MJS工法在既有盾构隧道中的应用

MJS工法在既有盾构隧道中的应用

王巍博

城盾隧安地下工程有限公司201108

摘要:MJS技术作为一种既有盾构隧道施工中常用的施工技术之一，该技术的有效应用，提高了盾构隧道工程施工的质量和效率。位于既有盾构区正上方且临近湖畔的某明挖地铁车站出入口，部分基地处于地下水十分丰富的砂卵石层与泥质粉砂岩石的交汇处，施工单位在该工程施工时，采用了先进的MJS工法对上跨段基坑内外土体进行了相应加固施工后，施工现场技术人员通过现场试桩检验后，确定该工法不仅具有加固与止水效果显著的特点，而且有效降低了既有盾构隧道的上浮量，提高了既有盾构隧道基坑的施工进度和质量，因此该施工工法被广泛应用于既有盾构隧道工程的施工中。文章主要是就MJS工法在既有盾构隧道施工中的应用进行了分析与探讨。

关键词：MJS工法桩;上跨既有隧道;应用

引言

目前，基坑工程施工中常用的加固与止水施工方法主要有深层搅拌桩、袖阀管注浆、冻结法、WSS注浆以及高压旋喷桩等几种，但不管哪种土体加固方法都有其共同的特点。施工单位在工程施工过程中，经常遇到地内压力不可控的问题，导致施工区域地面出现隆起、开裂等质量问题，对施工区域周边建筑物、地下管线设施的正常使用造成了极大的破坏和影响。比如，某工程地铁出入口基坑正下方为已经完成铺轨且进入试运行阶段的盾构隧道，施工单位在基坑开挖施工开始前，必须采取针对性止水措施，防止区间隧道出现上浮的情况，以确保基坑施工的安全顺利进行。而MJS工法则主要是以原有的高压喷射注浆工艺为基础，合理应用独特多孔管与强制排泥装置等设备，监测泥浆强制排放过程与地内压力，保证了成桩直径与质量，有效降低了基坑开挖施工对施工区域周边环境产生的影响，为该基坑开挖施工的安全顺利进行奠定了良好基础。

1工程概况

某地铁站主体结构工程施工完成且路面恢复施工结束后，由于位于车站主体结构东南角的3号出入口基坑平面设计为L型，施工单位针对这一基坑设计形式采用了常用的明挖施工工艺，在基坑开挖施工现场设置了一道混凝土支撑与两道钢支撑，以确保基坑开挖施工的安全顺利进行。通过对施工图纸与施工现场实际情况的对比分析确定，基坑连接主体的一侧与既有盾构隧道位置保持平行状态，基坑上跨长度为22m，盾构区间管片外径为3000m，厚度为50cm，管片顶部距离基坑底部距离约为1.9-2.4m。基坑西侧为一幢14层高的小高层楼房，该建筑地下室一层的埋深约为4.5-5.5m，且距离基坑最近的距离仅为2.6m；北侧为该地区的主干道，距离基坑最近距离不足1m；东侧城市内河，该河流距离基坑最近的距离在200m左右。施工技术人员通过对基坑开挖施工现场的详细勘察后发现，该基坑开挖施工现场存在以下几方面问题。（1）基坑临近城市内河，开挖施工过程中很可能出现与水系连通的情况。所以基坑开挖施工过程中，必须采取有效措施，提高粉砂层处的抗渗漏性能，才能保证基坑开挖以及结构施工的安全顺利进行。（2）由于盾构区间施工提前完成，如果擅自改变施工工况的话，必然会导致隧道上方已经施工完成的围护桩出现嵌固深度不足的情况，影响围护桩踢脚的稳定性。（3）经过现场勘测发现，盾构区间正上方覆盖的土层厚度仅有1.7-2.1m，基坑开挖后围护桩受力发生变形后，盾构隧道顶部因为受到围护桩产生的变形水平附加压力的影响，必然会出现向中间挤压变形的问题。因此怎样才能有效防止隧道出现上浮问题是该基坑开挖施工的关键。

