中建八局轨道交通建设有限公司 北京 100035
摘要：地铁盾构法施工中，端头加固是盾构机始发的一个重要组成部分，也是一个比较关键性的决定性因素。端头加固的效果影响着盾构机能否成功顺利始发。因此在端头加固施工过程中应加强质量的控制不可放松。
关键词：始发；端头加固；质量控制
一、引言
目前我国城市轨道交通日益发达、线路不断扩张与完善，修建地铁是一座城市的名片，越繁华的城市地铁线路越密集，这给我们的施工也带来了巨大的挑战，盾构法隧道施工关键性的第一步就是端头加固，端头加固的效果从而影响着盾构机能否成功始发，所以在端头加固施工过程中对于质量的控制必须严格。
二、工程概况
北京地铁19号线一期工程积水潭站~北太平庄站区间，盾构始发井位于新街口外大街与北护城河相交位置的西北角，中心里程为右K48+268.003。
洞门加固里程范围：右线YK48+274.158~K48+284.158，左线K48+274.599~K48+284.599。
三、地质、水文情况
始发洞门地层主要为：粉质黏土、粉细砂、中粗砂、卵石等；隧道顶覆土厚度约为17.70m~29.38m。
根据勘察成果，共观测到三层地下水，上层滞水（一）、潜水（二）、层间水（四）。
上层滞水（一）：水位埋深为4.50~4.60m，潜水（二）：水位埋深为16.70~18.26m，层间水（四）：水位埋深为28.60~32.90m。
四、端头加固质量控制的重要性
端头加固质量的好坏直接影响着盾构是否能成功始发，如加固质量不满足要求，会引起以下几种事故：
1.洞门土体坍塌，造成地下管线沉降、破裂，如遇到天然气管线，更有甚者发生爆炸事故。
2.周边建构筑物产生沉降、裂缝、倾斜甚至倒塌。
3.地面发生沉降、隆起、凹陷甚至坍塌，造成地面过往行人及车辆受损。
4.始发时洞门处发生涌水、涌砂事故，导致水土流失，地层变形受损。
5.始发后管片脱出盾尾由于加固土体抗压强度或抗渗系数不合格时会造成管片破损、渗水、漏水、变形更甚者造成坍塌事故。
五、工艺流程
图1 WSS工法施工工艺流程图
六、端头加固质量控制措施
1.做好图纸审查工作
深入了解熟悉图纸，施工前进行三级技术交底，对于加固的意义，加固的效果、加固范围、以及加固的重要性全都告诉工人，提高工人对工程质量的意识。
2.原材料进场验收
对于进场的水泥、水玻璃进场附带合格证，并现场见证取样，做复试检验，合格后方可使用。
3.设备机具的检验
对于进场的设备例：钻机、搅拌机、注浆泵、钻杆，进行组织验收，合格证附带齐全，合格后投入施工现场使用。
4.人员配置
现场施工人员配备齐全、施工总负责人、质量员、施工员、安全员、施工班组长、普通工人、注浆工。
5.过程控制
①浆液搅拌要均匀，水泥浆搅拌时间为3～5分钟，但不得超过30分钟。未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。
②开钻前，应严格按照设计布置图布置好孔位。钻机定位要精准，开钻前的钻头复位和布孔点位相差不得大于2cm，钻杆倾斜度不大于1°。钻孔时，密切观察钻进情况，如发现异常情况，应立即停钻，分析原因再进行施工。
③严格按照设计参数进行钻孔。注浆垂直平面孔位误差≤5cm，钻孔轴线偏移量≤±1°，钻孔深度不超过设计深度0.5～1.0m，以满足下管长度。
④注浆前，应严格按照顺序分布进行施工。为实现整体加固的目的，每个孔注浆都要精准，注浆压力一定要严格把控，专人操作。当压力突然上升时，应立即停止注浆。
⑤注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量很大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因，如工作面漏浆，可采取封堵措施。如跑浆可通过调换浆液、调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，进行大泵量、低压力注浆，必要时采用间歇注浆，以达到控域注浆目的。
⑥深孔注浆浆质量控制采用注浆量和注浆压力双控方法。
⑦注浆过程中若压力突然升高，应及时查找原因，进行处理。
⑧安排专人负责每道工序的操作记录，并记录好原始数据。
⑨注浆过程中，应加强路面和管线监测，监测数据有异常应及时上报。
⑩严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。如未达到注浆结束标准，则进行补孔注浆。
6.注浆量控制
浆液设计用量可按照公式：Q=V.n.a.?
