雙液注漿巧解東六環(huán)盾構(gòu)難題

發(fā)布時(shí)間：2021-12-15

一公局

2021-12-15

11月的北京天氣漸冷,但在東六環(huán)改造工程施工現(xiàn)場,超大直徑盾構(gòu)機(jī)“運(yùn)河號(hào)”卻在熱火朝天地掘進(jìn)。

東六環(huán)改造工程位于北京市通州區(qū),路線全長16公里,隧道段全長9.2公里,其中盾構(gòu)段長7.4公里,為全國最長地下公路隧道。一公局集團(tuán)隧道局承建第4標(biāo)段,全長約7公里,為整個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵控制性工程。

工程建設(shè)伊始,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)就遇到了大麻煩。盾構(gòu)隧道開挖直徑達(dá)16.07米,最大埋深75米,地下水壓約0.7兆帕,盾構(gòu)隧道穿越高密富水砂層,下穿眾多公路、鐵路、地鐵、河流及地下管線等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源,施工難度極大。如何控制地層沉降、成型隧道位移和成型隧道防水尤為重要,而控制這些指標(biāo)的關(guān)鍵就是盾構(gòu)施工的注漿工藝。

“如果采用傳統(tǒng)單液注漿工藝,將一種漿液通過一個(gè)注漿加壓單元、一條注漿管道注入目標(biāo)地層,漿液的凝結(jié)時(shí)間較慢、強(qiáng)度不高、填充效果欠佳等問題易引發(fā)地層沉降、滲水等安全質(zhì)量問題。”項(xiàng)目經(jīng)理何劍光分析說。通過查閱相關(guān)施工案例并咨詢專家后,何劍光在生產(chǎn)會(huì)上提出了同步雙液注漿工藝的方法,利用雙液注漿快凝、早強(qiáng)、抗?jié)B的特點(diǎn),克服單液注漿工藝的不足。然而,雙液漿同步注漿工藝復(fù)雜、應(yīng)用難度較大,僅有少數(shù)小直徑盾構(gòu)采用過,在大直徑盾構(gòu)領(lǐng)域尚無應(yīng)用案例。“沒有先例,我們就做‘第一個(gè)吃螃蟹’的人!”何劍光帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開啟了攻堅(jiān)之旅。

經(jīng)過一番摸索,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)同步雙液注漿工藝首先要解決漿液的配比問題。為了使雙液注漿達(dá)到良好的效果,何劍光組織試驗(yàn)人員對雙液漿進(jìn)行改良,通過添加膨潤土和穩(wěn)定劑提升其穩(wěn)定性,再調(diào)整比例試驗(yàn)混合漿液的性能,重點(diǎn)圍繞3項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo),開展了3千多次試驗(yàn),最終確定了最優(yōu)配合比。

漿液的配比問題剛解決,在哪里生產(chǎn)的問題又出現(xiàn)了。以往,洞內(nèi)注漿的漿液大多采用地面攪拌站拌制,再通過長距離運(yùn)輸?shù)蕉軜?gòu)機(jī)儲(chǔ)漿箱,不僅效率低,還導(dǎo)致能耗過高。為了克服難題,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)多次邀請業(yè)內(nèi)專家進(jìn)行技術(shù)研討,在一次咨詢會(huì)上,何劍光提出,“能否實(shí)現(xiàn)在盾構(gòu)隧道內(nèi)部拌和漿液?”對此,部分參會(huì)人員持懷疑態(tài)度。“能不能行,得試了才知道。”何劍光并不氣餒,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷進(jìn)行試驗(yàn)研究,完善施工方案。5個(gè)月后,通過充分運(yùn)用大直徑盾構(gòu)設(shè)備空間大的優(yōu)勢,何劍光團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性地將地面拌合站改移至盾構(gòu)機(jī)臺(tái)車上,設(shè)計(jì)出“制漿-儲(chǔ)漿-注漿”一體化集成系統(tǒng),既解決了雙液漿長距離運(yùn)輸?shù)碾y題,又能滿足北京核心城區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保要求。

為了實(shí)現(xiàn)同步雙液注漿工藝的智能化,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還研究設(shè)計(jì)出一套自動(dòng)化控制系統(tǒng),在盾構(gòu)機(jī)的尾部配置了8組內(nèi)置式注漿管,同時(shí)配置沖洗管路,在注漿結(jié)束后可實(shí)現(xiàn)對注漿管道的自動(dòng)化沖洗,并在漿液混合器前端設(shè)置了自動(dòng)閥門,通過編寫自動(dòng)控制程序,預(yù)先設(shè)置流量、壓力值等,實(shí)現(xiàn)操作終端智能化控制。

如今,隨著“運(yùn)河號(hào)”盾構(gòu)機(jī)順利掘進(jìn),超大直徑盾構(gòu)同步雙液注漿工藝技術(shù)優(yōu)勢日趨顯著,地層沉降控制在2毫米以內(nèi),隧道上浮控制由30毫米逐步保持在10毫米以內(nèi),成型隧道位移穩(wěn)定在15毫米以內(nèi),滲漏水控制也達(dá)到“零滲漏”標(biāo)準(zhǔn),填補(bǔ)了大直徑盾構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域一項(xiàng)空白。

（忽慧濤）

作者：吾名來源：中交一公局

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