八号线新港东-磨碟沙区间隧道结构异常沉降试验段整治20150820研讨.doc

八号线新港东-磨碟沙区间隧道结构异常沉降试验段整治总结报告 一、概况 八号线新港东-磨碟沙区间起始里程K1+497.1，终点里程K2+868.3，全长1371.2m，该区间隧道于2002建成投入使用，2005年以来，隧道结构变形监测数据显示，部分区段隧道结构出现沉降现象，并呈现不断发展趋势，上下行各有四个区段的沉降变化量较大（累计沉降量﹥20mm），上、下行呈对称分布，里程范围分别为K1+537～1+617（80米）、K1+807～1+927（120米）、K2+107～2+208（101米）、K2+328～2+353（25米），双线总长652m。其中上下行K1+562和K2+355两处结构变形缝因隧道不均匀沉降出现了明显的错台现象，结构顶板变形缝错台最大约32mm，道床变形缝错台最大18mm（如图1-1、1-2所示）。因运营隧道中无类似的注浆加固经验，注浆参数难以准确确定，因此沉降整治选取了设计里程YDK1+864.970（ZDK1+864.903）处结构变形缝两侧各11m作为注浆加固试验段。 图1-1 隧道顶板变形缝错台 图1-2 道床变形缝错台 二、设计概况（建设期） 2.1.1地质条件：该段隧道结构为明挖矩形隧道，结构外设置外包防水层。隧道结构基底采用厚约800mm 1:3沙、碎石回填作稳定层，根据地质图（如图3-1）所示，隧道结构顶部覆土为第四系（Q）土层，约4~5m厚，隧道底板主要在（2-2）海相冲积淤泥质粉细砂层、（3-1）海相冲积砂层、（3-2）海相冲积砂层中通过，此层土在底板下最厚达4.5m，根据《岩土工程勘察报告》的判别，其中（2-2）层和（3-1）层中的粉细砂在7度地震烈度作用下天然地基状态将产生液化，液化等级为“中等～严重”，设计文件提出此层土未经处理不宜作为基础持力层，要求地基不做液化处理，按软地基进行加固处理。 图2-1 地质图 2.1.2水文条件：本区间隧道所处土层含水量较为丰富，地下水位较浅，变化范围不大，水位埋深为1.80～3.40m，平均埋深为2.54m，隧道结构周边地下水类型为第四系孔隙水，砂层中富含地下水，地下水补给条件好，平均每100米基坑涌水量1107.3 m3/d。 2.1.3原软地基处理方案： 2.1.3.1板下淤泥质砂层厚度大于2m的地段，采用LXK工法水泥搅拌桩加固地基，搅拌桩沿基坑宽度密排，沿线路纵向排拒4米，桩径500mm，桩底达到强风化岩层面。当基坑同一横截面上基础面高差不一时，可视其高差大小及地基性质的不同，必要也用LXK工法水泥搅拌桩加固。 2.1.3.2板下淤泥质砂层厚度不大于2m的地段，采用800mm厚砂碎石垫层置换法进行地基处理，要求置换层厚度不小于1m，处理后的地基承载力不小于120Kpa。 三、原因分析 新磨区间隧道结构沉降较大的位置主要集中在曾实施过地基换填处理的四个区段（累计沉降均超过20mm），经分析，局部区段沉降较大的主要原因为地基换填区受地下动流水和运行列车的往复振动影响，原结构周边颗粒级配不良的沙石换填层产生液化迁移，容重较大碎石层被置换到换填层底部，置换后的地基承载力不满足设计要求，在外部荷载作用下引起沉降。 四、整治方案 4.1、处理方案设计思路 根据隧道结构设计情况、异常沉降发展情况以及异常沉降的原因分析结论，经论证，提出沉降整治处理方案以注浆加固方式作为减少和控制沉降的主要手段。 本项目施工须在当天运营结束后进行且不能影响次日的地铁运营，在运营隧道中无类似的注浆加固经验，注浆参数难以准确确定，因此沉降整治选取了设计里程YDK1+864.970（ZDK1+864.903）处结构变形缝两侧各11m作为注浆加固试验段，试验段处理方案主要经过四个阶段的试验、总结最终形成，如表4-1所示。 表4-1 技术方案形成阶段表 阶段时间方案内容第一阶段2012年5月至2012年7月一次性钻孔至基底以下约7m，由下向上分段采用水泥+水玻璃混合浆液进行注浆。第二阶段2012年7月至2013年3月注浆浆液调整为水泥浆（主要是水玻璃的耐久性较差）；注浆顺序调整为由上向下逐段灌注（作业时间限制）。第三阶段2013年3月至2013年12月方案调整为钻孔至碎石层利用聚氨脂固结碎石，对碎石层上部回填砂层逐段注水泥浆加固。（试验过程中在碎石层卡钻，反复钻孔对基地砂层挠动大，砂层流失量大）第四阶段2013年12月至2014年6月增加每段钻孔过程中利用聚氨脂护孔工序，并在浆液中掺加适量的膨润土。（减少涌砂量，提高浆液的流动性和渗透性） 4.2、整治方案主要内容 4.2.1、布控原则： 在YDK1+864.970（ZDK1+964.903）变形缝两侧各11米，上下行线44米