2MJS工法在既有盾构隧道的具体应用

2.1MJS施工流程

（1）引孔。由于该MJS主机自身并不具备引孔功能，因此，施工人员采用了直径大于200mm的专用钻进引孔，在基坑内部加固施工时，根据支撑位置设计要求对桩位布置位置进行了优化调整，有效降低了孔位偏差，保证了钻孔作业的顺利进行。通过对施工现场实际情况的分析，由于喷浆孔实际高度高于钻杆底部大约50cm，实际成孔的深度与设计桩底标高深大约50m，所以，施工人员必须采取有效措施控制成孔底标高，才能有效避免成孔超深对盾构管片造成的损害，为后续基坑开挖施工做好充分准备工作。（2）护壁。严格按照基坑开挖施工现场的实际情况，使用膨润土造浆施工技术，利用钻机具有的循环泥浆功能，加固孔壁，防止孔壁出现坍塌问题，影响成孔质量。（3）下放钻杆。施工人员在将引孔钻机移除后，应该及时使用吊车将MJS主机吊装并对准孔位，然后再借助MJS主机的调平功能，调整主机位置，并确定主机支腿腿部地基的坚实度，然后将钻头和地内压力监测显示器连接，确认在钻头无荷载的情况下清零，而后开始放下钻作业。（4）设置参数。钻杆下放至设计位置后操作人员需按照设计要求设定钻杆提升速度、旋转速度、喷射角度等参数。（5）喷浆提升。在喷嘴达到预定深度后，操作人员应该先开启倒吸气与倒吸水功能，确定强制排浆是否正常，然后再开启主空气和高压水泥浆泵，直至喷浆压力达到设定压力后，在底部喷浆不少于2分钟后方可开始提升作业。（6）拆卸钻杆、移动钻机。待成桩长度达到设计要求后，操作人员应立即提升钻杆并进行拆解，钻杆拆卸过程中，仔细检查密封圈完整性，清洗拆卸后的钻杆，避免钻杆出现堵塞问题，影响后续的正常使用。

2.2MJS施工质量控制

首先，处理废浆。应用MJS工法后的泥浆排量较大，由于经MJS设备排出的废弃泥浆具有稠度较大、水泥含量较高、自然沉淀耗时较长等特点，因此不能将其直接排放入市政管道，只能按照要求在夜间向外转运，大量废弃泥浆的转运，不仅对工程施工进度产生了极大影响，而且占用了本就十分紧张的施工场地。对此，施工单位根据施工现场废弃泥浆量排放量较大的特点，采用了泥浆固化分离机，通过此分离机处理后的废浆，可直接变成含水量极低的干化泥饼和清水，清水经过施工围场内的三级沉淀池沉淀以后可直接排入雨水市政管道或者也可用作施工现场的清洗用水；干化泥饼则可由渣土车直接进行外运，对周边的环境影响降到了最低。由于该项目为城市规划建设的重点项目之一，且地铁出土口为止设置在主干道与其他道路的交叉口，再加上主干道周边为已建成高档小区，导致出入口上跨盾构隧道施工安全风险发生率大幅度增加，因此该项目的施工引起了社会各界的高度关注。为了保证工程施工的安全顺利进行，施工单位制定了以下几方面的施工措施。（1）根据事先进行的MJS试桩施工参数，设计施工方案，加强施工区域地内压力控制力度，避免因为地内压力过大，导致施工区域地表出现隆起或管线变形问题。（2）按照设计要求布设喷淋管道、雾炮机除尘降尘设备，为后续喷浆作用做好充分准备，从而达到有效控制施工现场扬尘的目的。（3）加强施工现场噪音控制力度，做好施工现场噪音污染控制工作，避免因为噪音扰民，影响居民正常生活。

2.3MJS施工监测

人工监测主要针对的是轨道与隧道结构竖向位移问题的监测。该既有盾构隧道工程施工中，采用的自动化监测技术，要求施工监测单位必须按照要求，每两小时统计一次施工区域监测数据变化的情况，然后交由监理单位整理汇报。由第三方监测、既有线路运营监测单位等组成人工联合监测小组，负责各个监测点的复核检查工作，保证监测数据的真实性与准确性。首先，布置监测点。为了有效提升工程施工的安全性，施工监测人员必须在MJS 桩施工正式开始前，使用油漆、铁钉等施工材料，沿钻进轴线方向两侧将监测点布设于MJS桩的中轴线上，然后使用全站仪，在监测点布设位置地表打穿硬化层，并将长度为1.0m的长螺纹管打入到沉降监测点，以便于后续监测时，可以借助全站仪准确找出各个监测点的位置。其次，选择最佳的监测方法。针对该项目施工现场顶部为城市主干道的特点，施工监测人员采取了地表沉降监测的方式，使用全站仪等监测设备，将现场监测误差控制在2mm内，保证了路面沉降、隆起、水平位移监测数据的准确性，为后续工程施工的顺利进行打下了良好基础。

结束语

总而言之，MJS工法在既有盾构隧道施工中的有效应用，提高了顶管上部加固施工的质量，有效防止了地面沉降问题的发生率。增强了隧道上浮控制的效果，为上跨段出入口基坑与结构施工的安全顺利进行提供了强有力的技术支撑。所以积极探索该技术的应用策略，对于我国既有盾构隧道施工技术的创新发展有着极为重要的意义。

参考文献

[1]王怀东,袁云辉,王二丽.MJS工法在盾构上跨隧道工程中的应用研究[J].现代交通技术,2021,1806:22-27.

[2]薛清涛.MJS工法在上跨既有隧道基坑工程中的应用[J].居业,2020,08:109-112.