城市地鐵暗挖在結(jié)構(gòu)頂部較近處(約2～5m),穿越現(xiàn)有地下管線或地質(zhì)條件較差的部位,往往采用超前支護(hù)方法增強(qiáng)地層的自穩(wěn)能力以控制沉降和止水。常用的超前支護(hù)方法有小導(dǎo)管注漿超前支護(hù)、大管棚超前支護(hù)等,但實(shí)際施工中,這些措施在通過(guò)滲漏嚴(yán)重的雨、污水管線時(shí)由于加固體抗?jié)B性較差,往往起不到良好的支護(hù)效果。

　　二重管雙液注漿是一種以改良地層為目的的地基處理技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)在于既可以增加地層的強(qiáng)度又可以達(dá)到止水的效果。據(jù)有關(guān)資料表明,二重管注漿加固后的地層強(qiáng)度:卵石層達(dá)到2.5～3.0MPa、細(xì)中砂層達(dá)到1.5～2.0MPa、粘土層達(dá)到1.5～2.0MPa。加固后地層的透水系數(shù):可達(dá)到k=10-7～10-8cm/s。這種地基處理技術(shù),如果能方便地用于地下工程超前支護(hù),將彌補(bǔ)以上工法的不足。

　　基于以上思路,通過(guò)對(duì)TXU型鉆機(jī)進(jìn)行改型使其具有全方位鉆進(jìn)功能,采用二重管作為鉆桿使?jié){液在鉆桿端頭完全混合再注入地層,從而實(shí)現(xiàn)加固開(kāi)挖面前方一定范圍內(nèi)的地層。北京地鐵十號(hào)線光華路車站東南風(fēng)道穿越D1800雨水管線時(shí),為確保管線和結(jié)構(gòu)施工的安全,將以上思路付諸于實(shí)踐,首次采用二重管注漿作為淺埋暗挖工法穿越雨、污水管線的超前支護(hù),取得了很好的效果。

　　1工程概況

　　光華路車站位于東三環(huán)與規(guī)劃商務(wù)中心交叉口,東側(cè)為中央電視臺(tái)新址工地,西側(cè)為財(cái)富中心。東南風(fēng)道總長(zhǎng)115.434m,東三環(huán)路下部分與道路正交。D1800雨水管位于結(jié)構(gòu)第二次抬高過(guò)渡段上方,抬高前風(fēng)道拱頂埋深9.905m,抬高后埋深6.535m,抬高高度為3.4m,坡度約35°,雨水管與結(jié)構(gòu)最小距離為0.85m。為降低施工難度,減小施工風(fēng)險(xiǎn),過(guò)渡段由原設(shè)計(jì)位置向西平移1.3m,雨水管與結(jié)構(gòu)最小距離為1.6m,如圖1所示。風(fēng)道開(kāi)挖斷面,寬×高=11m×(15～17m),初支結(jié)構(gòu)施工采用CRD工法,分4～5層、8～10洞開(kāi)挖。

　　據(jù)資料顯示,D1800雨水管修建于1979年,采用頂管施工,管段之間連接采用麻辮,縫隙填打石棉灰; 頂管坑內(nèi)管道采用混凝土管基,鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹段接口。施工時(shí)雨水管中水深1.0m,水流湍急,管線滲漏水的可能性很大。距D1800雨水管僅5.0m處是1800mm×2300mm污水方溝,大約修建于1982年,是東三環(huán)路的主要污水干管,溝內(nèi)水深1.5m,流速較大。D1800雨水管與風(fēng)道結(jié)構(gòu)之間土質(zhì)(由上至下)為粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土和細(xì)砂。因此,穿越雨水管的施工風(fēng)險(xiǎn)很大,為確保施工安全,必須采取可靠的超前支護(hù)措施。

　　2支護(hù)方案比選

　　2.1工程特點(diǎn)

