张志鹏

(中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 300350)

随着我国社会经济的快速发展，带动了交通行业的快速发展，但是随着城市人口数量增加，给城市交通提出了更高的要求。在此过程中，要想保证城市交通运行的安全性和平稳性，在进行地铁工程盾构下穿高铁桥桩段桥桩施工过程中，必须把加固技术运用其中。但是从目前情况来说，在进行地铁工程盾构下穿高铁桥桩段桥桩施工过程中，因为受到各种施工因素的影响，导致施工难度比较大，一旦操作失误，必将会引发施工问题，无法保证工程施工质量。因此在进行地铁施工过程中，需要结合工程实际情况，把加固技术运用其中，通过优化施工思路和方案，加强施工各个环节把控，不仅保证工程整体施工质量安全，还能减小周围建筑物影响高铁运营的安全。

一、工程概述

兴业北街站～犀浦站盾构区间，全长约1356 m，本区间由兴业北街站双线始发，两台盾构机向犀浦站掘进，在犀浦站端头侧穿成灌高铁郫县特大高架桥桥桩，桥墩采用M型桥墩，该墩是一个3柱式钢架墩，区间隧道距181号桥桩最小净距约5.3m，距180、182号桥桩分别17.6m、16.2m。盾构区间侧穿桥桩段地层主要为稍密卵石土层及中密卵石土层，地下水位实测值为6m-8m。区间隧道距离181号桥桩较近，侧穿前需对桥桩进行加固。盾构侧穿平面图见图1。

在此工程中，由于所处地理环境比较复杂，水泥-水玻璃双液浆的配比是工程质量控制核心要素。结合地质详勘资料，兴～犀盾构区间侧穿的地层为稍密卵石土层和中密卵石土层，双液浆初凝时间较短，注浆要求必须达到设计的扩散半径，又不能因浆液扩散半径过大而造成材料浪费成本增加，因此选择合适的配合比既能够控制浆液流动范围，又能达到加固土体的效果，降低成本。并且该工程区间隧道距离181号桥桩较近，施工困难。根据地质详勘资料，桥桩地层是稍密卵石土层、中密卵石土层、密实卵石土层，工程性质好，强度大。桥桩加固不能扰动桥桩周围土体，钻孔难度大，技术要求高，施工较困难。加固区域紧邻犀浦地铁站、成灌高铁，过往人员车辆繁忙，保护目标较多，需要协调工作量大。

图1 盾构侧穿平面图

二、地铁工程盾构下穿高铁桥桩段桥桩加固技术

（一）盾构侧穿桥桩加固方法

该工程两侧采取长度为20.58mφ108@700mm的钢管隔离桩，并且在隔离桩之间设定了型号为20.58mDN80@700mm的袖阀管，并根据桥桩实际情况，对周围土地进行加固处理，在加固过程中采用的浆液主要以水泥-水玻璃双液浆为主。桥桩加固平面布置图见图2。

图2 桥桩加固平面布置图

在进行跟管钻进施工过程中，需要根据过程实际情况，结合工程坐标，明确放射隔离桩控制点，同时设定好控制桩位置。钻孔机结合测量结果隔离桩和袖阀管中心点位，核查位置偏差不得超过5cm。采用传统钻头进行打孔，孔径长度为0.5m左右，给跟管钻进提供条件。钻孔钻进施工过程中，需要根据实际情况边添加钻杆边添加套管。在跟管钻进设计深度以后，停止钻进施工。在钢花管安装过程中，需要在完成钻孔工作以后进行，适当地提升钢套管周转速率。在完成尺寸为φ146×6mm跟管工作之后，利用φ108钢花管将其安置到孔底中，做好加固处理工作。之后拔出地质套管，在拔管时需要防止钢花管被拔出。每间隔5m位置在钢花管中安置一个对中环，对中环在现场应用尺寸为8mm圆钢焊接而成。

