地铁盾构施工进出洞端头土体加固技术方超刚

１ 前 言
天津地铁盾构始发及接收端头地质情况较差， 盾构掘进范围内土 体 多 为 粉 质 粘 土 、 粉土及粉砂交 叉地层 ， 土质松软 ， 结构松散 ， 并伴有小股地下径流 ， 水力坡度较小 ， 为了提高端头土体强度 ， 增强其整体 性， 控制地 表 沉 降 ， 防止端头部位渗漏水和土体坍 塌， 需对盾构井端头土体采取加固措施 ， 以提高盾构 机进出洞安全性 。
４ 端头土体加固施工工艺
４． １ 三轴搅拌桩施工工艺及方法 ４ ． １ ． １ 三轴搅拌桩主要施工参数 通过对地质资料的认真分析， 高压旋喷桩施工 ； 参数确定如下 ： １． ５～２． ５ ＭＰ ａ ① 注浆压力 ： ② 注浆 ／ 流量 ： ３ ２ ７ Ｌ ｍ ｉ ｎ； ８ ５ ０ ｍｍ； ③ 钻 孔 直 径： ④ 水 灰 比： ／ 不大于 １． 下降速度 ： １． ５∶１； ６ｍ ｍ ｉ ｎ， ⑤ 提升速度 ： ／ ； ／ 不大于 ０． 两边搅拌头 ： ８ｍ ｍ ｉ ｎ ２ ６． ０ｒ ｍ ⑥ 转速 ： ｐ ／ ； 中间搅拌头 ： ｍ ｉ ｎ， １ ４． ５ｒ ｍ ｍ ｉ ｎ ⑦ 水 泥 强 度 等 级： ｐ 加固段 ２ 空桩 Ｐ． Ｓ ３ ２． ５ 矿渣水泥 ； ０％ ， ⑧ 水泥掺量 ： ／ 段 ８％ ； １． ３ ７； ５ ０ ０ｋ ⑨ 水 泥 浆 比 率： ⑩ 水 泥 用 量： ｇ ｍ。 ４ ． １ ． ２ 三轴搅拌桩主要施工设备 三轴搅拌桩主要施工设备见表 １。
第２ 云南水力发电 ８卷 第６期 ＹＵＮＮＡＮ ＷＡＴ Ｅ Ｒ Ｐ ＯＷＥ Ｒ
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地铁盾构施工进出洞端头土体加固技术
方超刚 ， 范建雄
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（ ） 中国水利水电第十四工程局有限公司 无锡地铁项目部 ， 江苏 无锡 ２ １ ４ ０ ２ ３ 摘 要 ：对天津地铁施工过程中盾构始发及接收端头采用的三轴搅拌桩 、 高压旋喷桩及水平注浆三重立体土体加固施工工艺进行 了叙述及比较 ， 并通过理论与实践双重论证了该工艺的可行性 ， 具有较高的社会及经济效益 。 关键词 ：盾构井端头 ； 三轴搅拌桩 ； 高压旋喷桩 ； 水平注浆 ； 土体加固 （ ） 中图分类号 ： ＴＶ ５ ４ ３＋ ． ８ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ６－３ ９ ５ １ ２ ０ １ ２ ０ ６－０ ０ １ ３－０ ５ ： ／ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ０ ０ ６－３ ９ ５ １． ２ ０ １ ２ ． ０ ６ ． ０ ０ ５ ｊ
表 １ 三轴搅拌桩主要施工设备配置表 设备名称 动力头 步履式桩架 自动搅拌系统 注浆泵 空压机 挖掘机 规格型号 Ｚ Ｋ Ｄ ８ ５ Ａ－３ Ｇ Ｂ １ ６ ０ Ｘ Ｋ ３ １ Ｃ Ｂ ４ Ｄ Ｋ－２ ０ ０ ６ｍ
