摘要：随着城市轨道交通行业的迅猛发展，一二线城市地铁规划建设逐步向郊县延伸，出现了大量地铁建设穿越既有公路、铁路专线的施工情况。地铁盾构穿越施工过程中，若既有铁路、桥梁桩基基础不能得到安全保护，就可能会引发重大安全事故，如铁路专线坍塌、停运等。本文针对地铁盾构施工前对既有铁路专线桩基加固施工技术进行了详细的阐述分析。
关键词：地铁盾构穿越施工；桩基加固；施工技术
1、工程概况
1.1工程背景
某城市轨道交通某号线工程兴龙站～博州站区间采用盾构法施工，盾构机采用2台复合式土压平衡盾构机，盾构机开挖直径为8630mm。盾构机从兴龙站西端头始发，博州站南端头吊出，区间设置4座联络通道，隧道主要穿越地层为：中风化泥岩，中风化砂岩，及少部分强风化泥岩、强风化砂岩。
1.2 盾构左右线与铁路桩基关系
（1）左右线与铁路桩基隧道平面位置关系
地铁隧道与桥桩基础最小水平净距约5.29m。地铁隧道左、右线分别从陈家房子大桥0#台～1#墩、1#墩～2#墩之间穿过，该桥为32米简支梁结构，基础为桩基+承台。
（2）左右线隧道与铁路桩基隧道剖面位置关系
盾构隧道开挖直径8.63 m，管片采用6+1的形式，管片内径7.5 m，管片外径8.3 m，厚度0.4 m，幅宽1.5 m，混凝土强度C50。区间左线隧道与铁路桩基桩基最小净距离为5.52m，右线最小净距离为5.29m，垂直距离3m。
2、施工统筹及施工技术
2.1施工统筹
为了确保铁路桩基的安全以及盾构掘进过程中的安全，盾构下穿前对1#墩进行地面加固。：
2.2 铁路桩基地面隔离钢管桩钻孔施工技术
2.2.1钻孔施工工艺：
准备工作；钻机组合、场地平整、安放钻机；孔位测量定位；跟管钻进；钻至设计深度；拔钻杆；换孔；注浆。
（1）钻具到场，组装
在场地平整后，根据场地条件，机器到位，组装机器。
（2）测量定位
根据加固布点图纸，测量放点定位。详见图1、2、3，0#墩、1#墩、2#墩钻孔布置图
（3）钻孔
根据地质条件，按照钻孔布置图定出孔位，按设计钻孔，钻孔时将钢管随钻头一起钻入地层内，当达到设计深度后停钻，然后拔出钻杆，完成钻孔。
施工误差：钻孔水平容许偏距沿相邻钢管方向不应大于100mm，垂直偏距沿隧道内侧方向不应大于200mm（对管棚前端，而非管棚孔口）。
（4）钻进
跟管钻采用采用偏心扩孔钻头（详见图4-5），钻孔套管采用Φ108mm，壁厚6mm的无缝钢管，分节跟进，1.5m/节，节与节之间用丝扣连接，丝扣螺纹段长大于150mm。
（5）钻孔异常情况处理措施
1）卡钻
预防措施：
①钻孔前对机械进行检查保养，钻孔过程中钻杆多旋转匀速钻进；
②钻孔过程中钻杆倾斜度要始终保持一致，不能有偏差；
③要保证空压机给管棚钻机提供足够的气压，保证钻机的动力。
处理措施：
①若出现卡钻，先检查空压机是否完好；
②把钻机钻杆后退，多进行旋转；
③然后匀速进行钻进，钻进过程中不能冒进。
2）钻孔掉钻头
预防措施：
①跟管套管连接方向不能错；
②出现卡钻的情况或者钻孔不顺利的情况下，首先要引起重视，重点关注；
处理措施：
①判断钻头是掉落，还是直接断裂；
②如果是钻杆连接时方向搞错，利用钻机慢慢连接上钻头，然后再匀速钻进。下次连接钻杆时要特别注意，方向要确定正确；
③如果钻头直接断裂，则进行更换钻头重新钻孔。
（6）钻孔完成后，按照正常注浆方式对钢花管进行注水泥浆。
2.2.2 铁路桩基地面隔离桩注浆加固施工
（1）注浆工艺
采取潜孔钻机成孔后，在孔口加工注浆球阀，进行整体式注浆。
注浆机械一般采用单液泵，配备高压管路系统和拌浆系统。
（2）注浆材料
周边止浆墙浆液选择普通水泥-水玻璃双液浆两种注浆材料。
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1）原材料：
