地铁隧道收敛变形整治范文

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1前言

由于超大基坑在紧邻南京地铁2号线的区域降水开挖时，对应2号线地铁隧道区域水平径向收敛变形持续增大，隧道结构安全受到影响。因此在隧道两侧进行微扰动注浆，增加侧向土体强度和侧向抗力，控制隧道结构变形，从而保证地铁的运营安全。

2工程概况

南京金融城项目基坑位于南京地铁2号线雨润大街站～元通站区间两侧，共有4个基坑，基坑总面积5.8万平方米。其中，Ⅲ区基坑面积3.2万平方米，开挖深度平均为22米，局部深度25.95米，创造了目前南京市深基坑之最。由于该基坑紧贴运营中的地铁2号线，与地铁保护区贴合面达到350米，基坑围护结构外边线距地铁2号线区间最近距离约为15m，工程所在地的地质条件非常复杂，因此，安全风险极高，施工难度极大，成为南京地铁部门监控的1号工程。在该项目基坑开挖期间，雨润大街站～元通站区间隧道内相应区域收敛变形严重，上行线最大收敛变形达93.7mm，下行线最大收敛变形达86.1mm。经过专家组开会认定，须对隧道两侧进行微扰动注浆加固。

3微扰动注浆工法介绍

3．1工法背景随着上海地铁网络化运营的发展，地铁运营线路正以每年几百公里的速度发展。地铁投入运营距今已有十几年，隧道结构的各种病害也逐渐增加。由于上海的地质条件、设计、施工影响及列车长期运行振陷，当前运营隧道线路上为数不少的区域存在着程度不同的差异沉降，从而引起道床与管片脱开，隧道出现渗漏水等情况。运营地铁隧道的差异沉降，如不及时控制，任其发展，将影响地铁的运营安全。

3．2工法的建立与发展2009年，上海申通集团与上海隧道地基基础公司共同开发出了微扰动注浆工法，用于解决隧道变形治理这个世界性难题。经过5年多的发展，微扰动注浆工法逐渐完善。目前，本工法主要用于地铁隧道差异沉降和收敛变形整治。

3．3工法原理利用“双泵”将“双液浆”打出，通过特制的混合器充分混合，再通过注浆芯管注入土体，浆液在压力的作用下使得土体劈开，随着注浆芯管的提升，在土体中形成脉状注浆体，对于隧道的周边土层有填充、压密和加固土体的作用，能提高土层的强度和变形模量，控制隧道沉降、变形。

3．4工法特点(1)浆液可克服注浆过程中的跑浆现象，浆液流动范围(注浆加固体)较易控制，对土层扰动能降低到最小。(2)浆液有效的提高固结土体早期强度，避免了次日地铁的运营振陷而产生二次扰动、沉降及变形。(3)可以根据土层的不同层次和深度，按不同的加固要求分别处理，并且可以针对同一范围反复进行注浆处理。(4)根据隧道沉降变形预判和现场注浆控制相结合，实施即时的信息化施工措施，避免了注浆引起隧道抬升过大或收敛变形过大。

4方案设计

4．1注浆范围对所有收敛变形超过70mm的隧道环进行注浆，并外延3环隧道。对隧道底标高以上5.2m范围内进行注浆，注浆深度约26m。先在距离隧道边线3.6m位置进行1排注浆，然后根据隧道监测数据确定是否在3m位置增设注浆孔。

4．2施工流程(1)放样。由测量单位进行测量放样，在地面上确定每一孔的准确位置，及每环管片的覆土深度，以保证施工的精确性;(2)钻取导孔。由于本次注浆深度较深且局部位置有粉细砂及粉土不利于打设注浆管，故考虑用阿特拉斯开导孔，根据样点用阿特拉斯设备钻取注浆导孔深度为18m，以方便注浆管的打设;(3)安装套管。导孔钻孔完成后，放置套管以防塌孔、方便注浆芯管的打设;(4)打设注浆管隧道底部位置。用专用设备，根据每个孔的注浆深度逐根打设入土层，注浆深度约26m;(5)连接注浆管路。通过注浆管路将注浆泵、流量仪、混合器与注浆管等连接，开回流检查管路是否通畅;(6)配制浆液。用拌浆系统按水灰比0.6～1.0拌制水泥浆;(7)注浆、拔管。采用双泵双液注浆方法进行“微扰动”注浆，利用专用拔管设备边注浆边拔管，缓慢连续均匀的进行，拔管速度与注浆流量、注浆单节高度、注浆量相匹配约为每分钟拔5～10cm(根据实际监测数据调整拔管提升速度);(8)拔除注浆管。按要求完成注浆，注浆管停滞10分钟左右，待浆液初凝后，利用专用拔管设备将注浆管全部拔除，单次注浆完成。

4．3施工控制注浆时采用自动化设备实时监测的收敛数据来分析注浆效果，若单次注浆管片变形达到5mm，则立即停止注浆。注浆过程中，指定专职人员检查隧道内表观情况，以防止意外发生。

5施工情况

(1)由于本工程实际情况如隧道的埋深(更深)、土质条件(更差)、管片拼装形式与上海有很多的差异，缺少试验参数，因此先进行了20孔的试验段注浆，确定了注浆对于隧道变形有明显的整治效果，之后再进行大面积的注浆施工。(2)在砂性土层里进行注浆时发现，注浆效果很小，甚至部分区域发生反作用。为此，我们请教了多位专家，对施工参数和数据进行讨论分析，总结出几条可行性措施，比如增加单孔注浆量、进行多排注浆、缩短钻孔时间等。然后调整注浆参数在类似土层里进行了多次注浆试验，终于得出了合适的注浆参数，圆满完成了砂性土层里的注浆施工。

6注浆效果

本项目微扰动注浆于2013年12月9日开始，2014年9月26日凌晨结束，共计完成1295孔注浆。除了完成原定施工计划外，后期还根据隧道的收敛变形情况进行了跟踪注浆。

6．1第一阶段(2013.12.9～2014.4.30)第一阶段主要按照原施工方案进行施工，隧道两侧各施工一排。第一阶段注浆效果较平均。最大收敛变化量为－18.3mm(S551)。

6．2第二阶段(2014.5.1～2014.9.26)第一阶段施工完成之后，由于基坑施工，隧道管径持续扩大，另外部分区域初始收敛变形较大。因此，第二阶段主要针对变形超过7CM的隧道区域进行多排多次注浆。第二阶段注浆结束后，隧道相对于标准圆的累计变化量基本都在7CM以下，保证了地铁的运营安全。

7结语

(1)经过本次微扰动注浆，地铁隧道的收敛变形情况得到明显的改善，保证了地铁的安全运营，使本项目基坑开挖得以顺利进行。(2)随着经济的发展，国内各大城市都开始建设地铁并投入运营，隧道沉降、变形问题不容忽视，而微扰动注浆是最有效的解决方法，目前已成功运用于上海、杭州、南京等地的隧道变形治理工程。

作者：黄斌 冯师 马海鑫 单位：上海隧道地基基础工程有限公司