微擾動(dòng)注漿工法對(duì)地鐵變形影響分析

摘 要：微擾動(dòng)注漿工法由于其效果好，擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于地鐵收斂治理工作。本文通過(guò)對(duì)上海某段地鐵微擾動(dòng)注漿施工后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，驗(yàn)證了其在低溫及復(fù)雜土質(zhì)條件下的施工效果及穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，通過(guò)微擾動(dòng)注漿施工，取得了較好的收斂治理效果；本次微擾動(dòng)注漿施工后回彈量較??；注漿施工對(duì)周圍環(huán)境擾動(dòng)較小。

關(guān)鍵詞：微擾動(dòng)注漿；收斂；沉降

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.080

1 前言

隨著公共交通需求的急劇上升，上海市自1993年開(kāi)始進(jìn)行地鐵建設(shè)。但由于地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，土質(zhì)較差，隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的不斷延長(zhǎng)及周圍施工、堆土導(dǎo)致地鐵在建成之后出現(xiàn)諸多病害情況，如隧道管片出現(xiàn)細(xì)微裂縫、滲漏水等。實(shí)際工程發(fā)現(xiàn)，隧道收斂變形較大是造成各種病害的重要原因之一[1]。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于收斂變形治理工作主要采用注漿施工方法，主要有充滲透注漿技術(shù)、劈裂注漿技術(shù)、擠密注漿技術(shù)等，但這些傳統(tǒng)的注漿方法對(duì)地鐵周圍土體及建筑物擾動(dòng)較大，且造價(jià)頗高。為了克服傳統(tǒng)注漿技術(shù)的弊端，上海軌交系統(tǒng)科研工作者嘗試通過(guò)微擾動(dòng)注漿技術(shù)進(jìn)行地鐵隧道收斂變形開(kāi)展治理工作，且在工程應(yīng)用中取得了不錯(cuò)的效果[2-3]。但其在較低溫度及土質(zhì)較差區(qū)域施工時(shí)的穩(wěn)定性及效果仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證，因此利用實(shí)際工程中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的研究和分析就顯得尤為必要。本文依托上海地鐵某區(qū)段的注漿項(xiàng)目，就微擾動(dòng)注漿對(duì)地鐵管片收斂變形的影響進(jìn)行分析研究。

2 項(xiàng)目概況

上海某地鐵隧道上方出現(xiàn)綠化超載現(xiàn)象，根據(jù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該區(qū)段沉降及收斂變形過(guò)大，對(duì)地鐵的安全運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生了不利影響。

為保證隧道安全及正常運(yùn)營(yíng)，必須對(duì)該區(qū)域綠化堆土進(jìn)行技術(shù)處理。首先對(duì)隧道上方土體進(jìn)行卸載，然后對(duì)隧道兩側(cè)進(jìn)行微擾動(dòng)注漿治理工作。治理區(qū)域緊鄰河道，土質(zhì)較差，上部主要以淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土為主，下部以砂質(zhì)粉土和淤泥質(zhì)粘土為主，土體受到一定程度的河流侵蝕。同時(shí)，本次注漿施工時(shí)間為12月至2月，溫度較低。據(jù)此，可研究低溫及不利地質(zhì)條件對(duì)微擾動(dòng)注漿施工工藝及施工效果的影響情況。隧道與施工區(qū)域關(guān)系如圖1所示。

3 微擾動(dòng)注漿施工流程

本次注漿項(xiàng)目在影響范圍內(nèi)共設(shè)置4排注漿孔，隧道兩側(cè)各設(shè)置2排注漿孔。通過(guò)將合適配比的兩種材料混合成漿液，再通過(guò)注漿管注入土體，并不斷提升注漿管，在土體中形成一定規(guī)模的注漿體，并通過(guò)少量多次的注漿方法，使運(yùn)營(yíng)隧道兩側(cè)土層得到一定程度加固的目的。本次注漿深度在隧道腰部以下，同一排注漿孔實(shí)行間隔施工且相鄰注漿孔不得在同一天內(nèi)進(jìn)行施工。除此之外，每次注漿孔的數(shù)量及孔位需根據(jù)隧道變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。同時(shí)，注漿時(shí)需根據(jù)隧道變形的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整注漿量及注漿時(shí)間。其單孔注漿工藝如圖2所示。

