技術(shù)專題 | 上海軌道交通全方位高壓噴射注漿法（MJS）應(yīng)用實(shí)踐研究

圖1 MJS工法與傳統(tǒng)高壓噴射注漿法的區(qū)別示意圖

MJS工法在日本取得了廣泛的應(yīng)用，引入中國(guó)已經(jīng)有將近十年時(shí)間。隨著上海市及其他城市的軌道交通工程、地下建筑的大規(guī)模新建、改建和擴(kuò)建，周邊環(huán)境越趨復(fù)雜、施工空間嚴(yán)重受限，保護(hù)要求越來越高，普通加固土體方法有時(shí)已無法滿足施工要求。MJS工法成功解決了施工區(qū)域狹小、跨越較大障礙及對(duì)已有建（構(gòu)）筑物的保護(hù)等難題，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

圖2 MJS工法垂直、水平施工設(shè)備圖

上海軌道交通建設(shè)工程應(yīng)用MJS工法樁結(jié)合內(nèi)插型鋼作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的工程主要為徐家匯站站內(nèi)換乘大廳工程和宜山路站換乘通道工程，本文以徐家匯站站內(nèi)換乘大廳工程作為案例。

為實(shí)現(xiàn)徐家匯站三線（1、9、11號(hào)線）換乘，需對(duì)1號(hào)線站廳西側(cè)商場(chǎng)(-1F)向下加層（-2F），具體平面布置詳見圖3。向下加層基坑圍護(hù)采用“先插型鋼再旋噴MJS樁”復(fù)合擋土結(jié)構(gòu)。

施工條件艱難，主要體現(xiàn)在：商場(chǎng)底板下為③1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④層灰色淤泥質(zhì)黏土，土質(zhì)流塑、抗剪強(qiáng)度低；原-1F層的凈空僅為4.1m；施工區(qū)域與1號(hào)線車站一墻之隔，設(shè)計(jì)要求原商城結(jié)構(gòu)抬升不大于5mm。

圖3 換乘大廳總平面圖

圖4 徐家匯站換乘大廳MJS現(xiàn)場(chǎng)施工圖

2.2 MJS作為止水帷幕

本文以陜西南路站換乘通道工程為例介紹MJS工法作為止水帷幕應(yīng)用效果。

圖5 陜西南路站換乘通道止水帷幕平面圖

1號(hào)線、12號(hào)線陜西南路站換乘通道工程緊鄰1號(hào)線及12號(hào)線，施工區(qū)域有較多管線，環(huán)境保護(hù)要求極高。換乘通道基坑開挖深度9m，采用鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)（一側(cè)普通高壓旋噴止水，另一側(cè)MJS旋噴止水），MJS最近離隧道1m，具體布置詳見圖5。

施工結(jié)束后圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形位移、周邊建（構(gòu)）筑物及管線位移皆處于報(bào)警值范圍之內(nèi)，施工效果良好。

MJS工法被較多的應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)工程，主要進(jìn)行地下管線及周邊建（構(gòu)）筑物保護(hù)，本文以金沙江路站MJS工程為例介紹其應(yīng)用效果。

3、4、13號(hào)線站內(nèi)換乘通道工程位于運(yùn)行輕軌正下方（凈空4.6m），施工范圍橫穿一條22萬伏高壓電纜箱涵（寬1.7m、板厚200mm、埋深0.15~2m）?；硬捎勉@孔灌注樁圍護(hù)和厚1.4m MJS止水，電纜箱涵周邊采用MJS隔離保護(hù)，基坑第二道支撐至坑底以下4.5m土體采用MJS改良加固。輕軌立柱與樁位最近距離僅1m，具體平面圖詳見圖6。

圖6 電纜箱涵部位及MJS樁位布置

MJS工法應(yīng)用于較多的盾構(gòu)進(jìn)出洞加固工程，本文以陜西南路站北端頭井進(jìn)洞加固工程為例，進(jìn)行應(yīng)用效果分析。

12號(hào)線南京西路站～陜西南路站區(qū)間北端頭井盾構(gòu)進(jìn)洞地基加固工程施工區(qū)域緊鄰1號(hào)線，加固體與之距離最近不足4m。施工場(chǎng)地狹小，緊貼淮海中路，場(chǎng)地內(nèi)橫穿Φ1350mm污水管、Φ300mm煤氣管、Φ600mm上水管等管線。

