浅谈地铁深基坑工程地连墙接缝止水MJS工艺

梁宇 吕计瑞

摘 要：哈尔滨地铁3号线为环线，其中1/3区段位于松花江河漫滩区，该区域不仅地下水位高、砂层厚、土体渗透系数大，地下水补给快，而且周边近接建构筑物，环境风险高，同时沿线为哈市政治、商业中心，人文环境要求严格。因此该区域车站深基坑工程地下连续墙施作质量、止水效果是决定基坑安全的关键环节，而接缝止水加固工艺的选用尤为重要，此前哈尔滨地铁常用工艺为双重/三重管旋喷桩，但在已建工程实施过程中应对涌水涌沙等险情发生后的处理效果并不理想。据此3号线二期工程在风险等级高的清真寺站、五道街站引入了MJS工艺作为墙缝加强止水措施，成桩效果显著。

关键词：墙缝止水；工艺对比；高风险区；MJS成功应用

中图分类号：U44 文献标志码：A

1 哈尔滨地铁富水区深基坑地连墙接缝止水措施

哈尔滨市轨道交通工程建设至今已有11个年头，目前1号线已开通并运营5年，2、3号线正在紧锣密鼓的土建工程建设中，其中我单位城建了3号线二期工程。经过了1号线的摸索，哈尔滨地铁已积累了很多宝贵经验，在土建车站深基坑工程中，针对松花江河漫滩区车站已形成一套围护结构设计理念，并推广应用到2、3号线的建设中。

围护结构统一选用地下连续墙+钢砼/钢管内支撑体系，地下墙接缝统一为十字钢板刚性接头，地下3层车站墙缝外侧采用三重管旋喷桩（品字桩）加强止水，接缝处增设钢制袖阀管注浆措施。详见图1所示。

2 国内常用旋喷加固工艺比较

目前，国内常用的旋喷法加固工艺较多，有普通工法（单管法、双管法、三管法）、RJP工法、MJS工法等。具体3种加固工法的参数及优缺点对比详见表1。

3 案例分析

普通旋喷加固法在软土地区应用很多，象上海、天津，哈尔滨地铁自建设以来一直借鉴这种成熟工艺选用双管法及三管法，但针对不同地层的情况实施效果差别较大。在哈尔滨松花江一级阶地区地下水位较低，多为黏性土，砂层较少，类似软土区效果很好；在哈尔滨松花江河漫滩区20 m以内施作效果较好，但超过20 m后效果较差，不成桩现象较多。

经总结分析，松花江河漫滩区20 m以下区域90 %为中粗砂、层厚大、渗透系数大，且为承压水、水头高，与松花江联系密切、水流速度快、补给快，故无论单液浆或双液浆，易随喷射随被水冲散，无法快速凝固，与软土地区截然不同。

4 MJS工艺的应用

4.1 应用背景

哈尔滨地铁3号线二期工程穿越道外老城区，该区域均位于松花江河漫滩区，不仅水文地质条件差，而且周边近接老旧建构筑物，多为巴洛克式历史保护建筑，变形、沉降要求严格，环境风险高。

清真寺站、五道街站均位于此高风险环境中，且都为地下3层盾构过站车站，基坑埋深約26 m，周边场地狭小，建筑物及管线众多，一、二级风险源共15余处，为哈尔滨地铁城建以来风险最高的2座车站。此两站深基坑施工期间不容有失，特别是地连墙接缝处一旦发生涌水涌砂险情、后果不可想象。实践证明哈尔滨松花江河漫滩富水砂层区超过20 m深旋喷桩成桩效果不理想、桩体连续性不好、局部不能形成有效加固体或加固体不密实，因此我单位经过深入研究分析后，决定清真寺站及五道街站采用MJS工法进行地下墙接缝止水，以便有效弥补地墙接缝缺陷，避免出现涌水涌砂事故。MJS方案与常规品字形三重管旋喷桩方案对比具有以下优点：

4.1.1 MJS成桩深度深

可以“全方位”进行高压喷射注浆施工及超深施工。目前上海地区垂直施工已达60 m。传统高压旋喷在该工程水文地质的环境下有效成桩深度约为20 m～25 m。

4.1.2 MJS成桩直径大、成桩质量高

MJS成桩直径较大1.8 m～3 m，成桩质量品质均匀，且桩身质量较好，强度指标大于1.2 MPa。传统高压旋喷成桩直径仅为0.8 m～1.5 m。

4.1.3 MJS成桩截面形式灵活

MJS超高压浆液与同轴空气采用定向喷射或在一个限定的角度范围内“摆喷”，转动角度为90°～360°，形成不同形状的加固体。传统高压旋喷成桩截面为圆形。

4.1.4 MJS施工对附近建筑物的影响小

MJS工法通过地内压力监测和强制排浆的手段，对地内压力进行调控，可以大幅度减少施工对周边环境的扰动。传统高压喷射注浆工艺产生的多余泥浆是通过土体与钻杆的间隙，在地面孔口处自然排出，这样的排浆方式往往造成地层内压力偏大，导致周围地层产生较大变形、地表隆起。

4.2 应用效果

（1）清真寺站、五道街站地连墙接缝MJS实施方案如下：每个接缝设置1根Φ2000MJS桩，桩中心偏移地连墙外边线700 mm，采用180°喷射，形成半圆形桩体；引孔深度39 m，桩体喷射范围为地下7～39 m（桩长37 m）。

（2）成桩效果：经有资质的检测单位取芯检测：37 m深处加固体抗压强度为3.2 MPa>1.0 MPa（设计要求），渗透系数为9.15×10-8 <1×10-7cm/s（设计要求），均满足设计要求。

5 结语

虽然MJS工艺造价高、工艺复杂、施工效率较低，但诸多优点足以证明此工艺的优越性，针对清真寺及五道街站如此高的风险环境下，成桩深、效果好、对周边环境影响小显得更加重要，采用常规工艺一旦发生基坑渗漏、建筑物沉降开裂等，后期经济投入大且社会不良影响巨大，相比之下在类似建设环境下采用新工艺增加些先期投入对地铁民生工程建设来说百利而无一害。

MJS工艺的成功引入弥补了哈尔滨地铁松花江河漫滩区超过20m深基坑止水措施单一、效果不好、风险隐患大等问题，为哈尔滨地铁建设提供了宝贵的工程经验，为今后新技术、新工艺的全面推广应用奠定了坚实的基础。

参考文献

[1]刘国彬，王卫东.《基坑工程手册》第二版[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]仇兆明.RJP工法与MJS工法的比较分析[J].山西建筑，2016，4203：54-55.