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

　　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度又可以達到止水的效果。據有關(guān)資料表明,二重管注漿加固后的地層強度:卵石層達到2.5～3.0MPa、細中砂層達到1.5～2.0MPa、粘土層達到1.5～2.0MPa。加固后地層的透水系數:可達到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,將彌補以上工法的不足。

　　基于以上思路,通過(guò)對TXU型鉆機進(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漿液在鉆桿端頭完全混合再注入地層,從而實(shí)現加固開(kāi)挖面前方一定范圍內的地層。北京地鐵十號線(xiàn)光華路車(chē)站東南風(fēng)道穿越D1800雨水管線(xiàn)時(shí),為確保管線(xiàn)和結構施工的安全,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(xiàn)的超前支護,取得了很好的效果。

　　1工程概況

　　光華路車(chē)站位于東三環(huán)與規劃商務(wù)中心交叉口,東側為中央電視臺新址工地,西側為財富中心。東南風(fēng)道總長(cháng)115.434m,東三環(huán)路下部分與道路正交。D1800雨水管位于結構第二次抬高過(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°,雨水管與結構最小距離為0.85m。為降低施工難度,減小施工風(fēng)險,過(guò)渡段由原設計位置向西平移1.3m,雨水管與結構最小距離為1.6m,如圖1所示。風(fēng)道開(kāi)挖斷面,寬×高=11m×(15～17m),初支結構施工采用CRD工法,分4～5層、8～10洞開(kāi)挖。

　　據資料顯示,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(xiàn)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,溝內水深1.5m,流速較大。D1800雨水管與風(fēng)道結構之間土質(zhì)(由上至下)為粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土和細砂。因此,穿越雨水管的施工風(fēng)險很大,為確保施工安全,必須采取可靠的超前支護措施。

　　2支護方案比選

　　2.1工程特點(diǎn)

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

　　(2)雨水管采用頂管法施工,年久失修,水流急、水量大,出現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、多導洞施工,對地層的擾動(dòng)次數多,沉降量較大,與雨水管相互影響顯著(zhù)。

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

　　通過(guò)以上分析比較,采用方案3進(jìn)行超前支護。

　　3二重管注漿超前支護

　　3.1注漿設備

　　TXU改型鉆機:旋轉二重管及排水處理裝備;

　　SYB-60/50型注漿泵:注漿液混合器及測定器具;

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

　　3.2施工工藝流程

　　二重管注漿超前支護采用TXU改型鉆機施工。

　　TXU改型鉆機體型較小,適合在較小空間施工,能在360°范圍內進(jìn)行鉆進(jìn),如圖3所示。二重管鉆桿直徑一般為?42,端頭安裝管內混合器。鉆進(jìn)采用清水作為循環(huán)液,達到設計深度或位置時(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管,漿液在二重管的端頭混合器內混合,通過(guò)濾網(wǎng)在水平方向實(shí)行噴射,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

　　施工時(shí)根據地層情況配制溶液型或懸濁型漿液;通過(guò)調節漿液配比和注漿壓力來(lái)控制漿液的凝結時(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。針對不同的地層,注漿時(shí)可先進(jìn)行限制性注漿,漿液凝結速度快,可根據凝結時(shí)間確定注漿范圍;然后進(jìn)行滲透注漿,使漿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,從而適用于各種復雜的地層。

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