杭州地鐵隧道某區(qū)段不均勻沉降治理實踐

1、杭州地鐵隧道某區(qū)段不均勻沉降治理理論摘要： 杭州地鐵隧道大都處在軟弱地層中，由于盾構(gòu)施工擾動及列車運營震動的影響，導(dǎo)致地鐵隧道某運營區(qū)段出現(xiàn)了程度不同的不均勻沉降，從而引起滲漏、管片與道床脫開及管片開裂情況出現(xiàn)。假設(shè)不均勻沉降不能及時得到治理，任由沉降開展，將對隧道構(gòu)造平安和運營平安產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。根據(jù)以往治理經(jīng)歷，針對出現(xiàn)不均勻沉降區(qū)段的地層特點及地鐵維修保養(yǎng)現(xiàn)狀，決定摒棄傳統(tǒng)的治理方法，試驗地層微擾動注漿治理，通過工程實例探究出一套適用杭州地鐵不均勻沉降治理的方法。關(guān)鍵詞： 地鐵隧道；軟弱地層；不均勻沉降；微擾動注漿中圖分類號：U231 文獻標(biāo)識碼： A1 工程概況杭州地鐵某盾構(gòu)區(qū)間，洞徑外

2、徑6.2m，自2021 年8 月，在未開通運營前就出現(xiàn)較大范圍不均勻沉降，在使用傳統(tǒng)注漿方法治理后，再次出現(xiàn)沉降，治理效果一直不理想。2021年初本區(qū)間內(nèi)又出現(xiàn)6 處較大的不均勻差異沉降，最大沉降速率達-0.11mm/d圖1，上下行隧道沉降情況根本一樣。從施工情況分析，上下行線中設(shè)置兩處聯(lián)絡(luò)通道，由于聯(lián)絡(luò)通道采用冰凍法施工，后期融沉造成附近隧道不均勻沉降達10mm。從地質(zhì)條件分析，該區(qū)間盾構(gòu)隧道所處的土層為4 2 淤泥質(zhì)粘土和6 1 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土中，這類土層較軟弱，一經(jīng)擾動，土層強度降低，且在數(shù)年內(nèi)進展較大的固結(jié)和次固結(jié)沉降，對盾構(gòu)隧道沉降及沉降控制影響較大1。在檢查過程中，沉降區(qū)域有少許的

3、滲漏、管片與道床脫開及管片出現(xiàn)少量細(xì)小裂縫、上部隧道管片邊緣有局部擠壓破碎現(xiàn)象。目前，國內(nèi)對于治理飽和含水軟土隧道不均勻沉降一般采用劈裂注漿或壓密注漿的注漿方法，難以控制沉降效果，易發(fā)生負(fù)面影響，在運行的地鐵隧道中使用時可能會發(fā)生不良后果2。圖1 沉降累計圖借鑒上海地區(qū)所獲得的理論經(jīng)歷，決定采用雙液微擾動注漿加固法進展治理。雙液微擾動注漿加固法適用地層主要是流塑性淤泥質(zhì)粘土或受擾動的軟塑粘土，粉土及砂土地層。目前工法試驗、理論是以6.2m 和10.9m 外徑單圓盾構(gòu)隧道及6.3m 雙圓盾構(gòu)，因此本工法現(xiàn)適用于上述盾構(gòu)法隧道的差異沉降、隧道變形控制及地基加固。2 施工工藝微擾動注漿工藝是根據(jù)隧道

4、沉降預(yù)測曲線上各沉降點，沉降指標(biāo)進展的分區(qū)分階段的注漿治理，它在沉降段隧道縱向均勻布置多個注漿孔并施行屢次注漿。隧道在注漿抬升和注漿間隔時間內(nèi)的固結(jié)沉降的交替作用下逐漸穩(wěn)定，到達預(yù)期的控制沉降、改善隧道沉降曲線和由上至下分次注漿，3少量屢次持續(xù)時間較長。2.1 注漿孔位布置由于該區(qū)間段管片為錯縫拼裝，局部管片為不規(guī)那么錯縫拼裝，征求設(shè)計單位意見后，決定在軌道兩邊垂直于下臥土層的管片上進展鉆孔。其中，一個位于標(biāo)準(zhǔn)塊管片，一個位于拱放樣，用開孔成孔清理，灌入植筋膠安裝孔口管在孔口管上安裝底塊管片圖2，根據(jù)圖紙準(zhǔn)確放樣，防止切斷管片鋼筋。圖2 注漿意圖2.2 施工流程秉著“均勻、少量、屢次、多點“的

5、注漿原那么，整個施工過程需經(jīng)過屢次開孔注漿包括：一次開孔和二次開孔，直到隧道不均勻沉降速率穩(wěn)定，沉降得到控制。圖3 施工流程圖2.3 注漿系統(tǒng)與傳統(tǒng)的注漿工藝所用的設(shè)備不同，“微擾動注漿采用的設(shè)備主要包括：水泥漿泵、注漿流量記錄儀、羊角和注漿頭。設(shè)備體積小、流量小、數(shù)字化精細(xì)化程度高，盡量做到系統(tǒng)小巧，便于施工人員挪動操作以及減小對隧道的擾動。3 微擾動注漿有特點1注漿孔開孔較小，根本不損害管片。2采用了專用的注漿設(shè)備抑制了注漿過程中的跑漿現(xiàn)象。漿液流動范圍較易控制，對土層擾動能降低到最小。有效地進步固結(jié)土體早期強度，防止了次日地鐵的運營震動而產(chǎn)生的二次擾動。用開孔設(shè)備鉆通過球閥和防噴連接注漿

