南京地铁7号线中胜站密贴下穿运营站MJS+水平冻结施工与实测研究

为解决南京新建地铁7号线在承压富水砂层近贴下穿既有10号线中胜站开挖时易发生涌砂涌水现象及冻结对既有线变形的影响问题,提出一种全方位高压喷射工法(metro jet system,MJS)+水平冻结法联合加固承压富水砂性地层的施工方法。根据实际工程,确定MJS+水平冻结加固工艺、加固参数、加固范围及冻结的方案,并通过数值模拟方法预测冻结温度场的变化规律、计算开始冻结的合理时间和积极冻结时间。对冻结过程中的土体温度、冻结及开挖过程中的既有车站底板位移进行监测,并在此基础上对暗挖方案进行优化。工程实践表明:1)冻结过程中中部MJS加固体温度一直高于端部MJS加固体温度,应当加强对中部位置温度的监测;2)冻土帷幕范围应控制在MJS加固体范围内,否则土体冻结会对冻胀变形影响较大,为此提出了上部钻孔取土泄压及间歇冻结的方案,可在一定程度上减小冻胀;3)本工程冻结及开挖阶段既有车站结构变形较小,减小了对近贴既有车站结构的影响;4)优化后的暗挖方案可加快施工进度,原开挖时间约80 d,优化后开挖时间缩短至66 d。

下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工技术研究及应用

下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工技术包括技术原理、实施思路和具体施工步骤,其由密布群桩富水砂层水平引孔、富水砂层水平引孔砂土流失控制、常规水平MJS注浆加固3个环节组成。技术采用引孔机钻杆+外套管进行水平引孔,实现立柱桩和高强度管桩的穿越,以及富水砂层中的长距离成孔,引孔过程中通过双液注浆对注浆线路进行一次加固,同时利用洞口安装的法兰盘+止回阀来进行砂土流失控制,减少引孔对地下构筑物和周边环境的影响,引孔完成后,进行常规MJS注浆加固,达到预加固目标,并形成具体的下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工步骤指导施工,大幅减少对地下构筑物和周边环境的影响,减少泥浆浪费,提高施工效率,经济社会效益较好,具有较好的推广应用价值。

既有地铁线上跨基坑管幕MJS地基加固施工实例分析

以徐州新建彭祖大道下方的隧道开挖区间为研究对象,针对徐州的地质条件研究了该地下工程近距离上跨既有运营地铁2号线对2号线的影响,并且采取了管幕加MJS工法联合加固地基的施工方案,对既有地铁2号线进行加固保护和控制地表的沉降。通过有限元分析可以看出,管幕法联合MJS工法可以有效控制既有2号线的变形隆起数值,在一级放坡施工阶段,铺设管幕数值为3.92 mm,未铺设管幕数值则为6.45 mm,并且在铺设管幕的情况下开挖基坑的变形也得到了较好的控制,证实了联合两种方案可以有效地保护既有2号线和基坑的施工安全。最后以10 d为一个周期进行监测,数据呈现出正常的变化规律,监测的结果与施工工况、土质状况基本吻合。

可用于缓解地基隆起、沉降的MJS绿色施工技术

依托南京地铁项目,采用MJS方法对新建地铁下穿既有运营地铁车站进行加固,并详细地介绍了工程特点、施工方法和施工方案,以期为后续地铁加固提供参考。

MJS高压旋喷桩在基坑支护工程中的应用研究

以南京市中山北路202号地下车库项目基坑支护工程为例,研究不同支护方案下秦淮河漫滩区深基坑开挖过程中支护结构的支护效果。采用ABAQUS有限元分析软件研究MJS高压旋喷桩单排悬臂桩支护、内支撑排桩支护这两种支护方案在施工过程中桩身水平位移、桩后地表沉降、桩身弯矩的变化。结果表明:内支撑排桩支护效果较单排悬壁桩更佳,基坑开挖过程中施加内支撑可以调整桩身受力,有效控制基坑变形;单排悬壁桩支护结构受土体的开挖深度影响较大,一般适用于地质条件较好深度较浅的基坑中。

