宋 歡

（中鐵十四局集團大盾構工程有限公司，江蘇 徐州221000）

MJS工法(metro jet system)又稱全方位高壓噴射工法，可以進行水平、垂直、傾斜各方向、任意角度施工，廣泛應用于地下工程。在傳統(tǒng)高壓噴射注漿工藝的基礎上，MJS 工法采用多孔管和前端裝置，實現(xiàn)了地內壓力監(jiān)測和孔內強制排漿并通過調整強制排漿量來控制地內壓力，大幅減少對環(huán)境的影響。自2008年引入中國以來，已經在基坑開挖、建筑物保護和地基改良等方面取得了良好的應用效果[1]。張雁[2]通過采用地質勘探、重力觸探試驗和抽水試驗等方法，得出在礫石層厚度大、含砂量小、地層密實、含水層滲透性強的施工區(qū)無法成樁，而在條件相反的施工區(qū)成樁質量符合要求的結論。邵晶晶[3]使用MJS 工法和RJP工法解決了在鄰近地鐵車站的工程對周圍環(huán)境實現(xiàn)零擾動及保證成樁質量的問題。趙香山[4]研究了擴孔成樁中位移控制和壓力控制兩種條件下的施工環(huán)境影響，得出MJS工法施工對周圍土體的擾動和位移影響均較小的主要原因。葉琪[5]采用建筑物沉降位移等動態(tài)跟蹤監(jiān)測手段得到了MJS 工法樁施工期間臨近既有建筑物的沉降和傾斜變化規(guī)律、周邊地表的沉降變化規(guī)律以及深層土體的變形規(guī)律。張品[6]對MJS水平樁施工期間周圍地層孔壓、隧道附加應力、豎向位移進行監(jiān)測分析，獲得MJS水平樁施工對周圍地層及運營隧道的影響規(guī)律。陳仁朋[7]通過現(xiàn)場鉆孔取芯與室內試驗，研究得出MJS水平樁的成樁效果以及盾構掘進時周邊地層與上覆隧道的變形響應規(guī)律。朱小龍[8]研究了在地鐵施工保護范圍內的MJS工法應用并得出結論：MJS 預加固可以有效控制地鐵設施變形，同時介紹針對復雜障礙物的處理措施。周朋[9]對砂卵石復雜地層下穿既有2號線運營區(qū)間預加固保護措施進行研究并對多種預加固方案比選，最終采用MJS工法對既有2 號線進行預加固保護。洪成潑[10]實現(xiàn)了MJS工法在大直徑旋噴加固、近接工程以及超大深度地基改良等領域的成功應用。

1 工程概況

杭州市某隧道工程位于西興大橋和復興大橋之間，上游距離復興大橋2.4 km。隧道分為江北明挖段，長1 000 m；江南明挖段，長750 m；盾構段，長1 837 m。江北明挖段里程YK0+285～YK0+340范圍內，隧道明挖主體結構下穿錢江路南側跨越望江東路的110 kV和220 kV電管線；該處隧道結構為雙孔+管廊的框架結構形式，寬22.5 m、高7.35 m，基坑寬22.7 m、深10.3 m，圍護結構設計采用φ850 mm@650 mmSMW工法樁。該處上部為雜填土、填筑土，其下依次為砂質粉土、砂質粉土夾淤泥質土、粉砂夾粉土、砂質粉土夾淤泥質土、粉砂夾粉土、淤泥質粉質黏土，結構持力層主要為淤泥質粉質黏土。見圖1和圖2。

圖1 電力管溝與基坑位置平面

圖2 結構處標準基坑支護

存在電力管溝的地方受其影響，SMW 圍護樁無法施工，從而在110 kV電纜溝處形成2.7、3.5 m斷口，在220 kV電纜溝處形成3.8 m的斷口。見圖3-圖5。

圖3 110 kV管溝東側圍護斷口處平面

圖4 110 kV管溝西側圍護斷口處平面

圖5 220 kV管溝圍護結構斷口處平面

施工中，根據(jù)圍護結構斷口大小，在220 kV 電力管溝斷口處施工2根樁徑3.5 m的MJS高壓旋噴樁，在110 kV斷口2.7 m處施工2根樁徑3 m的高壓旋噴樁，3.5 m處施工3根樁徑2 m的高壓旋噴樁進行加固。

2 圍護結構斷口處施工處理措施

2.1 技術處理措施

SMW樁沿主線施工至距電力管溝50 cm處，圍護結構斷口處和電力管溝之間的空隙用MJS 旋噴樁連接，將基坑封閉，MJS 旋噴樁身與該處圍護結構樁長相同，水泥摻量≮40%。SMW工法樁沿主線垂直方向向基坑外側延伸1 m，做成陽角形式并使用高壓旋噴樁對陽角部位加固。圍護結構SMW工法樁與MJS旋噴樁間冷縫采用普通高壓旋噴樁加強止水。

2.2 安全處理措施

因為粉土粉砂層豎向土體穩(wěn)定性較差，在土方開挖過程中需分層開挖，開挖深度≯2 m，及時架設鋼板作為擋板并與圍護結構H型鋼進行可靠焊接，兩側焊接的H型鋼將不予拆除。在墻面施作φ42 mm小導管注漿，掛網(wǎng)噴射10 cm厚C25早強混凝土，鋼筋網(wǎng)片為φ8 mm@200 mm×200 mm。見圖6。

