旁通道)是地鐵隧道工程的一個(gè)重要組成部分。當(dāng)?shù)罔F隧道所處地層為松軟含水地層時(shí)(如上海、天津),水平凍結(jié)施工旁通道是行之有效的方法,具有不可替代的優(yōu)越性。采用凍結(jié)法加固土體具有強(qiáng)度提高快、加固所需時(shí)間短、整體穩(wěn)定性能高、隔水性能好等優(yōu)點(diǎn)。但是采用凍結(jié)法施工地鐵旁通道后期存在融沉問(wèn)題,會(huì)引起旁通道周?chē)鷧^(qū)域隧道及地表沉降。因此,在旁通道結(jié)構(gòu)完成之后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行融沉注漿,以解決融沉問(wèn)題[1-4]。本文介紹了上海地鐵某區(qū)間旁通道工程的融沉注漿情況及注漿效果。

1 工程概況

上海市某地鐵旁通道工程位于兩站區(qū)間隧道之間,區(qū)間圓形隧道內(nèi)徑5 500 mm,管片厚度350 mm。旁通道所在位置處隧道上、下行線(xiàn)的中心標(biāo)高均為-15.92 m,隧道中心距為12.4 m。整個(gè)旁通道由與管片相接的喇叭口、水平通道和通道下方的集水井三個(gè)部分組成,其中通道為直墻圓弧拱結(jié)構(gòu),集水井為矩形結(jié)構(gòu)。通道和集水井均采用兩次襯砌,初次支護(hù)層厚度200 mm,通道墻和集水通道與隧道連接處(喇叭口)結(jié)構(gòu)層外擴(kuò)厚度為600 mm。旁通道處于⑤1-1灰色黏土層、⑤1-2砂質(zhì)粉土地層中,缺失⑦1承壓含水層,旁通道結(jié)構(gòu)底部距⑧2-1承壓水層18 m,見(jiàn)圖1。

本旁通道工程于2008年8月23日正式開(kāi)工施工凍結(jié)孔,至9月20日凍結(jié)孔及測(cè)溫孔施工完成,共施工72個(gè)凍結(jié)孔和14個(gè)測(cè)溫孔。在鉆孔過(guò)程中,由于⑤1-2粉質(zhì)黏土夾粘質(zhì)粉土含水量較大,雖嚴(yán)格按照規(guī)程以及施工組織設(shè)計(jì)要求的二次開(kāi)孔工藝進(jìn)行夯管施工,但在透孔以及鋼管片上鉆孔施工時(shí),仍產(chǎn)生了一定噴涌砂冒泥現(xiàn)象。冷凍系統(tǒng)于10月2日安裝完成,10月3日開(kāi)始凍結(jié)運(yùn)轉(zhuǎn),11月23日進(jìn)行旁通道開(kāi)挖(積極凍結(jié)50 d),12月16日結(jié)構(gòu)主體結(jié)束,12月19日關(guān)閉冷凍機(jī)。

2 注漿情況

本旁通道工程于12月25日進(jìn)行了充填注漿,注漿總量為21.2 m3。半個(gè)月后,2009年1月9日開(kāi)始進(jìn)行融沉注漿,注漿總量為47.3 m3,到5月12日結(jié)束。注漿材料采用水泥—水玻璃雙液漿,以少量、多次、均勻?yàn)樵瓌t,注漿壓力不大于 0.5 MPa,注漿范圍為整個(gè)凍結(jié)區(qū)域。水泥—水玻璃雙液漿配比為:水泥漿與水玻璃溶液體積比為1∶1,其中水泥漿水灰比為 1∶1,水玻璃溶液采用B35～B40水玻璃加1倍～2倍體積的水稀釋。

3 注漿效果

1)隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)布置。

隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖2,其中SD6,SD7,SD9,SD10之間及XD6,XD7,XD9,XD10之間間距為2 m,SD8位于SD7和SD9正中間,XD8位于XD7和XD9正中間,其他相鄰兩點(diǎn)間的間距為3.5 m。

2)隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)沉降量。

隧道上行線(xiàn)和下行線(xiàn)的沉降情況基本相同,為了便于分析,以下僅對(duì)隧道下行線(xiàn)內(nèi)測(cè)點(diǎn)的沉降情況進(jìn)行分析,圖3為不同時(shí)間隧道沉降量沿隧道軸線(xiàn)方向的分布情況,圖4為旁通道附近下行線(xiàn)隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)XD7和XD8沉降量隨時(shí)間變化情況。

由圖3可知,在進(jìn)行融沉注漿開(kāi)始之前和融沉注漿結(jié)束時(shí),隧道沉降沿隧道軸線(xiàn)方向表現(xiàn)為不均勻性。沉降主要發(fā)生在靠近旁通道的位置,距離旁通道軸線(xiàn)7 m范圍之內(nèi)尤其明顯。融沉注漿開(kāi)始之前旁通道附近的隧道最大沉降在3.5 mm左右;融沉注漿結(jié)束之后旁通道附近的隧道最大沉降在7 mm左右。

由圖4可知,隧道沉降主要發(fā)生在充填注漿以后與融沉注漿開(kāi)始后的第一個(gè)月之間,沉降量達(dá)到4 mm左右,約占最后總沉降量的1/2,融沉注漿開(kāi)始后第二個(gè)月隧道測(cè)點(diǎn)沉降趨于穩(wěn)定,并且表現(xiàn)為上抬。從第三個(gè)月開(kāi)始,由于集水井處的凍土墻開(kāi)始融化,隧道沉降又開(kāi)始加劇。由于不斷進(jìn)行注漿,到第五個(gè)月,所有凍結(jié)壁均已經(jīng)解凍,隧道沉降趨于穩(wěn)定,最終最大沉降為7 mm左右,小于設(shè)計(jì)要求的10 mm。

4 結(jié)語(yǔ)

1)隧道最終沉降最大值為7 mm左右,隧道沉降量小于設(shè)計(jì)要求的10 mm,融沉注漿達(dá)到了預(yù)定的效果。2)隧道沉降都主要發(fā)生在充填注漿以后與融沉注漿開(kāi)始后的第一個(gè)月之間,因此旁通道結(jié)構(gòu)完成以后,在保證結(jié)構(gòu)安全的情況下應(yīng)盡可能早的進(jìn)行融沉注漿,另外在開(kāi)始融沉注漿的第一個(gè)月內(nèi)應(yīng)增加注漿頻率和注漿量,這樣可以有效地控制最終的沉降量。3)隧道沉降沿隧道軸線(xiàn)方向表現(xiàn)為不均勻性,沉降主要發(fā)生在距離旁通道軸線(xiàn)7 m范圍之內(nèi),對(duì)距離旁通道軸線(xiàn)較近的隧道區(qū)域應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)化注漿,從而有效地減小隧道的最終沉降量。

[1]岳豐田,張水賓,李文勇,等.地鐵聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)加固融沉注漿研究[J].巖土力學(xué),2008,29(8):2283-2286.

[2]茍明中.注漿在地鐵礦山法隧道中的應(yīng)用[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2007(5):95-98.

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[4]杜建林,梁興樸.注漿技術(shù)在聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖施工中的應(yīng)用[J].廣州建筑,2007(4):44-46.