4 監(jiān)測(cè)情況

在微擾動(dòng)注漿施工過(guò)程中，對(duì)管片收斂變形采用人工與自動(dòng)化監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方式，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)采用激光測(cè)距儀進(jìn)行測(cè)量。同時(shí)，對(duì)隧道垂直方向位移變化進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)，保證注漿施工安全。本次監(jiān)測(cè)對(duì)于收斂變化較大區(qū)域進(jìn)行加密監(jiān)測(cè)，沉降監(jiān)測(cè)范圍為上行180環(huán)至325環(huán)，下行監(jiān)測(cè)范圍170環(huán)至305環(huán)。綠化卸載范圍為上行線200環(huán)至305環(huán)，下行線191環(huán)至275環(huán)。注漿范圍為上行線205環(huán)至265環(huán)。

4.1 隧道沉降監(jiān)測(cè)情況

圖3及圖4所示分別為注漿完成后隧道上下行線不同環(huán)片對(duì)應(yīng)的垂直位移變化量。由圖3可知，上行線隧道有一個(gè)明顯的抬升現(xiàn)象，最大處超過(guò)了2cm，這是由于土體卸載造成隧道上覆荷載減小所引起的。而210環(huán)至240環(huán)對(duì)應(yīng)地面位置為跨河橋梁，因此抬升量較小。由圖4可以發(fā)現(xiàn)，相較于上行線，下行線隧道的抬升量明顯減少，這是由于下行線遠(yuǎn)離卸載和注漿范圍的緣故。由兩圖可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)應(yīng)注漿范圍的隧道抬升量明顯大于其他區(qū)域，這說(shuō)明此次注漿對(duì)隧道的沉降情況產(chǎn)生了一定影響。而從現(xiàn)場(chǎng)施工情況來(lái)看，在注漿初期，隧道收斂變化不大，而對(duì)應(yīng)位置隧道卻發(fā)生了較為明顯的抬升情況，這有可能是因?yàn)樗淼揽拷恿鳎涞撞客馏w受水流影響較大而產(chǎn)生較大空隙，進(jìn)而導(dǎo)致漿液大量流入隧道底部，使其產(chǎn)生一定的抬升。

（下轉(zhuǎn)第91頁(yè)） （上接第94頁(yè)）

4.2 隧道收斂監(jiān)測(cè)情況

圖5及圖6所示分別為隧道上下行線不同環(huán)片對(duì)應(yīng)的收斂變化量。由圖5可以看出，在注漿完成后，隧道收斂情況得到了明顯的改善，直徑方向收縮量普遍達(dá)到3～4cm，滿足預(yù)期效果。通過(guò)注漿完成后兩個(gè)月的收斂變化曲線可以看出，隧道管片有一定的回彈情況，但回彈量一般不超過(guò)5mm，僅占注漿效果的10%左右，滿足施工要求。其中205至220環(huán)數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，是由于受其對(duì)應(yīng)位置橋面施工影響的結(jié)果。由圖6可以看出，注漿范圍內(nèi)隧道直徑方向收縮量較小，僅有1cm左右，這是由于距離注漿范圍相對(duì)較遠(yuǎn)，效果不明顯。由兩圖數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，注漿范圍5環(huán)以外隧道收斂情況幾乎不受影響，這進(jìn)一步說(shuō)明微擾動(dòng)注漿施工工藝對(duì)周邊環(huán)境擾動(dòng)較小。另外，施工后隧道收斂變化明顯且回彈量較小，這說(shuō)明該施工方法在較低溫度及復(fù)雜土質(zhì)條件下仍具有良好的施工效果和后期穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

微擾動(dòng)注漿工法在地鐵收斂治理工作中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，本次通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該方法在低溫及復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境時(shí)的應(yīng)用效果進(jìn)行研究，得到以下結(jié)論：

（1）由于治理區(qū)域土質(zhì)較差，注漿施工對(duì)隧道沉降情況產(chǎn)生了一定影響；

（2）在低溫及復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境情況下，微擾動(dòng)注漿工法仍具有較好的收斂治理效果；

（3）微擾動(dòng)注漿施工對(duì)周圍環(huán)境影響較小。

參考文獻(xiàn)：

[1]王明卓，黃宏偉.基于橫向收斂變形的盾構(gòu)隧道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[C].2014中國(guó)隧道與地下工程大會(huì)，2014.

[2]馬海鑫.微擾動(dòng)注漿工藝在上海地鐵運(yùn)營(yíng)期間隧道收斂整治中的應(yīng)用[J].江西建材，2016（04）：201.

[3]張學(xué)華.洞內(nèi)微擾動(dòng)注漿在已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道收斂變形治理中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2017（12）：165-167.

作者簡(jiǎn)介：沈亞男（1993-），男，安徽宿州人，研究生，助理工程師， 主要從事地鐵監(jiān)護(hù)監(jiān)測(cè)工作。