　　(1)雨水管距結(jié)構(gòu)開(kāi)挖面最小處僅為1.6m,結(jié)構(gòu)在該位置大角度(35°)挑高,增大了施工難度和風(fēng)險(xiǎn);

　　(2)雨水管采用頂管法施工,年久失修,水流急、水量大,出現(xiàn)滲漏水的可能性很大;

　　(3)風(fēng)道開(kāi)挖斷面大,采用CRD工法多層、多導(dǎo)洞施工,對(duì)地層的擾動(dòng)次數(shù)多,沉降量較大,與雨水管相互影響顯著。

　　(4)雨水管位于CBD核心的東三環(huán)主路下方,所處地段非常敏感,施工必須保證萬(wàn)無(wú)一失。

　　2.2方案比選

　　提出3種超前支護(hù)方案進(jìn)行比選,分別為密排小管棚注漿超前支護(hù)、大管棚超前支護(hù)和二重管注漿+鋼插管超前支護(hù)。

　　通過(guò)以上分析比較,采用方案3進(jìn)行超前支護(hù)。

　　3二重管注漿超前支護(hù)

　　3.1注漿設(shè)備

　　TXU改型鉆機(jī):旋轉(zhuǎn)二重管及排水處理裝備;

　　SYB-60/50型注漿泵:注漿液混合器及測(cè)定器具;

　　SJY-雙層立體式攪拌機(jī):噴頭及凝膠時(shí)間測(cè)定儀,逆止閥,消音器。

　　3.2施工工藝流程

　　二重管注漿超前支護(hù)采用TXU改型鉆機(jī)施工。

　　TXU改型鉆機(jī)體型較小,適合在較小空間施工,能在360°范圍內(nèi)進(jìn)行鉆進(jìn),如圖3所示。二重管鉆桿直徑一般為?42,端頭安裝管內(nèi)混合器。鉆進(jìn)采用清水作為循環(huán)液,達(dá)到設(shè)計(jì)深度或位置時(shí),封閉端點(diǎn)進(jìn)行橫向噴射切換。然后用注漿泵分別將兩種漿液壓入外管和內(nèi)管,漿液在二重管的端頭混合器內(nèi)混合,通過(guò)濾網(wǎng)在水平方向?qū)嵭袊娚?將漿液注入地層中。注漿采用后退式,一般20～50cm為一個(gè)注漿段。

　　3.3注漿漿液和注漿參數(shù)

　　施工時(shí)根據(jù)地層情況配制溶液型或懸濁型漿液;通過(guò)調(diào)節(jié)漿液配比和注漿壓力來(lái)控制漿液的凝結(jié)時(shí)間和注入范圍。溶液型或懸濁型漿液均采用雙液,其配比如表2所示,其中A、B雙液組成溶液型漿液,A,C雙液組成懸濁型漿液。懸濁型漿液以水泥為主,摻加注入性強(qiáng)的添加劑,適用于軟弱粘性土、松散砂層、砂礫石層的前處理、裂隙等的填充。溶液型漿液以水玻璃為主,摻加注入性強(qiáng)的添加劑,適用于密實(shí)的砂層、砂礫石層改良的后處理等。漿液中的添加劑一方面改良漿液,增強(qiáng)漿液的注入性,另一方面降低漿液凝固后的收縮性,確保注漿和止水效果。針對(duì)不同的地層,注漿時(shí)可先進(jìn)行限制性注漿,漿液凝結(jié)速度快,可根據(jù)凝結(jié)時(shí)間確定注漿范圍;然后進(jìn)行滲透注漿,使?jié){液在地層中分布均勻。限制性注漿和滲透注漿可以自由切換,從而適用于各種復(fù)雜的地層。

　　根據(jù)不同地層和工程情況,一般條件下注漿深度在14m以內(nèi),注漿孔直徑46mm;漿液擴(kuò)散半徑1m;漿液凝結(jié)時(shí)間20s～30min;注漿壓力0.3～1.5MPa。