（二）袖阀管注浆施工

在本工程施工过程中，在钢管隔离桩位置设定袖阀管注浆对桥桩实施加固。袖阀管注浆施工流程见图3：

图3 袖阀管注浆施工流程

在进行钻孔施工过程中，同上述流程相同，根据工程实际情况安装套壳料、袖阀管及固管止浆。在钻到设计深度以后，需要进行孔洞清理，并利用钻杆泵将套壳料传递到孔底，在孔口移出原浆液以后，对原浆液浓度进行测量，满足工程施工要求之后停止注入套壳料。根据注浆段实际情况，依照施工要求进行袖阀管施工。要想防止受到孔内浮力影响，无法保证孔内浮力施工的通畅性，应该第一时间向管内注水。在固管止浆过程中，把注浆管插入到外花管与孔壁之间的环形间隙中，同时将止浆固管料压入在孔口上部2m位置处，直到孔口返止浓浆为止。利用速凝水泥浆当作止浆固管料，在水泥浆中，水和水泥的比例为1∶1.5。根据工程实际情况，由黏土和水泥根据配比要求制定套壳料，水泥和黏土以及水之间的比例为 1∶（1～1.5）∶（1.5～1.88），并且浆液重量大约是1.5，漏斗黏度25s左右。在注浆过程中，应该把双栓塞芯管插入孔底以备灌浆。双栓塞芯管应该进行加固连接，在气密性测量满足相关要求之后才能应用。在灌浆的早期阶段，利用浆料将套壳料压破。在施加压力时，如果压力突然降低，进料量不断升高，则预示已经实现“开环”。在完成开环施工以后，需要按照设计要求进行注浆，根据每组注浆参数标准，以50cm为单位，设定一个灌浆段，灌注浆液为水泥-水玻璃双液浆。要想防止发生串浆现象，在注浆过程中需要采取“隔一注一”方式进行。

（三）水泥-水玻璃双液浆配比测定

在进行浆液配比过程中，水灰比采用固定值1：1的方式，只要在改变水泥浆液与水玻璃浆体积比和水玻璃浆液浓度两项进行试验。

图4 水泥浆∶水玻璃（体积比）——水玻璃浓度——初凝时间关系图

根据图4可以得知，水玻璃中Be值相对偏低的情况下，将无法满足该工程加速水泥浆凝固效果；而水玻璃中Be值在9Be′～30Be′时，不会给双液浆的初凝时间带来比较明显的影响；如果水玻璃浓度变化范围是14Be′～36Be′，双液浆终凝时间不会出现较大改变；在水玻璃浓度逐渐降低的情况下，双液浆的终凝时间将会随之升高，在双液浆终凝时间出现明显拐点以后，将会发生终凝时间直线上升的状况。

假设浆液终凝时间比较长，浆液将会出现自由扩散现象，不但无法满足桥桩加固效果，同时也会出现材料的大量消耗。但是，要想满足浆液初凝和终凝之间时间差要求，应该在注浆过程中，做好泥浆扩散半径的把控工作，保证浆液扩散不得太远。

经过上述分析成果可以得知，采取不同水灰比的浆液和一定水玻璃双液浆注浆加固过程中，双液浆初凝时间不会出现较大变化。但是在不同水泥浆和水玻璃体积比的情况下，将会出现经过一个拐点以后的双液浆终凝时间不断升高，同时变化量较大。要想更好地满足工程施工要求，减少材料消耗，节省工程成本，在曲线拐点附近选择水泥浆-水玻璃双液浆体积配比和水玻璃浓度应该根据工程实际情况进行选择。通过工程现场实际情况的考核以及现场检测，最终采用的水灰比是1∶1，水玻璃浓度17Be′。

（四）质量保证措施

在进行工程施工之前，采用的施工方式为“先探后挖”，明确核查各个管线具体分布位置。在出现串浆现象以后，现场诸多注浆机可以同时进行注浆施工，在注浆过程中，应该结合具体情况进行浆孔清理，待该串浆管注浆的情况下，除掉堵塞物，利用钢丝或者对应长度的细圆钢进行管道清理。直到没有异物之后，才能继续注浆。在完成注浆工作以后，把水管插入到袖阀管中，泵入清水，冲刷袖阀管内残留水泥浆。在完成清洗施工以后，需要借助胶布将管口封死，从而便于在桥桩位置出现几何变形的情况下可以第一时间重新注浆。在施工过程中，应该做好监管工作，及时反馈相关信息，并修改注浆参数。在注浆中，需要观察地面和桥桩实际情况。例如，出现被加固桥桩上抬情况，注浆应该立即暂停。

三、结束语

总而言之，在进行地铁施工过程中，因为受到地质环境因素影响，要想保证施工质量，需要采用加固施工工艺，从而保证地铁工程盾构下穿高铁桥桩段桥桩施工质量安全。通过采用双液浆配比施工工艺，不但能够缩短施工期限，同时还能在盾构掘进过程对地层扰动下实现理想的止水缓流作用，提升工程抗渗能力和整体性，从而达到桥桩保护加固效果，保障高铁行车安全。