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摘要：通过工程实例，详细探讨了在粘土砂礓石富水地层的特殊地质情况下盾构端头加固的处理方法。以及三重管高压旋喷桩工艺和二重管后退式注浆工艺在此类地层中的成功应用，为此类地质情况下盾构端头加固处理提供了一种成功的综合施工工艺，可以起到借鉴作用。
关键词：粘土砂礓石富水地层；盾构端头加固；工艺结合；综合应用
粘土砂礓富水地层于中国淮河流域十分常见。在盾构端头处遇到这种地层如果不能很好的进行加固处理，盾构始发孔周围很可能发生极为严重的渗水、漏水现象，存在严重的安全隐患。
一、工程实例
苏堤北路站位于徐州市泉山区淮海西路北侧地块内。车站平行于淮海西路布设，为地下二层岛式车站，采用明挖法施工（局部盖挖），主体结构外包总长度248.8m，标准段宽19.7m，扩大端宽24.4m，基坑深度16.643～18.293m，地面高程基本在33.0m左右，近地表广泛分布全新世砂性土和黏性土。本车站地面以下13米及以下结构均处于5（3-4）黏土层中，勘查报告显示此层黏土中含有大量砂礓石，分布不均匀。砂礓石由岩石风化雨水冲刷而成，粒径为0.074~2mm的粒料，透水很强。在此地层中存在承压水。
苏堤北路车站盾构端头井处采用三重管高压旋喷桩加固工艺与二重管后退式注浆工艺相结合。三重管高压旋喷桩主要对土体进行加固处理，二重管后退式注浆针对粘土砂礓富水地层有加固土体和止水的作用。这样使围护结构外的土体更加稳定，使得盾构始发、接受时更加安全，同时避免在凿除洞门时发生涌水、涌砂、涌泥等安全事故。
二、三重管高压旋喷桩加固工艺介绍
（一）三重管高压旋喷桩施工工艺原理
三管法旋喷是一种水、气喷射、浆液灌注搅拌混合喷射的方法。即用三层喷射管使高压水和空气同时横向喷射，并切割地基土体，借空气的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同时，另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中，使水泥浆与土混合达到加固目的，其加固直径可达800～2000mm。从而加固盾构井端头的土体，使土体稳定性和抗渗性提高。
采用三管法旋喷，应先送高压水、再送水泥浆和压缩空气；喷射时先应达到预定的喷射压力、喷浆量后，再逐渐提升注浆管，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm；当达到设计桩顶高度或地面出现溢浆现象时，应立即停止当前桩的旋喷工作，并将旋喷管拔出并清洗管路。三重管法是将水泥浆与压缩空气同时喷射，除可延长喷射距离、增大切削能力外，也可促进废土的排除，减轻加固体单位体积的重量。
（二）三重管高压旋喷桩施工工艺流程（见图1）
（一）二重管后退式注浆工艺原理
二重管后退式注浆喷入管的设置和钻孔时的方法一样。使用的喷入管直径为Φ42mm，在端点装有管内混合器，使浆材充分混合。如果达到所定的深度，内管的喷气孔将关闭，以进行横喷射。用注浆泵将A、B两液分别压人外管和内管。并在二重管的端头混合室内混合，通过滤网在水平方向实行喷射。使浆材能浸透到地层中。
在不改变地层组成的情况下.将砂礓石层中颗粒间存在的水强迫挤出，使颗粒间的空隙充满浆材并使其固结，达到改良砂礓石层状态的目的。其喷浆特性是使该土层内黏结力、内摩擦角值增大，从而使地层黏结强度及密实度增加，起到加固作用；颗粒间隙中充满了不流动且固结的浆材后，使土层透水性降低，形成相对隔水层，从而起到对于粘土砂礓石富水层的止水效果。
（二）二重管后退式注浆工艺流程（见图3）
三重管高压旋喷桩施工完成28天后用二重管后退式注浆工艺对盾构端头处的粘土砂礓石富水地层进行针对性处理。地表注浆间距为1.2m*1.2m梅花型布置，共三排设置，设计注浆孔99个，浆液有效扩散米半径1m，注浆孔距离围护桩净距0.2m，竖向加固深度为地面下8m～26m。
（四）二重管后退式注浆施工工艺参数
注浆施工参数要根据地层实际情况进行试验确认，并在现场施工中不断完善调整，注浆过程中，结合注浆压力变化情况，现场动态调整优化注浆参数。注浆采用水泥、水玻璃双液浆施工，其中：水泥浆：水玻璃溶液 =1：1，后文分别称为A液和B液，A液水灰比为1：1，B液水玻璃与水体积比为1：1。详见表2。
四、结论
通过三重管高压旋喷桩施工工艺对盾构端头井进行加固，针对粘土砂礓富水地层透水系数高、水压大等特点进行二重管后退式注浆工艺。在经过这两种施工工艺处理后，盾构井端头土体稳定，盾构始发前进行探孔未发现粘土砂礓层处有水，土体加固效果良好，土体抗渗性好。破洞门时洞口处土体稳定干燥，未发生涌水、涌泥现象。为盾构机顺利始发创造了条件。两种工艺相互结合、互相补充较好的解决在粘土砂礓富水地层进行盾构端头加固较难的问题。
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论文作者:陈浩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/24
标签：砂礓论文; 盾构论文; 注浆论文; 水地论文; 粘土论文; 高压论文; 水泥浆论文; 《基层建设》2017年第9期论文;