文章编号：1009—4539(2021)增1—0231—03
控制技术研究
李宏达
(中铁十六局集团地铁工程有限公司北京100023)
摘要：富水漂卵石地层卵石堆积、地层松散，易发生滞后沉降，最终形成地面贯穿塌孔。为解决富水漂卵石地层盾构掘进后的滞后沉降问题，本文依托成都地铁6号线2标区间项目，对滞后沉降形成原因进行分析总结，提出“地表预注浆+跟踪回填注浆”综合加固措施，即采用“素桩+袖阀管注浆+地表回填注浆”施工工艺，使地表沉降有效控制在2mm以內，减小了施工风险。 关键词：漂卵石地层滞后沉降地表回填注浆加固
中图分类号：U455.43文献标识码：A DOI&10.3969/j.issn.1009-4539.2021.S1.056
Study on Lagging Settlement Control Technology of Shiell Tunneling
Through Water-rich Floated Pebble Stratum
LI Hongda
(China Railway16th Bureau Group Metre Engineeang Co.Ltd.,Beijing100023$China)
Abstract:The water-rich foated pebble stratum is characterized by pebble accumulation and loose stratum,and is prone to lagging setthment,resulting in ground penehation holo collapse.In order to solve the problem of lagging settlement after shield tunneling in water-rich foated pebble stratum,this paper analyzes and summarizes the causes of lagging settlement based on the Lot2interval project of Chengdu Metre Lino 6,and puh forward the comprehensive reinforcement measures of "prearouhng in ground su W—c+hacking backfill grouting",that is,adopting the construction technology of-plain pile+ sleeve valve pipe grouting+suWace backfill grouting".The control measures effectively control the suWace settlement within 2mm and educ thDconsteuction eisk.
Key words:foated pebbd stratum；lagging setthment；surface backfill；gwuhng reinforcement
1引言
隧道盾构法施工不可避免地会引起地表沉降，但在不同地质条件下，其时间特征有较大差异。在软弱
地层中，地表沉降主要发生在管片出盾尾阶段，但随着同步注浆对盾尾空隙的填充[1]，短时间内沉降往往会趋于稳定。然而，在成都地铁特有的富水砂卵石地层中，由于砂卵石地层的自身稳定特性，常常掩盖了地层未完全充分填充的事实，不能真实有效反映地层损失情况，沉降有很大的滞后性[2]'滞后沉降造成表面塌陷的潜伏时间从几天到几个月，甚至更长时间，时间规律性不强，随机性较大。因此，如何解决盾构隧道施工后沉降滞后的问题显得尤为重要。
粤海风本文以成都地铁6号线盾构区间为依托，结合穿越富水漂卵石地层施工，分析了滞后沉降的原因，提出盾构掘进前“素桩+地表袖阀管预注浆”加固，掘进时跟踪“回填+注浆”加固，取得了良好的
收稿日期：2021-0315
基金项目：中铁十六局集团有限公司科技研究开发计划(K2018-25B)
作者简介：李宏达(1980—)，男，河北保定人，高级工程师，主要从事城市轨道交通施工技术管理工作；E-mail：*****************
李宏达：盾构穿越富水漂卵石地层滞后沉降控制技术研究
控沉效果，有效地控制富水砂卵石地层滞后沉降。
2工程概况及重难点分析
成都地铁6号线2标线路通过地层几乎全部为密实卵石，卵石粒径为2〜20c叫最大粒径约67cm，卵石含量大于70%。卵石堆积，地层较为松散，刀盘转动对地层的扰动性极大，在盾构机两侧3〜5m 就会产生沉降，且整个区间隧道上方管线多且密集，地层沉降控制更需严格。
3砂卵石地层滞后沉降机理分析与控制技术
33原因分析
盾构掘进穿越富水砂卵石松散地层，极易扰动周边土体，造成超挖形成空洞。空洞松散体不断掉落，形成动态自稳的半球形穹顶。随着时间推移，空洞松散体掉落，半球形穹顶逐渐上升。受地下水位上升和地表动荷载的影响［3*，自稳砂卵石穹顶的表层逐渐剥落并向地表发展，最终演变成地表塌陷。
3.3总体施工方案
为了抑制地层空洞的发生和发展，针对盾构掘进前和掘进中，采用不同的注浆方式进行地表注浆来加固地面〔4*。
