地铁盾构井加固施工技术

摘 要：地铁施工中盾构井的加固十分关键，直接影响地铁的施工安全。文章结合某实体工程的成功实践，详细阐述了盾构井的加固方法和加固施工，为盾构井的加固施工提供了技术参考。

关键词：盾构井；施工；地铁

1 工程概况

地铁区间左线长1591.895，右线长1576.679，隧道穿过的岩土层主要为卵石⑤层，局部为卵石⑦层。结构边墙以碎石土为主，围岩土体的自稳能力差，易发生坍塌现象，围岩分级属Ⅴ～Ⅵ级。盾构施工竖井及区间明挖段长92.927m，为现浇钢筋混凝土箱形框架结构，采用明挖法施工。由于盾构机始发进出洞前，需破除始发洞门范围的围护桩，此时必须采取有效的措施加固土体，使土体具有较强的自稳性，且不发生渗流，以确保盾构机进洞期间的洞门范围内土体处于安全状态，不发生安全质量事故。根据设计要求对盾构井基坑土方未开挖施工前，对地基土采取注浆的方法进行加固处理，加固区的厚度为隧道上下各3.0m，左右各3.0m，始发区加固长度为6.0m，接收区加固长度为6.0m（当地下水位超过隧道结构底板是加固长度取8.0m），加固后的地基应有良好的均匀性和自立性，其无侧限抗压强度应达到0.5～0.8MPa，渗透系数≤1.0×10-8cm/s，具体加固见图1和图2。

2 盾构井加固施工

（1）注浆材料。注浆用的浆液主要材料为水泥，水泥在使用前应作质量鉴定，搅拌水泥浆液所用的水应符合混凝土拌合用水的标准。采用强度等级不低于32.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，喷入浆液的水灰比為0.75：1。水泥应新鲜无结块，过0.08mm方孔筛的筛余量不大于5%。注浆施工所用水泥浆液存放的有效时间，应符合下列规定：当气温在10℃以下时，不宜超过5小时；当气温在10℃以上时，不宜超过3小时。当浆液存放时间超过有效时间时，应降低标号使用。必要时按废浆液处理。浆液存放时应控制浆体温度在5～40℃范围内。如超出上述规定应弃除。不同生产批号的原材料的各种不同配比的浆液应留取样品制作成试件进行浆液和浆液凝固体的比重、粘度、稳定性、初凝、终凝时间和抗压强度试验，保证满足规定要求。

（2）钻孔。采用地质钻机（TXU-150D×2型、114mm钻头）就位钻孔钻至设计底标高。为防止塌孔，钻孔时采用化学浆液进行护壁。首先在对施工区域进行管线调查，在调查管线的基础上布孔，布孔时应避开管线。布孔间距2500mm×2500mm，梅花形布置。根据施工平面图现场放线定出桩位，做好桩位的轴线标记和桩位的测量放样，经复核确认桩位的轴线正确无误，方可布孔开钻。根据现场放线定出的桩位，采用洛阳铲进行人工挖探，挖探直径0.15米，孔深3米，预防破坏未知管线。在人工挖孔上采用地质钻机进行钻孔，采用地质钻机（TXU-150D×2型、114mm钻头）就位钻孔钻至设计底标高。钻机就位时，应在技术人员的指导下进行，并调整好钻杆角度，对准孔位后，钻机不得移位。钻孔时，要严格掌握钻杆深度，慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定该地层条件下的钻进参数。进入砂卵石层时每钻进1米需注一次化学浆液，防止钻杆抱死，每孔注入2～3m3。注浆施工完毕后，应用清水把泥浆泵和管路内的残留浆液全部喷射排出，钻具及其他设备，应用低压水冲洗干净，并应架起注浆管设备，离地存放。

（3）注浆。当钻机钻进至设计深度时，及时按设计配合比制备好水泥浆液。水泥浆液应严格过滤，并按喷嘴直径设置两道过滤装置：在制备水泥浆液搅拌罐和泥浆泵吸浆搅拌罐之间设一道过滤网，在泥浆泵吸浆管尾部设一过滤器。水泥浆液应随配随用，并应在注浆作业过程中连续不停地搅拌。一次搅拌量宜为0.78m3。注浆前首先在孔内注入化学浆液进行孔口封堵，保证注浆压力。注浆过程中，应按设计文件要求经常检查、调整注浆压力钻机旋转和提升速度以及实际的浆液耗用量。注浆过程中，冒浆量小于注浆量的25%时为正常现象。超过25%或完全不冒浆时，应采取下列措施：当地层中有较大空隙引起不冒浆时，可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续注浆。当冒浆量过大时，可通过加快旋转和提升速度，减少冒浆量。注浆作业完成后，应不间断地将冒出地面的浆液导流至集浆坑，集中处理。注浆时，严格控制提升速度，每次提升不大于200mm，匀速提升，提升以后的钻杆应及时清洗干净，以备后用。

3 结束语

（1）控制好注浆技术参数，保护孔径为φ114mm、孔深20～30m、布孔间距2500mm×2500mm、扩散直径1500～2000mm、注浆压力0.15～1.3MPa、初凝时间0.5～2分钟、钻杆回抽幅度15～20cm、注浆率约30%。（2）搞好质量控制，保证孔位偏差±20mm、孔距偏差±

100mm、钻杆垂直度<1%、注浆压力±5%、注浆量±10%、提升幅度±15cm。（3）施工中注浆加固质量应满足无侧限抗压强度R28≥

0.8Mpa、渗透系数k≤1×10-7cm/s。（4）严格控制钻孔深度、注浆压力及注浆量大小，加强现场施工材料的管理，严格执行进料检验制度，保证施工材料满足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，施工注浆浆液配比、注浆压力、注浆量严格控制，以确保工程质量。（5）采用上述方法，安全顺利地完成了盾构井加固施工，各项质量均满足规定要求，表明采用的施工方法是成功的，可供同类工程参考。

参考文献

[1]李大勇，王晖，王腾.盾构机始发与到达端头土体加固分析[J].铁道工程学报，2006（1）：15-19.

[2]刘胜利，麦家儿，游杰.砂层地带盾构井端头加固计算与应用[J].隧道建设，2009（3）：21-24.

[3]卢智强，王超峰.武汉长江隧道工程盾构始发井施工关键技术[J].隧道建设，2006（1）：41-44.

作者简介：王金成（1987-），男，汉族，黑龙江绥化人，本科，助理工程师，主要从事施工技术管理工作。