1 工程概况
某地铁2号线一期工程5标包含阳明公园站～青山路口站～福州路站，2个盾构区间。阳明公园站～青山路口站盾构区间位于阳明路上，区间隧道埋深约为9.96～17m。左线起迄里程ZDK36+193.653～ZDK36+987.009，区间长度806.303m，长链12.947m（ZDK36+712.947=ZDK36+700.000）。右线起迄里程YDK36+193.653～YDK36+987.009，区间长度793.357m。其中有一个联络通道，联络通道埋深约12m，中心里程为左线ZDK36+592.053、右线YDK36+589.750。阳明公园站～青山路口站区间隧道采用两台盾构机从青山路口站西端头井始发，到达阳明公园站东端井后解体吊出，沿线建筑物众多。其中，阳～青盾构区间隧道左线盾构机在掘进至里程ZDK36+782.97～36+723.06段时，盾构开始近距离侧穿城北学校住宅楼，穿越长度为60m。
2 工程地质条件
该工程路口站区间地形平坦，区间两侧管线密集，高层建筑众多，盾构机掘进施工对周边建筑环境具有一定的影响，阳明公园站～青山路口站区间长度806.303m，拟建场地地势平坦，起伏不大，自然地面标高20.42～22.66m。
根据钻探资料，城北学校住宅楼地层由人工填土（Q4ml）、第三系更新统冲积层（Q4al）、第三系新余群（Ex）基岩组成。根据岩性及工程地质特征，场地地层自上而下划分为素填土<1-2>、粉质粘土层<3-1>、淤泥质粉质粘土层<3-2>、细砂层<3-3>、砾砂层<3-6>、圆砾层<3-7>、强风化泥质粉砂岩层<5-1-1>、中风化泥质粉砂岩层<5-1-2>。
3 施工难点
（1）本工程区间采用注浆加固的办法来提高建筑物地基基础的承载力。施工过程中可能由于注浆量过多，造成地面隆起，导致房屋受损。因此，将地基加固的质量控制及避免注浆过多，作为本次施工的重点之一。
（2）周边环境复杂，对外协调难度大。
（3）本工程位于繁华的阳明路地段，文明施工要求高。
（4）加固区域内两种管线，虽经过现场施工调查明确了部分地下管线的情况（包括自来水管、电信管线），但可能存在遗漏、未探明的管线。
4 城北学校住宅楼原加固设计方案
在进行施工时，由于受管线影响，且管线搬迁成本大，原方案无法施工。综合分析后，决定采用双液静压注浆加固的方式进行隧道施工，选用水泥-水玻璃双液浆作为注浆材料，设计水灰比为0.8:1～1.1，设计水泥的浆的体积比为1:1，在施工过程中要求加入的注浆水泥量控制在7%以上，钻杆选用直径为50mm的双层钻杆，设计钻孔的间隔距离为0.5～0.8m，钻孔按照梅花型布置，设计扩散的半径为0.6m。
（1）采用直径50mm双层钻杆，孔间距1.0m，梅花型布设注浆孔，水泥浆注入压力0.3～1.2MPa，水玻璃注入压力0.3～0.8MPa，注浆扩散半径0.6m。
（2）使用水泥-水玻璃双液浆作为注浆材料，波美度为Be30°～40°，设计水玻璃模数为2.4～3.5，浆体中掺入的水泥量要控制在10%以上，设计浆液的粘度为80～90s，在允许压力下，如果浆液的注入率＜1L/min时，要持续灌注15min，此时即可结束灌浆。注浆结束7d后进行，加固体应满足动力触探实验N63.5修正后的击数平均值≥25。
（3）双液配比，水玻璃：水泥浆体积比为1:1。水泥浆水灰比0.8:1～0.8:1.1，水玻璃溶液配比1:1（体积比）同时可根据现场实际情况依及所需的凝结时间适当的调整水灰比。
5 静压注浆施工技术
双液静压注浆主要由配浆搅拌机和制浆机、用于造孔的钻机、输浆管、注浆泵、阻塞器和观测仪表设备组成。
5.1 施工参数设计
（1）采用直径50mm双层钻杆，孔间距1.0m，梅花型布设注浆孔，水泥浆注入压力0.9～1.5MPa，水玻璃注入压力0.5～0.9MPa，注浆扩散半径0.6m。