基于均匀试验的MJS加固江堤参数敏感性分析

MJS加固技术中各加固参数对工程稳定性的影响及参数间的交互效应、敏感程度及关联机制仍不明确。针对该问题,以南京市建宁西路大直径盾构切削江堤抗滑桩工程为背景,采用PLAXIS软件进行三维有限元数值模拟,基于均匀实验法对江堤最大沉降、安全系数等指标的注浆压力、加固长度、加固宽度以及加固高度等影响江堤加固效果的参数间的关联机制进行定量评价,在敏感性分析结果的基础上对施工参数进行了优化设计。结果表明:MJS加固参数对江堤最大沉降影响较大,而对安全系数影响较小;适当增大MJS加固体长度有利于控制江堤最大沉降量;盾构施工中采用适当的支护压力能够有效控制土体的沉降和变形。

福州滨海软土MJS工法桩加固施工及环境效应

结合福州滨海首例MJS工法桩涉铁深厚软基加固工程,总结提出MJS工法桩软基加固施工工艺参数。基于圆柱形孔穴扩张模型建立轴对称有限元数值模型,精细化分析考虑MJS喷浆成桩过程的桩侧土体变形规律。结果表明:桩侧土体侧向位移总体呈Z字形分布,随着喷浆成桩逐步提升过程中压力的释放,正向位移幅值逐渐减小,负向位移幅值逐渐增大,且最大位移位置逐渐上移;通过喷浆压力影响分析表明,喷浆压力在1.3P_(地)~1.6P_(地)时土体侧移较小,变形性态较好;地表沉降小且一致性较好,地内压力系数控制在1.3~1.6比较合理。变形实测值和计算值相近,最大侧移及地表沉降各占预警值的13.4%和50.4%,属于微扰动施工,满足工程要求。在喷浆成桩过程中,靠近地表时控制好内部喷浆压力是关键,且在喷浆压力与地压相互作用中,产生的地表沉降应值得关注。

交叠车站下穿段MJS加固温度场变化规律研究

在富水地层新建车站下穿既有车站时,需要采用MJS与冻结法联合加固,而MJS工法施工的水泥土会产生大量水化热使加固体温度上升,将直接影响水平冻结效果。以南京地铁新建地铁7号线站台层部分单层段需近距离下穿上部既有车站为背景,采用数值模拟对MJS加固体温度变化规律进行研究,并经实测验证了数值模拟的正确性。结果表明:MJS桩体施工完成后3~8 d内达到最高温度,最高可达80.07℃,且MJS桩体布置越密集、加固范围越大,在群桩加固体中心产生的温度越高、自然降温条件下前期降温速率越缓;MJS桩体水化放热达最高温度后,温度呈负指数幂函数形式下降,降温速度先快后慢;MJS加固体对周围土体温度的影响范围随时间推移逐步扩大,且加固范围越大,对周围土体温度的影响范围越大,影响范围可达加固体边界以外4.5 m;距水泥土加固区越近,土体温度越高。结合既有MJS加固体水化放热规律及强度研究和数值模拟结果,考虑不同时刻水化热温度场分布与温度值,今后类似工程MJS加固完成后第60天为建议的最佳开冻时机。

黏土层中水平MJS水泥土强度分析

为了分析黏土层中水平MJS水泥土强度,以苏州地铁临顿路站下穿工程为背景,研究在苏州典型黏土层中水平MJS水泥土的无侧限抗压强度分布规律与影响因素,以及室内水泥土与现场MJS水泥土的强度关系。结果表明:现场水平MJS桩体存在夹泥现象,夹泥程度会显著影响桩体强度;28 d龄期时苏州5-1粉质黏土和6-1黏土层中现场MJS水泥土与相应土层40%、45%、50%水泥掺入比的室内水泥土强度平均值之比分别为0.87和0.55。MJS桩体截面上的强度分布具有空间变异性,主要与重力作用和土体的不均匀性以及由此引起的混合不均匀性相关;相比较均匀的苏州6-1黏土层,5-1粉质黏土层夹粉粒,易形成更不均匀的注浆型桩体,强度的离散性更大。研究成果可为水平MJS加固工程的设计和检测提供参考。

越江盾构切削江堤抗滑桩影响及MJS加固效果分析

为研究盾构穿越江堤并切削抗滑桩对江堤稳定性及周围土体变形的影响,并探究MJS工法在此类工程中的应用效果,以南京建宁西路大直径盾构切削江堤抗滑桩工程为背景,采用三维有限元数值模型,分析了在有无MJS工法加固两种情况下两台盾构机并行穿越江堤全过程中的江堤和抗滑桩变形规律.研究表明:盾构穿越江堤过程中,堤顶土体受扰动最严重;MJS加固能有效分担滑坡推力、控制土体与抗滑桩的变形.