①42.5普通硅酸盐水泥；浆液配比：W：C=0.8～1：1。
（3）注浆施工流程
1）布孔
地面加固根据实际情况进行钻孔布置，避开管线位置，钻孔直径均为108mm。
地表注浆孔垂直于地面，首先由测量人员将注浆孔的准确位置放样出来，以利于钻孔作业有条不紊，顺利进行。
2）钻孔作业
①钻孔采用跟管潜孔钻机钻成孔。钻孔水平孔位误差≤5cm，钻孔垂直度≤±1°，钻孔深度超过设计深度0.5m，以满足下管深度。
②干钻成孔。
③钻孔内（套管内）不得有杂物，以便有利于注浆管的安设。
④司钻员要求经验丰富，能根据钻孔过程大致判断地层岩性，便于确定钻孔深度。施工中要做好钻孔记录，以确定注浆管的下管情况。
3）安设注浆头
钻孔完成后，安装加工好的注浆头，要密封可靠。
4）注浆施工
采用KBY-50/70注浆泵进行注浆作业。注浆方式采用整体式注浆，注浆过程中要做好详细的注浆记录。
5）采取间隔跳孔注浆，注浆按先加固周围，再加固中间加密区施工。
（4）注浆结束标准及效果检测评价
1）注浆结束标准
注浆采取定量和限压相结合的方法进行控制控制
①注浆量
施工时采用注浆量控制，根据注浆情况进行调整。
Q＝3.14*L*R2*n*η
其中L为长度，R浆液扩散半径，n地层孔隙率，η浆液损失量
L取15m R取0.4 n取0.2 η取1.25
计算Q＝1.8m3
注：以上计算以周边孔为例，其他孔位参照此方法进行计算。
②注浆压力
注浆时压力控制在0.2-0.4Mpa左右。
③单孔注浆结束标准
浆液达到预定注入量，可以结束本段注浆；
浆液注入量未能达到预定注入量，注浆压力超过0.2-0.4Mpa时结束注浆。
对引串浆、跑浆、卡管等原因造成注浆量不够的段落进行补注，基本达到预定量后，可结束本孔注浆。
对于孔堵塞，套管变形无法注浆的，结束本孔注浆，做好记录，采取
其他补救措施；
④群孔注浆结束标准
各单孔单段达到注浆结束标准。
单孔注浆达到注浆结束标准占全部注浆孔的90％。
2）注浆效果检查评定
通过对注浆效果进行检查，对注浆施工做以评价，这样可以进一步确定注浆材料及其配比，同时为下一步施工提供依据和保障。
①单孔注浆结束后，通过对地层填充率的反算分析，确定地层中浆液的填充情况，定量地确定注浆效果。
（5）异常处理及应急处理预案
为了在施工中保证注浆的顺利进行，根据本工程采取的注浆工艺和技术特点及地质条件，对注浆施工中出现的异常情况进行了分析并提出了应对措施。
1）串浆
串浆是指在注浆过程中，浆液由正在注浆的注浆孔中经过溢浆孔溢出，再经过地层进入未注浆（或已注浆）的注浆孔中的一种现象。
造成串浆这一现象的主要原因是注浆管丝扣脱节，浆液经丝扣脱节的部位进入注浆管内，堵塞注浆管，形成串浆，为防止串浆可以采取以下措施。
①强化注浆孔的回填和封孔质量；
②注浆参数要不断调整完善，适应地层；
3、结论
根据项目特点及现场施工条件，提出了盾构穿越铁路之前进行专项桩基加固技术方案，在地铁盾构施工过程中，极大地保护了既有铁路货运专线的畅通运行有效降低了地铁后期运营安全风险。
按照“先加固，后穿越，勤量测”的施工原则，可有效控制铁路桩基基础损坏带来的安全风险。研究成果对类似工程有借鉴价值。
参考文献：
[1] 李琰 关于路桥施工中桩基加固技术的研究[J] 科技创业家 2014.（02）13
[2] 颜娟，张育人.桥梁施工桩具加固技术[J].技术与市场，2014（01）：49，51.
论文作者:王博
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：注浆论文; 钻孔论文; 桩基论文; 盾构论文; 浆液论文; 铁路论文; 钻杆论文; 《基层建设》2018年第26期论文;