当盾构隧道穿越城市重要建(构)筑物时，通常盾构掘进前进行地表预注浆加固，以改善地层的性能，抑制盾构掘进对周边地层产生扰动，降低地层出现空洞的概率，防止塌方。
盾构隧道成洞后，由于地层损失大从而出现较大的地表沉降［5*。根据地层沉降监测数据，及时跟踪回填注浆加固，并实时调整注浆量、注浆时间以及注浆压力等注浆参数。
3.3沉降控制技术
3.33盾构掘进前预加固
盾构长时间停机时，会对土体产生较大扰动，土体的再固结会导致地表塌陷⑹。因此，配置合适的刀具、有计划地停机后开仓取石、超前选择合理的停机位置至关重要。必要时，可预先加固停机位置。
(1)素桩加固
在区间线路上选定预定开仓取石和检查更换刀具位置进行混凝土素桩加固。直径1.5m(或1.2 1.0m)的C20混凝土素桩相互咬合，在刀盘正前方形成一堵保护墙(直径1.2m素桩7根，直径1.0m 素桩8根)o素桩打至预定停机位置隧道底以下1m，桩顶至地面以下2m位置(采用钻头直径1.5m 的三一重工250旋挖钻
施工，现场配备挖掘机、
装载机、吊车等机械配
合，旋挖钻出渣后外运,
见图1)o
(2)袖阀管注浆加固
在盾构机预定停机
开仓取石和检查更换刀图
1素桩加固施工
具位置进行地面袖阀管注浆加固，确保注浆后土体的均匀性。袖阀管埋设至隧道预定停机位置底1m 处，注浆孔呈梅花形布设，纵横间距1.0x1.0m】7*o 注浆孔范围为盾构机轮廓范围，共4排，第一排和第三排9孔，第二排和第四排8孑L，见图2o
图2钻孔布置33332掘进中控制
盾构掘进超挖是造
成隧道滞后沉降的最直
接原因。因此，在盾构
隧道施工阶段采取相应
金瓶梅有几个版本的措施尤为重要。
(1)在盾构掘进过程中，盾构机应保持匀速运行，以减少对地层的扰动】8*o根据盾构机的掘进状态和地质条件，合理设置和调整土压力、泡沫注入量、刀盘转速和扭矩等技术参数，以达到最佳状态。
(2)通过对渣土改良和盾构姿态控制，减少盾构隧道超挖引起的地面损失。
(3)同步注浆及时足量，必要时进行二次补强注浆，保证第一时间对盾尾和管片间的建筑间隙进行充分填充。
(4)加强对盾构机主机及配套设备的检查、保养和维修，防止盾构机因设备故障而长时间停机。重点对铰封和盾尾封进行维护，防止密封效果差导致注浆压力和注浆量不足。
3.3.3地表跟踪回填及注浆
根据盾构掘进时的超方情况在地面进行钻孔，并根据空洞情况选择回填或注浆以及两者结合的方式进
行地层加固。钻孔中心间距为环距1.5m，回填料为砂石和M5砂浆，回填量按照超方量1.5〜2.0的系数计算。待回填料稳定后，在回填位置埋设注浆孔进行注浆。注浆采用P.O42.5水泥，为单液浆，水灰比
李宏达：盾构穿越富水漂卵石地层滞后沉降控制技术研究
1:1(重量比)，注浆压力0.〜0.MPa。钻孔完成后若无空洞即可埋设!50x5mm袖阀管(材质为塑胶管)，并在盾构管片脱出盾尾后，结合盾构隧道监控量测数据进行施工调整。沉降严重时，及时对隧道周边一定范围内地层进行注浆加固〔'
(1)钻孔步骤及工艺要求
①钻孔前，测量放线准确定出钻孔孔位，钻头点位与布孔点之距相差"5cm)10*。
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②钻机就位后，用垂球结合水平尺检查钻机水平和钻杆垂直度，钻杆角度偏差"1°，同时在钻孔过程中检查钻孔的垂直度。
③钻孔时，密切观
察钻进进度。如遇突涌
铝电池
水，应立即停止钻孔，及
时注浆止水。确认止水
效果后，方可继续钻进，
见图3o
(2)下管及封口
成孔后，将套壳料
混和液通过钻机吸浆管图3地面钻注浆孔
压入钻孔内。袖阀管按
泡沫混凝土配合比照每段4m分段放入充满套壳料的孔内，相邻两节袖阀管采用套箍连接。袖阀管至地面后，用封口盖封闭套筒阀管口，以防管道堵塞〔⑴。
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待套壳料混合液、壳体材料拌合物达到初凝后，选用C15细石混凝土或砂浆并加入适量速凝剂进行密封。
(3)注浆施工要求
注浆应按程序进行，各段进浆准确，专人操作o 当注浆压力突然上升或泥浆从孔壁溢出时，应立即停止注浆。各段注浆量严格按设计要求进行，注浆完成后，米取措施确保注浆不溢出〔12*(°
3.3.2掘进后跟踪补救
(1)盾构掘进通过后，开展基于原始出渣量记录及注浆量和沉降监测数据等信息化监测，综合考虑分析，选择可能超挖和注浆不足的地段，增加注浆以填补地层损失。
(2)为避免滞后沉降导致地表塌陷，在盾构停机加固位置、盾构始发、到达端头等地段，特别是穿越重要建(构)筑物和特殊地层地段，应及时进行洞内二次补强注浆或地表钻孔注浆。
(3)加强盾构隧道沿线地表的日常监测(特别是雨季地下水位上升时)，如地表情况异常，应及时进行回填注浆处理。
(4)采用地质雷达对隧道成洞地段进行检测，对有孔洞的部位进行钻孔注浆。
4结论
成都地铁6号线2标段土压平衡盾构穿越漂卵石地层时，在盾构机停机位置采用“素桩+袖阀管注浆”预加固，并根据盾构掘进时的超挖空洞情况，对隧道线路沿线地面进行钻孔，选择回填或注浆以及两者结合的方式进行地层加固。运用“素桩+袖阀管注浆+地表回填注浆”综合加固技术，使地表沉降有效控制在2mm以内，减小了施工风险。
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