低净空大直径MJS工法在盾构穿越地下通道中的应用——以珠三角城际新白广机场T1—T2区间为例

为解决在低净空内实现大直径MJS垂直桩的施工精度与质量控制难题,针对该工法在珠三角城际轨道交通新白广机场T1—T2区间盾构下穿机场地下通道工程中的应用,开展施工技术研究。首先根据项目概况与地质条件,制定本次下穿方案与土体预加固作业安排。然后,针对本工程中的MJS施工难点,对关键控制技术进行研究。最后,分别从成桩质量、结构位移、效益评价3方面综合分析其加固效果。研究结果表明:1)通过改造吊物装置系统,可在低净空内实现加固作业,极大地提高施工适应性;2)采用特制的合金钻头与主机水准仪可实现高精度成孔,且使用高压注浆系统可实现大直径优质桩体;3)改进后的MJS工艺既保证了加固效果,又可有效规避地下障碍物及管线,其微扰动效果也确保了施工期间机场地下通道结构的正常通行。

富水粉砂地层水平MJS桩施工对周边环境的影响及控制研究

全方位高压喷射工法(metrojetsystem,MJS)具有全方位、高精度、排泥集中等优点,在复杂地质条件和盾构穿越既有车站等不利施工工况下有着较强的适应性。为研究水平MJS成桩对周围粉砂地层的影响,优化水平MJS设计施工参数,以苏州轨道交通6号线苏锦站富水粉砂地层中MJS试桩工程为背景,采用现场试验的方法研究水平MJS成桩引起地下水位、超静孔隙水压力、土压力和深层水平位移的变化规律。研究结果表明:试桩期间水平MJS喷浆时超孔隙水压最大增加了46.1 kPa;喷浆使地下水位最大上升3.6 m,停止喷浆后水位最大下降1.5 m;土压力的变化趋势与孔压一致,喷浆时土压最大上升40.6 kPa。由于粉砂层引孔过程中土体自支能力不足,易塌孔,本次施工中引孔时的测斜最大发生1.2 mm的内倾,喷浆时测斜最大发生了2.2 mm的内倾。苏州地铁8号线时代广场站水平MJS施工期间车站底板最大位移值为0.8 mm,满足规范要求。粉砂层MJS施工过程中在水泥浆液中加入3%掺量膨润土,可防止出现塌孔和抱钻现象。

超深MJS工法在岩溶发育区截水帷幕中的应用研究

MJS工法引入国内后其适用范围不断扩大,加固深度从30m加大到60m左右。当周边环境敏感、深度较大时,可采用MJS工法施做截水帷幕。既有工程中未见MJS工法用于灰岩溶洞区截水帷幕的案例,文章以广州地铁某车站为例,详细介绍岩溶发育区57m深垂直MJS工法截水帷幕的设计、施工以及施工过程中异常情况的处理。研究应用实践表明:(1)提前处理溶土洞及裂隙是保证岩溶区MJS工法桩加固效果的必备措施;(2)MJS工法具备孔内强制排浆功能,其施工对围护结构变形、支撑轴力的影响均较小;(3)围护结构底部未嵌入稳固的岩层时,围护结构测斜数据应根据顶部水平位移监测值进行校核修正。相关研究成果可为岩溶发育区MJS截水帷幕的应用提供参考和借鉴。

淤泥质地层MJS工法桩及近桥桩施工的影响分析

高压旋喷桩施工时的挤土效应对临近既有建筑物变形的影响较大,基于中国澳门轻轨横琴线区间加固MJS工法桩应用实例,详细介绍了MJS工法桩的施工原理,通过施工前的数值模拟分析提出了一套适合横琴侧区间软土地区的施工和设计参数。最后,采用建筑物沉降位移、建筑物倾斜、地表沉降和深层土体位移等动态跟踪监测手段得到了MJS工法桩施工期间临近既有建筑物的沉降和倾斜变化规律、周边地表的沉降变化规律以及深层土体的变形规律。结果表明:MJS工法桩在三高三低的淤泥质地层施工对周围环境影响很小,在近桥桩的影响基本上可以忽略不计。

