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【回眸二十三】上海地铁:《一种用于软土隧道双液微扰动注浆加固方法》获国家发明专利

作者:  来源:隧道网  发布:2018/3/2  浏览: + 放大字体 | - 减小字体

摘 要:2010年8月,上海市城乡建设和交通委员会组织注浆方面专家,对隧道股份《地铁隧道微扰动注浆加固施工工法》进行了评审,证明该工法具有创新性、可靠性、成熟性。经评议,《地铁隧道微扰动注浆加固施工工法》被评为2011~2012年度上海市市级工法。

上海市城乡建设和交通委员会颁发的工法证书

随着城市地铁网络化运营的发展,上海地铁运营线路正以每年数百公里的速度增加。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显现并呈现上升趋势。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及隧道变形,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及变形,如不及时控制,任其发展,将影响地铁的运营安全。目前对于控制运营隧道差异沉降及变形的方法除了注浆加固,几乎没有其他可行的方法与措施。对于治理饱和软土层隧道不均匀沉降及变形,国内外一般常采用劈裂注浆或压密注浆之类的补偿注浆方法,但在高含水软弱土层中难以控制注浆效果且易发生负面影响,如用于正在运行的地铁隧道中更加令人担心发生不良效果。在运营隧道内部实施注浆加固存在着诸多条件的限制,比如隧道结构限界要求、单次注浆对地铁隧道所产生的扰动和累计扰动要求等。

10号线新江湾城~殷高路区间隧道注浆整治

上海轨道交通10号线(新江湾城站~殷高路站)区间隧道上行线于2007年9月25日结构贯通。2009年11月在上行线东侧,国晓路至新江湾城站南端头井区段内,正在进行地块开发基坑的开挖及结构施工,受其影响,上行线里程SK30+528-SK30+678.676范围内衬砌结构出现了“横鸭蛋”状变形、衬砌环纵缝大量张开以及隧道腰部区域大面积渗漏水等情况,对相应区域进行了地铁隧道微扰动注浆加固工艺,经过注浆工作,保证了隧道结构安全,对隧道侧向土体有效的进行注浆加固,增加了侧向土体强度及侧向抗力,减小并控制隧道结构进一步变形,最终取得了较好的加固效果。10号线区间隧道的注浆整治施工实践表明,地铁隧道微扰动注浆工艺不仅可以治理隧道纵向不均匀沉降,而且还可以有效控制隧道结构收敛变形,也可为今后其他线路区间隧道收敛变形提供经验。

2号线川沙站至凌空站双圆区间沉降控制

上海轨道交通2号线川沙站至凌空站区间双圆盾构隧道于2010年4月发现两处较大不均匀沉降,一处离车站洞口100环范围内上下行隧道,另一处位于下行隧道2号泵站两侧。这两处不均匀沉降具有沉降范围大、幅度大、斜率大、速度大等特点,隧道多处出现渗漏水情况,并且在泵站最大沉降位置处出现严重道床与管片脱开。注浆充分考虑了地质条件、隧道结构特点、沉降产生原因、隧道差异沉降现状、沉降速率及沉降发展趋势,确定注浆范围并合理分区。通过按照本工法注浆工艺,隧道沉降线型得到较大的改善,保障了隧道结构和行车安全。上海轨道交通2号线是一条横贯上海市区连接浦江两岸的东西向线路。由于轨道交通建设发展的需求,新建轨道交通11号线盾构需要在2号线江苏路~中山公园区间隧道下方穿越推进施工,两者最小净距为1.50m。穿越完成后,由于11号线盾构施工土体扰动导致2号线叠交段产生较大不均匀沉降,上行线最大沉降量达15mm,下行线最大沉降量达21mm,而且还具有继续发展的趋势。

2号线江苏路~中山公园区间沉降控制

2号线江苏路~中山公园区间隧道为外径6.2m地铁盾构隧道,该叠交段2号线隧道底部埋深为-12.894m,隧道位置所处的土层为④层淤泥质黏土和⑤1层黏土,通过大约3个月的集中注浆整治后,注浆后2号线上行线隧道沉降控制在-7mm左右,注浆最大抬升约为8mm;2号线下行线隧道沉降控制在-10mm左右,注浆最大抬升约为11mm,最终在保证地铁运营安全的前提下达到了良好的沉降控制效果。

地铁隧道微扰动注浆加固施工工法形成与应用

上海轨道交通经过近几年试验探索,形成了“地铁隧道微扰动注浆加固施工工法”,总结出对饱和软土地铁隧道沉降、变形治理应采用“均匀、多点、少量、多次”的注浆工艺,可将注浆对地层的扰动降到最低,达到隧道沉降控制的目的。该工法是一种新型注浆技术,它利用“双泵”将“双液浆”打出,通过特制的混合器使得双液浆充分混合,再通过注浆芯管将浆液注入土体,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,对于隧道的下卧土层有填充、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,在对隧道下卧土层加固的同时,兼顾隧道线型的平顺。该工法与传统的注浆工程最大的区别在于: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,避免了注浆引起上部隧道抬升过大和叠交段下部隧道收敛变形过大。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、有效提高固结土体早期强度,也有利于浆脉周围被挤压土体的再固结和整个隧道土层强度的提高。采用螺杆式及齿轮式连续出浆且流量小的注浆设备,对隧道结构损害很小,对土层有填充、压密和加固土体的作用,能提高土层的强度和变形模量、控制隧道沉降及变形。其采用的配件都能反复利用,大大地降低了施工中的成本。其能够在满足进行注浆操作的前提下,与传统1﹕1(水玻璃﹕水泥浆)双液浆相比,浆液中水泥比重尽量多,水玻璃少,提高了后期强度。目前,该技术已在上海轨道交通工程中全面应用,为整个地铁区间隧道安全运营提供了有力保障。


上海市市级工法获国家发明专利


2010年8月,上海市城乡建设和交通委员会组织注浆方面专家,对隧道股份《地铁隧道微扰动注浆加固施工工法》进行了评审,证明该工法具有创新性、可靠性、成熟性。经评议,《地铁隧道微扰动注浆加固施工工法》被评为2011~2012年度上海市市级工法。上海的《一种用于软土隧道双液微扰动注浆加固方法》获中华人民共和国国家知识产权局发明专利证书。

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