通过深孔注浆抬升既有双层车站施工技术探讨

  通过深孔注浆抬升既有双层车站施工技术探讨  摘要：作为北京首例下穿既有双层车站项目，暨地铁6号线西延苹果园站下穿既有1号线苹果园站施工，本文以其制定、方案实施、施工过程中施工工艺控制为背景，阐述了通过深孔抬升注浆控制既有车站沉降控制的关键施工技术及要点，确保既有地铁运营安全，为以后类似工程提供一点参考。关键词：既有双层车站；深孔注浆；沉降控制；抬升注浆1.引言根据北京地铁线路规划，未来北京地铁线网为“三环、四横、五纵、七放射”局面。其中多数地铁线施工将下穿既有运营车站。下穿施工必定会导致既有车站沉降，过程中必须采取有效措施使既有车站沉降发生在可控范围内，确保安全施工，保证既有车站安全运营。北京地铁6号线西延线是一条建设中的轨道交通骨干线，是北京地铁中重要的组成部分；本项目作为北京首例下穿既有双层车站项目，其通过深孔注浆抬升既有运营地铁站，控制既有车站沉降的施工将为未来下穿地铁施工提供宝贵经验。本文以北京地铁6号线西延苹果园站采用深孔注浆抬升既有1号线苹果园站施工实践中，方案制定、方案实施、施工过程中施工工艺控制为背景，阐述了通过深孔抬升注浆控制既有车站沉降控制的关键施工技术及要点，确保既有地铁运营安全，为以后类似工程提供一点参考。2.工程概况北京地铁6号线西延工程在建苹果园站为换乘站，与既有1号线苹果园站换乘。在建苹果园站下穿段主体结构为双层三跨箱型框架结构，采用暗挖PBA工法施工，下穿段总长52.4m，宽度为23.5m，高度14.92m。既有1号线苹果园站为单层四跨或单层五跨框架结构，四跨结构宽17.0m，高6.45m；五跨结构宽29.6m，高6.8m。明挖法施工，既有线覆土约4.9m。在建苹果园站顶板密贴下穿既有1号线苹果园站主体结构，两结构之间净距为0.4m～0.5m，为本工程特级风险源。苹果园站平面位置总平面图见图2-1，下穿段剖面图见图2-2。图2-2苹果园站下穿段剖面图3.下穿段注浆抬升3.1注浆抬升背景苹果园站下穿段因与既有1号线苹果园站结构密贴，主体导洞及初支扣拱均采用平顶直墙结构，与传统导洞及扣拱采用拱顶直墙结构相比，平顶直墙结构受力性能较弱，不利于控制既有1号线苹果园站沉降。同时既有1号线苹果园站在施工过程中需正常运营使用，运营公司要求沉降控制值非常严格，导洞开挖阶段控制值在3.0mm范围内，导洞开挖以后阶段控制值在2.0mm范围以内，具体控制指标见3-1。表3-1轨道结构变形控制指标（mm）图3-2导洞开挖阶段既有结构轨道结构及主体结构沉降数据变化趋势3.2既有1号线苹果站沉降注浆抬升方案实施3.2.1深孔注浆抬升方案为防止施工过程中既有线继续沉降，保证既有线正常运行，根据本工程实际情况，采用在边导洞内对既有线下方进行径向注浆，整体抬升既有线结构。因本工程拱顶初支结构距1号线苹果园地铁站较近，注浆时应严格控制注浆流量、压力和注浆量，以确保既有1号线苹果园站均匀抬升。具体做法如下：（1）根据车站主体结构与既有1号线的位置关系，本次注浆抬升范围为北侧边导洞南北两侧既有1号线结构变形缝之间，详细见注浆范围布置图3-3。（2）在边导洞初支南北两侧壁上布置注浆孔，单侧侧壁需布置三排孔位，水平径向注浆。注浆孔左右间距为0.5m，上下间距为0.8m，最下排注浆孔距小导洞底板初支1m。详见3-3注浆孔位布置图。（3）抬升注浆前需在所需抬升的范围内形成止浆墙（1m厚），将所需抬升的空间形成一个封闭的空间，确保抬升注浆时浆液不会四处放散，更好的达到抬升效果。止浆墙采用深孔注浆工艺，先对底部及边墙施做止浆墙，再对端头部位施做止浆墙。详见止浆墙图3-4及图3-5。（4）止浆墙形成后即可对既有1号线结构进行注浆抬升。注浆抬升区域采用可重复注浆的袖阀管注浆，配合监测数据，对既有1号线结构进行注浆抬升。可重复注浆区域分为4个部分，按编号同步依次进行注浆抬升。同排孔位注浆可采取隔一注一的方式，为保证抬升效果，可对抬升区域进行重复注浆。（5）为保护既有1号线主体结构安全，注浆时注浆压力不宜过大、注浆速率不宜过快、注浆量（单孔）不宜过大。注浆压力初始压为0.5～0.8MPa；稳定压为1.5～2.0MPa（最下排孔位或距离变形缝较远的孔位注浆时可根据监测数据适当将注浆压力增大，上两排孔位注浆时可适当减小注浆压力，防止对既有线破坏）。注浆时需配备流量计（如图），将注浆速率控制在24L/min以内（力求达到浆液扩散速率与浆液注入速率相平衡），当注浆量达到理论值时（最大不超过理论值的1.2倍），应停止注浆。同时实时观测注浆过程中浆液的流量及压力变化，如遇流量或压力骤增骤减的情况，应及时调整浆液凝固时间，做到浆液最佳扩散。单孔的注浆量按下式估算：Q=πR2Lnαβ，式中R为浆液扩散半径，取R=0.6L0；L0为注浆孔中至中的距离；L为孔长；n为地层孔隙率；α为地层填充系数，一般取0.8；β为浆液消耗系数，一般取1.15。（6）注浆材料选择采用注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆，其特点如下：①其特性渗透性好、凝固状态稳定；②对该地层，凝结时间持续有效；③对卵石地层能有效控制浸透距离；④高强度、高稳定性；⑤水泥、水玻璃化学浆注浆材料配比：化学外加剂主要是调节浆液的可灌性和混合液的凝结时间，因此在施工现场中，外加剂的添加应根据现场的实际情况进行适当的调整。一般施工时水泥、水玻璃化学浆注浆材料配比见表3-2。表3-3水泥、水玻璃化学浆注浆材料配比表（m3）因材料的厂家不同、生产批次不同、浓度不同，实际施工配比中所用数量也不相同，只有根据需要浆液的初凝时间现场调配浆液。（7）注浆过程中应实时对既有线结构进行加密监测，依据监测数据指导现场注浆工作，及时调整相关的注浆参数。3.2.2深孔注浆施工工艺深孔注浆采用后退式注浆施工，分节钻孔，每节钻杆长度为1.0m、2.0m，两节之间采用双孔专用接头和专用钻头。4.结束语本工程密贴下穿既有1号线苹果园站，施工风险大、沉降控制严格。为确保下穿施工安全，保证沉降在可控范围内，采取深孔注浆抬升方案进行抬升既有结构，经过精心施工筹划、详细制定方案、现场严格落实，既有1号线沉降得到有效控制，既减少了开挖风险，也保证既有1号线正常运营安全。在今后的工程施工中，将不断总结完善，为以后类似工程施工提供有利的借鉴。参考文献：[1]地铁暗挖隧道注浆施工技术（试行），北京市地方，（DBJ01-96-2004）[2]建筑物变形测量规范，中华人民共和国行业标准，（JGJ8-2007） -全文完-