（2）双液配比，水玻璃：水泥浆体积比为1:1。水泥浆水灰比0.8:1～1.1，水玻璃溶液配比1:1（体积比）同时可根据现场实际情况依及所需的凝结时间适当的调整水灰比；
5.2 住宅楼数值模型分析
采用ABAQUS有限元软件三维实体建模分析，为简化模型，建筑物与盾构边缘的距离采用平均距离，盾构线路曲线部分也简化为直线建模，建筑物采用实体结构建模；模型约束情况为：模型顶面为自由边界、前后左右约束模型的水平位移、模型底面约束3个平动自由度。土体采用摩尔-库伦弹塑性模型，土体参数参考勘察报告取值，钢筋混凝土结构采用弹性材料，参考现行规范取值。土层和建筑采用C3D8R单元。建模思路：第1步，先地应力平衡；第2步，施作建筑物；第3步，隧道开挖。第3步计算得到的倾斜与沉降减去第2步计算得到的倾斜与沉降即隧道开挖引起的建筑物的倾斜与沉降。
采用静压注浆，沿隧道轴线外0.5m布置注浆孔，布孔排拒为1m；静压注浆施工采用水泥浆+水玻璃双液浆，水泥浆的水灰比为1.0～1.5；注浆压力取0.4～1.0MPa，注浆压力逐步提高，达到注浆终压并继续注浆10min以上，考虑到注浆加固对土体性状改善，加固区地层无侧限抗压强度按设计取为0.8MPa，后面模型计算均按此处理。注浆后模型水平及竖向位移云图如图1所示。注浆加固后建筑物沉降差＜规范要求，可以达到预期要求。
图1 注浆加固后水平位移云图
5.3 施工工艺及技术
双液注浆施工钻孔和喷入浆液时的方法相同，都是采用直径为φ50mm双层钻杆，在钻杆的端头装有管内混合器，使浆材充分混合。通过注浆泵分别向外观和内管中压入A、B两种浆液，然后在二重管端头混合室对浆液进行混合。此外，为了避免浆液流失造成的影响，需要做好深层注浆效果，应加密地面或立面注浆孔间距。施工工艺流程如下：管线探测→定孔位→钻孔→配浆→注浆→提升一节→注浆结束→移至新孔位。首先，根据指定的位置安排钻机就位；然后，安排技术人员对钻杆的角度进行调整，钻机就位后不能出现位移。钻进速度不宜过快，并根据地层情况确定钻进参数。钻进过程中，要注意对溢水出水的情况进行观测，当发现溢水量比较大时，要立即终止钻进。钻杆提升过程中，要将提升速度控制好，每一次提升量要控制在20mm内，并保持均匀提升。钻杆提升后，要马上清洗干净。
6 施工监测
注浆加固施工后，需要监测构筑物的变形情况，并观察和测量建筑的沉降位置、平面位移和垂直度。如果地面出现明显的沉降或砖柱开裂的情况，需要立即终止注浆。主要监测内容包含下述几个方面：
（1）监测房屋裂缝宽度的变化情况。
（2）监测地基的不均匀沉降。
（3）监测房屋的倾斜情况。
（4）监测房屋四周地表沉降情况。
根据隧道的地表情况和线路情况对建筑物的布设情况进行监测，控制点之间的间隔距离要控制在300mm左右，确保每一次进行监测时都可以相互检核，保证当局部条件出现变化时，不对临近基准点校核的准确性进行确定。基准点埋点如图2所示。
图2 基点埋设示意图
监测证明，进行静压注浆处理后，此段地面沉降控制在1cm内，房屋基本没有出现倾斜和沉降，取得了良好的加固效果，达到了预期要求。
7 结语
综上所述，本文以实际工程为例，对静压注浆技术在砂层盾构掘进施工过程中地层的加固措施进行了分析和探讨，通过进行静压注浆加固，显著提升了不良地层的胶结度，提高了地层的稳定性，顺利完成了盾构掘进施工。此外，在砂性地层中，当刚性隔断不具备施工条件时，静压注浆可作为另一种替代工艺进行隔断加固施工。
参考文献
[1]许庆仁．静压注浆微型钢花管桩在高层建筑加固纠偏中的应用[J]．广东土木与建筑，2018，（1）.
[2]吴曙辉．静压注浆在地基加固处理中的应用[J]．企业技术开发，2014，（20）.
（作者系上海城建市政工程（集团）有限公司工程师）