圖6 圍護結構斷口處開挖過程中加固措施

2.3 降水處理措施

施工控制的重點就是基坑圍護結構斷口處降水施工，本工程施工場區(qū)地層主要為③2砂質粉土、③4砂質粉土夾淤泥質粉質黏土且地下水豐富，整個基坑除按原設計的降水方案布設坑內、坑外降水井外，在每個圍護結構斷口處外圍再布設6 口直徑500 mm、深20 m 的應急降水井，現(xiàn)場配備2 臺400 kW 發(fā)電機應急備用。

3 MJS高壓旋噴樁支護方案分析

3.1 局部基坑支護分析

本基坑設計總深10.3 m，屬于二級基坑，但基坑周邊市政管線及建筑物較多，同時鑒于該處圍護結構SMW無法封閉，本段基坑圍護安全等級提高至一級，按一級基坑進行設計計算，基坑重要性系數(shù)采用1.1。

首先根據(jù)電力管溝附近的圍護結構設計情況，依據(jù)地質勘察報告提供的地質資料，考慮地面超載20 kPa，對該段圍護結構的整體穩(wěn)定、圍護結構墻底抗隆起、墻體抗管涌（水土分算，矩形荷載）、抗傾覆（水土合算）、MJS水泥土強度計算等進行驗算分析，均滿足要求。

3.2 上部受力結構分析

MJS 旋噴樁上部位是保護電力管線的貝雷架便橋，采用貝雷桁架系統(tǒng)作為縱梁承重體系，單片貝雷架質量為270 kg、高1.5 m，每橋有兩個縱梁，由貝雷架通過連接附件組成，便橋長27 m，基坑兩側墩臺計算總跨度為25.7 m，橫梁位于兩個縱梁之間、電纜溝涵之下，直接為電纜溝涵提供頂托支撐[11]。采用2根36a工字鋼并排拼裝為一根橫梁，間距為1 000 mm，每根橫梁長度為6.5 m。

為避免MJS旋噴樁頂部產生過大的壓力，整個懸吊電力管溝的貝雷梁將不作用在旋噴樁上，而是作用在MJS 旋噴樁背部現(xiàn)澆的2.9 m×2 m×1.5 m 鋼筋混凝土承臺基礎上。依據(jù)電力管溝的結構形式、既有電纜規(guī)格及數(shù)量、鋼便橋的縱橫梁及附件的重量等（覆土清除不再計算），計算得到總恒載為19.225 kN/m；考慮到人員作業(yè)活動要求，在電力管溝上考慮0.5 kN/m2的人員作業(yè)荷載，計算得到活載為0.32 kN/m。按照計算得到的活載和總恒載，對貝雷架縱梁承載力及變形、工字鋼橫梁承載力及變形進行核算，均滿足要求。

3.3 背部受力結構分析

根據(jù)地質報告，該處土體為砂質粉土，土體內摩擦角為30°，土體重度為19.6 kN/m3，黏聚力為12 kN，地下水位為3 m，在便橋基礎下設置樁長16 m的鉆孔灌注樁基礎，將電力管溝及便橋壓力傳至基坑底面以下，以避免便橋基礎壓力對基坑MJS旋噴樁圍護結構產生過大的側面附加壓力，避免現(xiàn)澆的墩臺基礎直接設置在MJS水泥土體上。

4 施工技術措施及注意事項

1）在施工過程中使用過程質量控制表對整個施工過程、每一道工序實施過程控制，做到每一道工序責任落實到人。

2）施工過程中控制鉆孔位置與設計位置的偏差≯50 mm，實際孔位、孔深和每個鉆孔地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及與巖土工程勘察報告不符等情況均應詳細記錄。

3）分段施工噴射管分段提升的搭接長度≮200 mm。由于緊急情況出現(xiàn)中斷時，恢復噴漿要將鉆桿下放500 mm 作為起始位置，避免出現(xiàn)斷樁。

4）引孔開始必須校平，鉆桿就位后，開始噴射作業(yè)前，檢查氣泡情況，鉆桿與下夾頭之間的情況。

5）噴漿過程中嚴格控制地內壓力，不得超越上下限值，出現(xiàn)異常情況立即采取相應措施。

6）漿液配比嚴格控制，專人負責抽查漿液質量。

7）詳細做好施工過程記錄、各項技術參數(shù)和工程以外情況等。

8）到達齡期28 d 后，對無側限抗壓強度、滲透系數(shù)進行檢驗，加固體28 d無側限抗壓強度＞1.2 MPa。

9）作業(yè)班組做好交接班，整根樁施工中間不得中斷，遇到緊急情況必須中斷情況的，操作人員立即通過施工員或者直接向生產經理和技術負責人匯報。

5 結論

1）隧道圍護結構斷口處MJS 高壓旋噴樁墻體測斜最大位移14.54 mm，小于允許值40 mm。墻體變形控制滿足規(guī)范要求，表明所采取的MJS高壓旋噴樁進行圍護結構斷口處支護技術是可行的。

2）對SMW基坑圍護結構缺口部位采取的MJS高壓旋噴樁連接加固，過程中分層開挖、圍檁擋土、小導管注漿、噴錨加固基坑圍護的措施并輔助以降水措施，保證了基坑施工支護的安全，避免了重要管線遷移，同時有效保護了重要管線，工程實踐表明經濟技術合理可行。

本項目MJS 高壓旋噴樁在基坑圍護結構斷口處的成功運用，不僅安全有效的完成基坑施工，各項監(jiān)測數(shù)據(jù)均在允許范圍內，而且避免了市政電力等重要管線的遷移，切實有效的完成基坑施工時重要管線的保護，更為后續(xù)類似明挖基坑施工提供寶貴經驗。□■