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图 ４ 三轴搅拌桩施工工艺流程图
４ ． １ ． ４ 三轴搅拌桩的施工顺序 直径 ８ ５ ０ｍｍ 三轴搅拌桩施工选用 Ｚ Ｋ Ｄ ８ ５ Ａ－ 重 ３ 型多轴钻 孔 机 。 施 工 按 图 ５ 所 示 的 顺 序 进 行 ， 咬合２ 以保证加固土体 合部分为搭接部分 ， ５ ０ ｍｍ， 的连续性和接头的施工质量 。
图 ５ 施工顺序图
４ ． １ ． ５ 施工步骤 。 ）测量定位 。 放出加固范围线 ， 定出施工孔位 １ 并做好标记 。 ）路面破除 、 管线挖除 。 前期已对加固区内 的 ２ 管线进行了切改 ， 加固前需破除路面和挖除废管线 ， 现场作业区内采用机械大量挖除后再由人工进行探 挖， 检查有无其它未切改管线 。 ）沟槽开挖 。 根据水泥土搅拌桩围护中心 线 ， ３ 用挖掘机沿围护中 心 线 平 行 方 向 开 掘 工 作 沟 槽 ， 槽 宽约 １． 深度约 １． ２ｍ， ０～１． ２ｍ。 ）桩机就位 。 移动搅拌桩机至作业位置 ， 调整 ４ 桩架垂直度误差 ， 应达到 至 ０． ２ ５％ 以 下 。 桩 机 移 位
２ 工程水文地质情况
鼓楼 站 盾 构 端 头 加 固 部 位 地 质 情 况 ： 地面以下 素填土 ； 地面以下 ５～１ ５ｍ 范围为杂填土 、 ２ｍ 范围 ， 是粉土 １ ２～２ ４ｍ 为粉土与粉质粘 土 交 叉 出现的地 层； 地面 ２ 粉 砂 层， 土质松 ４ ｍ 以 下 分 别 为 粉 土 层、 软， 结构松散 。 地下水位在地面以下 ３～４ｍ， 地下水具微承压 性， 主要介质颗粒 较 细 ， 水 力 坡 度 较 小， 地下水径流 十分缓慢 。 盾构端头水平注浆加固主要影响范围为 地面下 １ ９～２ ３ｍ。
２ ０ １ ２－１ ０－０ ８ ＊ 收稿日期 ： 男， 湖南临湘人 ， 工程师 ， 从事水利工程及市政工程技术工作 。 １ ９ ７ ５－ ） 作者简介 ：方超刚 （
图 ２ 进洞端头土体加固平面布置图
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０ １ ２ 年第 ６ 期 云南水力发电 ２
图 １ 盾构端头土体加固横剖面图
３ 土体加固方法及范围
根据 设 计 图 纸 要 求 ， 并结合该部位地质水文情 况， 决定采用三轴搅拌桩 、 高压旋喷桩结合的施工方 法进行加固 ， 当加固 效 果 不 能 完 全 保 证 端 头 区 土 体 止水和稳定要求时采用洞内水平注浆方式进行补充 加固 ， 土体加固范围及布置如图 １～３ 所示 。 ）进洞端纵向加固 ８． 宽度为盾构外径两 ０ ｍ， １ 成桩高度 １ 侧各 ３． ２． ２ｍ。 ０ｍ 及顶底部各 ３． ０ｍ， ）出洞端纵向加固 ６． 宽度为盾构外径两 ０ｍ， ２
４ ． １ ． ３ 施工工艺流程 三轴 搅 拌 桩 施 工 主 要 包 括 施 工 测 量 、 路面管线 挖除 、 桩机定位 、 搅 拌 施 工 等 工 艺 流 程， 其具体的流 程如图 ４ 所示 。
图 ３ 出洞端头土体加固平面布置图
侧各 ３．Fra Baidu bibliotek成桩高度 １ ０ｍ 及顶底部各 ３． ０ｍ， ２． ２ｍ。