加固區(qū)已有3.5m寬三軸攪拌樁加固區(qū)。MJS樁徑2400mm，搭接700mm，樁體深度13.251m~25.951m，加固布置見圖7。

圖7 MJS加固與地下管線、1號(hào)線布置圖

施工結(jié)束后，1號(hào)線軌道沉降、地下管線的變形值均在報(bào)警值范圍之內(nèi)，有效解決了施工區(qū)域小、條件差的難題。

目前上海軌道交通還沒有水平和傾斜MJS工程應(yīng)用，但是已進(jìn)行過漢中路站水平試驗(yàn)、淀山湖大道站水平試驗(yàn)、桂橋路站超長(zhǎng)水平試驗(yàn)和淮海中路站傾斜試驗(yàn)。本文以淀山湖大道站水平試驗(yàn)和淮海中路站傾斜試驗(yàn)進(jìn)行效果評(píng)價(jià)。

上海軌道交通17號(hào)線淀山湖大道站工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了水平MJS試驗(yàn)，樁體垂直深度6m，分別進(jìn)行了半圓及全圓試驗(yàn)。一組為2根Φ2m、長(zhǎng)度10m半圓并排搭接樁，搭接700mm。另一組為長(zhǎng)度16m、Φ2m半圓樁與長(zhǎng)度8m、Φ1.2m全圓樁縱向搭接。

對(duì)比垂直施工，水平試樁需安裝防噴裝置。

圖8、圖9為現(xiàn)場(chǎng)樁體開挖圖，樁體完整性良好、樁徑基本達(dá)理論值（其中之一并排搭接樁樁徑不達(dá)標(biāo)），樁體搭接良好。

圖8 Φ1.2m與Φ2m搭接長(zhǎng)樁開挖現(xiàn)場(chǎng)圖

圖9 Φ2m半圓并排搭接樁現(xiàn)場(chǎng)開挖圖

施工監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：半圓樁、全圓樁上方垂直最大位移、側(cè)向最大水平位移均不超過5mm，應(yīng)用效果良好。

全圓樁對(duì)周邊環(huán)境影響更小，側(cè)向影響隨距離的增加驟減。但是圖9中其中一根樁徑未達(dá)理論值，可能主空氣流量過大，產(chǎn)生托舉阻力，水平應(yīng)用還需進(jìn)行試驗(yàn)、改進(jìn)、總結(jié)。

上海基礎(chǔ)公司在上海軌道交通13號(hào)線淮海中路站工程場(chǎng)地內(nèi)試樁1根傾斜13°樁，樁身Φ2400mm，垂直深度26.5m，樁身長(zhǎng)度27.197m。樁體所在深度為粘性土質(zhì)，土質(zhì)良好。

斜樁施工引孔機(jī)、主機(jī)就位精度、成孔、鉆桿傾斜度難以控制。

圖10 斜樁現(xiàn)場(chǎng)開挖圖

下完鉆桿后傾斜度測(cè)試結(jié)果：深度28.05m，傾斜角范圍12.75°~16.41°，平均傾斜角14.59°，傾斜角度偏差大于1°。施工結(jié)束后土體最大累計(jì)變化位移不超過5mm，傾斜MJS工法仍保持優(yōu)勢(shì)，有效控制對(duì)周邊土體的影響。開挖后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)，斜樁短邊2400mm，樁體質(zhì)量施工效果良好。

1.通過近幾年來的研究和工程實(shí)踐，MJS工法應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，地基處理技術(shù)水平不斷提高。成功解決了工程中施工凈空低、施工區(qū)域狹小、跨越較大障礙物及對(duì)已有建（構(gòu)）筑物保護(hù)等難題。但工程應(yīng)用在做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)的同時(shí)，亦應(yīng)兼顧工程經(jīng)濟(jì)合理性。

2. MJS工法具有樁徑大、樁身質(zhì)量好、對(duì)環(huán)境影響小并可全方位噴射注漿等優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用，在建14、15、18號(hào)線將有近30個(gè)車站應(yīng)用。但是除了桂橋路站水平應(yīng)用外，基本都為垂直應(yīng)用，水平、傾斜應(yīng)用還需進(jìn)行試驗(yàn)、改進(jìn)、總結(jié)，作一定的技術(shù)積累。

3. MJS設(shè)備為日本進(jìn)口，具有較高的科技含量，部分施工單位根據(jù)設(shè)備部件的易損情況、設(shè)備的復(fù)雜程度、自身的條件對(duì)部分設(shè)備部件進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化加工，減少了施工成本，取到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但總體來說，核心部件國(guó)產(chǎn)化率較低，導(dǎo)致施工成本居高不下，主要施工企業(yè)在國(guó)產(chǎn)化方面需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究與應(yīng)用。

專題作者：上海申通地鐵集團(tuán)有限公司技術(shù)中心 卞國(guó)強(qiáng)

編輯：熊知賢

責(zé)任編輯：張軼

特別聲明 ：轉(zhuǎn)載者須注明作者、單位及文章來源

                  否則將視為侵權(quán)！