盾构隧道小距离下穿既有建筑土体加固技术.docVIP

盾构隧道小距离下穿既有建筑的土体加固技术 李树武1,2 何晓东2 吕擎峰3 (1.成都理工大学环境与土木工程学院，成都，610059； 2.中国水电顾问集团公司西北勘测设计研究院，西安，710065；3.兰州大学土木工程与力学学院，兰州，730000） 摘要：隧道穿越既有结构物的工程是隧道工程的一个关键。选用1 前言 随着隧道地下工程学科的发展地下结构日益多样化、复杂化。以隧道形式穿越既有结构物的工程逐渐增多,如施工措施不当往往会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,解决隧道下穿问题,是发展隧道与地下工程的一个关键。2 工程概况 为保证盾构机在不影响住宅楼安全情况下顺利通过，采用二重管无收缩双液注浆工法对隧道土体进行注浆加固处理。通过注浆，密实土体间隙，疏干过量水分，从而使浆液与土体形成复合地基，且有较高的抗压强度和支承保护能力，确保地面管线及密集建筑物的安全。 3 工程地质条件 根据地质勘察资料，本场地区域构造稳定、地形开阔、稳定性较好，无地质灾害存在，无岩溶、土洞、危岩及对工程安全有影响的滑坡等不良地质作用的存在，无影响建筑物稳定性断裂通过。①层和杂填土①1层，该层一般厚度0.4～3.0m，最大厚度为16.7m，层底标高为17.30～33.00m。 （2）第四纪全新世冲洪积层： 主要地层为北京地区粉土③层、粉质粘土③1层、粘土③2层、粉细砂③3层、中粗砂③4层，该层主要分布在K16+900以北，厚度为0～7.10m，层底标高为11.18～29.00m。 粉质粘土④层、粘土④1层、粉土④2层、粉细砂④3层、中粗砂④4层，该层在线路沿线普遍分布，层厚为1.90～16.8m，层底标高为8.07～18.05m。 3.2 水文地质条件 现场钻探期间，42m范围内从上至下依次为：上层滞水、潜水、承压水三种类型。 上层滞水水位埋深3.46～3.80m；主要受大气降水、绿地灌溉和自来水、雨水、污水等地下管线的垂直渗漏补给。 层间潜水水位埋深为15.7～19.5m；其含水层主要为粉土④2层、粉细砂④3层。潜水以径流补给及大气降水、灌溉水和上层滞水的垂直渗透补给为主，以侧向径流和向下越流补给承压水的方式排泄。承压水水头埋深为31.8～36m，在隧道施工范围之外。 4 土体加固方案设计 本工程隧道穿越粉质粘土、淤泥质粉土层，水位较高，自稳性极差，开挖易形成土体流失，造成坍塌，危及上部管线及地表建筑物及构筑物的安全。故需对隧道影响范围内的土层进行地质改良，使松散土体得到充分填充及密实，使地层的不透水性增强，且具有一定强度，达到止水加固之目的。确保拱顶上部管线及建筑物的安全，从而保证工程施工的顺利进行。 4.1 工法选择 目前，国内常采用的注浆施工方法多为静压注浆法、高压喷射注浆法、深层搅拌注浆法等。相比较而言，二重管无收缩双液注浆能够实施定向、定量、定压注浆，具有渗透力强的特点，使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并固化，改变了岩土层的性状,注浆效果好。通过比较，采用二重管无收缩双液注浆WSS工法对隧道周围土体进行加固的施工方案，施工方法采用扩散式倾斜钻杆回抽注浆法进行施工[1,2]。 扩散式倾斜钻杆回抽注浆法在隧道穿越管线及地表建筑物，不能垂直钻孔时采用，其特点：孔位分布均匀性较差，倾斜钻孔难度较大，且浆液扩散分布均匀度较差，故须采用增加注浆孔数来确保加固止水效果。 4.2 注浆材料参数设计 由于本工程隧道穿越粉质粘土、淤泥质粉土层，有地下水，注浆材料参数设计充分考虑了浆液如下几个功能要求： 1）不溶解于地下水； 2）对不同地层，凝结时间可调节； 3）注浆后强度能达到1MPa以上，且可起到止水作用。 基于此，基本确定选择水泥-水玻璃双液浆，当双液浆及时充填到土体中的空隙后，由于浆液能够速凝并可在瞬时内初凝，起到强化和加固作用，同时在注浆过程中，由于浆液流失少可有效提高充填量，及时补充由于诸多原因造成的土体损失，限制土体位移，达到在未影响地质结构之前减少地面沉降和塌方。同时当双液浆在充填土体中的空隙达到一定的饱和度，会在压力的作用下，逐渐的扩散不断的填充空隙，对周围土体产生挤压并劈入土体的薄弱部位，形成交叉网状凝固体，从而增强了土的密实度和压缩模量，扩大了应力场，提高承载能力，大大提高了土体的整体性。 针对本工程的加固土体的特点，根据施工经验，浆液的配比选择拟如下表，可以根据实际施工适当调整。 A 液 B 液 C 液 硅酸钠 100L 水 100L Gs剂 8.5% P剂 4.5% H剂 6.7% C剂 7.1% 水 水 泥 42% H 剂 4.6% C 剂 3.2% 水 200L 200L 200L 注：溶液由A、B液组成；悬浊液由A、C液组成 4.3 注浆范围的设计 根据地质勘察报告，结合现场实际的工程