3、減小隧道位移的施工控制措施
3.1 加固地基
為了確保下立交工程的施工安全,也確保運行中地鐵二號線的安全,本基坑工程采用了水泥攪拌樁加固、三重管高壓旋噴樁加固和雙液注漿加固。通過加固軟弱地基,提高土體強度,防止土體液化,從而增加基坑的抗浮性能,提高基坑的穩定,減小坑底的回彈及下方隧道的隆起變形。

③-1層為灰色淤泥質粉質黏土,飽和,含水量50%,土質不均,③-2、③-3層為粉土和粉質黏土,土層也飽和,該三層土層正好在下立交底板的位置。在施工期間,如果這三層土受到擾動或遇到水,極容易液化,進而引起基坑塌方,造成事故。我們對這三層土也進行加固,注入了大量水泥漿,提高了土層的土體強度和密度以及回彈模量。
3.2 施作攪拌樁
在隧道上方攪拌樁施工時,攪拌樁施工的卸荷量也受攪拌樁的水灰比和注漿量的影響,通過調整注漿量和控制水灰比可以調整卸荷量。并且根據攪拌樁的擠土效應的力學模型,深層攪拌樁的擠土效應與貫入的“泥漿樁”的等效半徑和樁長有關,控制注漿量和控制水灰比可以調整“泥漿樁”的等效半徑,從而控制攪拌樁的擠土效應。
下行線隧道兩側分別連續施作了2根、6根、21根深層攪拌樁,其隧道隆起增量值見圖3.隧道隆起增量值隨著連續成樁數量的增加呈現增加的趨勢,但并不是線性增加,而是逐漸地減緩。從圖3可以看出,減少每次連續成樁數量,待打樁產生的孔隙水壓力部分消散后繼續進行深層攪拌樁施工是控制隧道隆起值的有效途徑。
進行大面積深層攪拌樁加固時,在不同打樁條件下,上下行線底隆起值比較見圖4.下、上行線隧道實測值分別是在N1區、N2區(如圖2)深層攪拌樁施工過程中,下(上)行線隧道的實測隆起值。上下行線隧道隆起實測值相差如此大(其相對隧道位置、樁長、等效樁數相同)的主要原因是下行線隧道邊加固采取了下列措施。


(1)充分利用遮攔效應由于在下行線隧道外側已經打了一排遮攔樁,遮攔樁施工完畢到靠近遮攔樁的深層攪拌樁施工已有20d左右的時間,遮攔結構達到了比較高的強度,水泥土和型鋼形成一個整體,能承受一定的水平荷載;而上行線隧道外側的遮攔樁施工完畢到靠近遮攔樁的深層攪拌樁施工只有3d,水泥土還遠沒有達到強度,其遮攔效果不好。
(2)控制連續成樁數量N1區的深層攪拌樁每天施工7~14根,共施工了11d,而N2區相同樁數的深層攪拌樁只施工了3d,幾乎是連續施工。由于隧道的變形主要是由深層攪拌樁施工產生的孔隙水壓力引起,N1區攪拌樁的施工速度很慢,先前打樁產生的部分孔隙水壓力已經消散,因而隧道的隆起值較N2區施工時的小得多。N2區的深層攪拌樁幾乎是連續成樁,其產生的超孔隙水壓力來不及消散,隧道隆起較大。
(3)隧道上方加固在地鐵隧道兩側進行抗拔樁施工前,先在隧道上半圓環圈采用雙液注漿加固,雙液注漿厚度1m.雙液分別為A液和B液,A液為水∶水泥∶膨潤土∶外摻劑=0.7∶1.0∶0 .03∶0. 03,水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥;B液為水玻璃;A液∶B液=1∶1.地基加固的作用:首先,增大土體的C、φ值,增大土體的彈性模量,使得基床系數k增大,進而使得隧道縱向彈性特征值增大,從而隧道的變形減小;其次,加固體形成的整體性很好的空間厚板體系,在打樁產生擠土作用時,增大土體對隧道的約束,從而可以有效地限制隧道的隆起。
合理安排打樁順序,先在地鐵隧道上方進行地基加固,然后打靠近隧道的深層攪拌樁(內插型鋼)作為遮攔結構,利用先打樁自身的遮攔作用,可以減小隧道的隆起值。
在N1區施工之前,在隧道上半圓環圈采用雙液注漿加固,加固已有25d左右的時間,而在N2區深層攪拌樁施工前,下行線隧道上方沒有進行加固。隧道上方加固提高土體的強度,增大了土體對隧道的約束,從而可以有效地限制隧道的隆起。