6、管路并拌制漿液按要求完成拔除注漿管關(guān)閉球閥，撤除防噴裝置撤除球閥，封孔 到達終孔條件是否3可控恒壓注漿泵對土體擾動小，設(shè)備體積小，易搬動，適用于狹小的施工場地。4可以根據(jù)土層的不同層次和深度，按不同的加固要求分別處理；并且可以針對同一范圍反復(fù)進展注漿處理。5根據(jù)隧道沉降變形預(yù)判和現(xiàn)場注漿控制相結(jié)合，施行即時的信息化施工措施，防止注漿引起上部隧道抬升過大和下部隧道收斂變形過大。6與傳統(tǒng)注漿工法相比，對周邊的土體只有微量擾動，隧道的穩(wěn)定性得到很好的控制，施工后期無明顯沉降和變形。7良好的整體施工組織安排適宜于運營地鐵隧道在有限的時間內(nèi)進展施工。 4 注漿參數(shù)在整個試驗過程中，注漿參數(shù)成為整個注漿成

7、敗的關(guān)鍵因素。調(diào)配適宜的水灰比、水泥水玻璃比，在確保不堵塞注漿管的情況下，保證水泥固結(jié)強度進步的同時縮短水泥凝結(jié)時間。確定適宜的拔管速度、注漿量和注漿間隔等參數(shù)，從而到達減少對地層的擾動的目的。借鑒上海淤泥質(zhì)黏土層中不均勻沉降治理的經(jīng)歷，總結(jié)出以下注漿參數(shù)：注漿材料：水泥漿水灰比為0.6，單次注漿長度及次數(shù)：在監(jiān)測數(shù)據(jù)的監(jiān)控下，單次注漿的試驗長度10 單次注漿量：單次注漿量配合單次注漿長度和材料摻入量確定，單次注漿量不應(yīng)大于90L/孔。拔管速度：根據(jù)單次注漿量、單次拔管長度和雙液漿流量，按下式可以確定：v=lV/q式中：v-拔管速度cm/min；l-單節(jié)注漿長度cm；V-單次注漿量L；q-雙液

8、漿流量L/min。注漿順序及跳孔要求：1垂直方向：由內(nèi)而外遞增，由下而上均勻拔管進展施工；2程度方向：每隔2 至3 環(huán)跳環(huán)施工，同孔重復(fù)注漿間隔不少于3 天。并根據(jù)監(jiān)測情況即時調(diào)整；每塊管片左右對稱進展注漿；由沉降量最大點向兩端進展，每次施工詳細(xì)注漿孔位嚴(yán)格按監(jiān)測數(shù)據(jù)在施工前確定。詳細(xì)孔位如圖4 所示。圖4 注漿順序圖5 工程理論為保證整個試驗平安順利的完成，整個試驗過程包含注漿施工和實時監(jiān)測兩局部，嚴(yán)格根據(jù)現(xiàn)場實時監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整注漿量及參數(shù)。試驗選擇上述不均勻沉降區(qū)間段上行1216 至5.1 注漿量最深深度達管片下300cm，嚴(yán)格遵循著“均勻、少量、屢次、多點的原那么。試驗過程中單孔單節(jié)拔管長

9、度為20cm，注漿壓力約為0.36MPa，水灰比為0.6 至0.8，15 次，所用水泥漿960L、水玻璃量330L。5.2 實時監(jiān)測抬升量中道床抬升監(jiān)測數(shù)據(jù)。表2 下行線90 環(huán)至120 環(huán)道床跟蹤監(jiān)測記錄表5.3 治理效果升9.3mm，管片累計最大收斂變形量3.7mm，沉降曲線如圖6；圖5 上行線試驗段沉降曲線圖圖6 下行線試驗段沉降曲線圖從上下行線試驗段沉降曲線可以看出，未注漿的區(qū)域仍有沉降現(xiàn)象；注漿區(qū)域短期加固效果比較明顯，長期沉降控制情況有待進一步監(jiān)測驗證。考慮到區(qū)間隧道底部可壓縮層比較厚，因此區(qū)間隧道的注漿加固和不均勻沉降控制，將是一個長期的過程。本次試驗段注漿范圍較小，沒能兼顧到全部沉降區(qū)域和隧道整體的線型。建議在今后的施工中，根據(jù)隧道沉降情況，適當(dāng)擴大注漿范圍。6 完畢語運營隧道不均勻沉降一直是隧道病害治理的難題，與傳統(tǒng)的注漿治理方式相比，微擾動注漿治理方法以調(diào)整隧道縱向線型，穩(wěn)定沉降為目的。為到達對地層的擾動最小，單次注漿時要嚴(yán)格控制注漿參數(shù)及隧道