式中：Q-注浆量（m3）；
V-被加固的土体体积（m3）；
n-地层孔隙率，可按照地质勘察报告中给出的地层孔隙率取值；
a-地层填充系数；
?-浆液损失系数，宜取1.2~1.4。
7.注浆压力控制
①注浆孔达到设计孔深，注浆过程中压力逐渐上升，流量逐渐减少，当压力达到注浆终压，可结束单孔注浆。
②注浆孔达到设计孔深，注浆压力未能达到设计终压，注浆量已达到设计注浆量2.0倍，可结束单孔注浆。
8.浆液配比控制
酸性水玻璃浆液宜在水玻璃中加入稀硫酸制成。水玻璃宜选用模数2.8~3.3，浓度35Be'以上的水玻璃稀释而成，稀硫酸可用浓度98%以上的工业浓硫酸稀释而成。酸性水玻璃浆液配制应符合下列规定：
①酸性水玻璃浆液配制时，第一组份水玻璃浆液浓度宜为10Be'~20Be'，第二组份稀硫酸浓度宜为10% ~20%。
②水玻璃的稀释宜采用边加水边搅拌边用波美计测量的方法进行，也可按公式计算出水、水玻璃用量后，将水玻璃加人水中搅拌均匀。
V原=（d配-1）/（d原-1）×V配 V水=V配-V原
式中：d原、d配-分别为原水玻璃和预配水玻璃的比重，水玻璃比重与波美度的关系为d=145/（145- Be'）。
V水、V原、V配-分别为加水、原水玻璃和预配水玻璃的体积。
七、注浆效果检测
1.检查孔类：
①取芯孔法：取芯孔数量宜按注浆孔数的3%~6%抽查。止水目的的注浆I程芯样无侧限抗压强度宜大于0.3MPa以上，或加固目的的注浆工程宜大于0.5MPa，且应满足专项设计的要求。
②检查孔法：检查孔数量按注浆孔数的3%~6%抽查。检查孔应成孔完整，无涌砂、涌泥现象，出水量小于注浆专项设计要求，且能保持1h以上。
③渗透系数测试法：测试孔数量按注浆孔数的1%~3%布设。注浆后地层的渗透系数应降低一个数量级，且止水目的深孔注浆宜小于10-2m/d。
2.过程类：
①直接观察法：开挖面掌子面应浆液填充饱满，能自稳，无水或少水，且满足安全要求，或径向注浆、填充注浆后隧道周围渗漏水明显减少、变形得到明显控制
②监测数据判定法：通过监测反馈的结果，判断注浆加固效果是否达到工程要求。
3.物探类：
雷达物探法：对比注浆作业前后成果图像差异，宏观判断注浆效果。
八、结束语
综上所述，选择wss工法进行地铁隧道端头加固措施来确保盾构机能正常顺利始发，其工艺以及相关参数要求已经经过这么多年的发展以及实际应用，已经有了相对比较成熟的技术，但是为了能更好的达到加固效果，还要根据现场的实际环境、工程地质、水文情况选取合适合理的注浆工艺、注浆参数以及浆液类型等等，与此同时注浆施工过程完后，一定要检测加固完后的注浆效果，方便能够比较及实际调整注浆参数以及注浆方法等等，以此更好的确保盾构机始发顺利进行。
参考文献
[1]邹强.全断面深孔注浆在下穿浅基建筑物软弱赋水地层地铁区间隧道的应用[J].科技传播，2010，（8）：167-168.
[2]李雷.深孔注浆技术在地铁穿越既有建筑物中的应用研究[J].施工技术，2014，43（15）：102-104.
[3]胡群芳，黄宏伟，盾构下穿越已运营隧道施工监测与技术分析[J].岩土工程学报，2006，28（1）：42-47.
论文作者:王孟龙,杜亚非,郑永杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/10/10
标签：注浆论文; 水玻璃论文; 浆液论文; 盾构论文; 压力论文; 地层论文; 目的论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;