以武汉某区间为例分析MJS加固情况下盾构下穿对既有区间的影响

叠线站台换乘因其换乘距离短、车站规模小、减少占地等优点,在地铁中被广泛采用。但建设过程中,易出现后施工区间穿越先施工区间的情况,而MJS加固可有效减少区间穿越造成的影响。本研究拟以武汉某实际工程为背景,分析MJS加固情况下,盾构隧道下穿对既有区间的影响。

MJS工法桩加固施工对运营隧道的影响研究

随着国内主要城市轨道交通的大规模建设,建成线路越来越多,运营里程成倍增加,地铁的安全运营对一个城市的重要性不言而喻。近年来,市政隧道上跨、下穿运营轨道交通的工程日益增多。上方基坑开挖卸载会使下方的盾构隧道产生形变,为抑制这种变形,软土地区采用MJS工法桩基底及门式加固的工程越来越多。利用徕卡TM50/60测量机器人及地铁自动化监测系统(GeoMos-CN),实时监测下方运营隧道的变形数据,研究加固施工引起既有盾构隧道的变形特性尤显重要。本文结合杭州某软土地区上跨地铁基坑工程的实测数据,分析MJS工法桩加固施工过程中不同工况下既有运营盾构隧道的道床沉降、水平位移、管片收敛的变形特性,总结隧道变形规律,以便及时发现安全隐患,进而有效地保障人民群众的生命财产安全,为后续同类工程实践提供参考借鉴。

MJS工艺超前封底与浅埋钢板桩联合技术在基坑支护中的应用

文章首先介绍了常规高压旋喷注浆加固与浅埋钢板桩联合基坑支护的局限性,然后分析了MJS工艺超前封底与浅埋钢板桩联合基坑支护原理和优势,最后以南京市浦口区主城区市政道路综合整治工程为例,对MJS工艺与浅埋钢板桩联合技术在基坑支护中的应用进行分析。工程实践表明,该方法不仅具备较高的安全性,对周边环境及邻近结构物的影响也优于其他方案,能获得较良好的施工效果,具有一定的应用价值。

紧贴(1m)地铁隧道MJS施工与风险监测控制技术研究

以杭州市城市轨道交通3号线一期工程“吴山前村站—文一西路站(不含)”第二控制中心项目为例,根据周边复杂环境及Q1线网指挥大楼紧贴已运营的杭州地铁一号线隧道的情况,针对如何将围护结构施工对运营的地铁隧道的影响降到最小进行分析。在邻近地铁侧的围护区域,采用MJS工法桩围护体系,结合先进的自动化监测系统,最大程度地减少对邻近的运营地铁线路的影响,实现深基坑施工安全,并同时确保地铁线路安全运营。

MJS水平旋喷桩在顶管工程中的应用

随着城市的规划布局不断完善,各城市的基础设施趋于完善,同样在完善基础设施的同时,势必会与已存在的建/构筑物产生交叉、冲突,因此在城市建设过程中对原有建/构筑物的保护和利用就尤为重要。在广州白云机场排渠扩建工程的施工过程中,新建的灌溉渠(李溪干渠)与在建的新白广城际铁路高程存在干扰和影响,采用双层顶管下穿城际铁路的工艺,在顶管施工之前采用MJS水平旋喷桩对城际铁路下方土体进行加固,确保在建城际铁路的结构安全。

MJS工法在城市轨道交通车站施工中的应用

相较于传统的旋喷工法,MJS工法较具有施工扰动小、土压力稳定、施工效果可靠等优点,可以进行垂直、倾斜和水平方向施工,在城市轨道交通领域使用广泛。佛山市轨道交通3号线桂城站换乘节点施工中,为了解决复杂周边环境下富水砂层加固效果不佳,土建施工容易引起涌水、涌沙,工程自身结构及周边建(构)筑物变形过大等问题,采用MJS工法,通过选择合理的桩径,水灰比、水泥浆压力、成桩误差、浆液流量、转速、水泥掺量等,实现了MJS高压旋喷桩芯样强度代表值均大于1.4 MPa,在富水砂层中达到了良好的止水效果。施工期间,周边建(构)筑物累计沉降最大值为3.24 mm,累计水平位移最大值为1.79 mm,均小于变形控制值,满足周边建(构)筑物的变形控制要求。