本文對註漿法在盾構穿越已運營地鐵隧道中的應用進行了深入探討。結合上海軌道交通4號線盾構推進穿越2號線(已運營)的工程實例，在工程地質條件調查的基礎上，進行了嚴格的理論計算，確定了施工方案。在實施過程中，采用“分段、環跳、跳孔、單孔分層多高壓劈裂註漿技術”加固兩隧道之間的軟弱夾層。
關鍵詞:灌漿；屏蔽推進；穿越；已經操作；隧道
上海軌道交通4號線張洋路站-浦電路隧道位於世紀大道和福山路下，北起張洋路站(地鐵2號線東方路站旁)，南至浦電路，全長670m，根據提供的線路平面圖和縱斷面圖，該段隧道在濰坊路、福山路和世紀大道交叉口斜交地鐵2號線。為了保證該路段隧道和運營中的地鐵2號線的安全。除了盾構推進過程中所需的必要措施外，近距離隧道之間的軟土夾層必須加固。
1加固措施
在盾構推進過程中，會引起不確定量的超挖(或欠挖)和對周圍土體的擾動，從而對隧道軸線附近的地面和地下結構造成壹定量的沈降影響。地鐵2號線位於4號線隧道上方，最短距離為1.045m，且4#線隧道以379.851m的半徑與正在運營的地鐵2#線隧道斜交，會增加隧道周圍土體的擾動和超挖。同步註漿雖然在推進過程中嚴格控制，但它是惰性漿液。考慮到惰性漿液凝結時間長、強度低、不穩定等諸多不利因素，盾構成功穿越2號線後，需要近距離加固兩隧道間的軟土夾層。經過多次論證，充分考慮加固施工的可行性、安全性和可控性，最終選擇了雙液註漿加固。灌漿加固使用分段上的灌漿孔。灌漿加固分四步進行:
(1)隧道盾構施工結束後，在保證註漿不影響盾構推進的前提下，采用雙液同步註漿對隧道進行加固。具體實施如下:在盾尾後5 ~ 8環從隧道上部預留註漿孔進行同步註漿，在盾尾後10環從隧道下部預留註漿孔進行同步註漿。
(2)同步註漿施工過程中，在對地鐵2號線有影響的施工區段，從隧道頂部90°範圍內預留註漿孔打入適量預埋註漿管，預埋註漿管深度暫定為3m。如果孔位距地鐵2號線管片外壁小於3m，預埋註漿管深度距地鐵2號線管片外壁約20cm。預埋註漿管打入後，根據監測數據和實際要求，隨時準備進行跟蹤註漿加固，以達到保護地鐵2號線的目的，並在變形較大時起到壹定的糾偏作用。
(3)同步註漿施工期間及施工結束後，對地鐵2號線有影響的施工區段內的惰性漿液采用置換註漿進行加固(置換註漿加固為雙液註漿)，以完全置換惰性漿液，置換註漿加固範圍為區段外0.5m。
(4)隧道置換註漿施工完成後，對該段兩隧道之間的軟土采用雙液註漿加固。加固區段為下行隧道341 ~ 451環，上行隧道114 ~ 239環。施工範圍為地鐵2號線中心線以下90度範圍內隧道頂部5個預留註漿孔以上的土體。加固土體應均勻性好，滲透系數小，註漿加固後土體強度應≥1.2MPa，兩隧道推進後，根據實測數據，變形較大的部位可打開預留註漿孔重新註漿，以控制變形。
2模擬實驗
盾構穿越地鐵2號線前，在福山路布置兩排深層沈降監測點，模擬盾構穿越地鐵2號線時既有隧道的沈降，指導盾構穿越地鐵2號線時的施工參數。
由於模擬推進段路面實際情況的影響，經與管線、道路管理部門協商，根據沈降槽對稱原則，從隧道軸線單邊布置點位。具體位置位於Z321、Z324、Z330、Z345、Z350、Z355，每排1 ~ 2個測點，測點深度軸距盾面1.40m。模擬推進的目的是檢驗盾構推進所有主動技術保護措施的實際效果，以及盾構推進後惰性漿液的同步註漿。采用雙液同步註漿、置換註漿、土體加固註漿和跟蹤註漿效果指導正式穿越施工。主要檢測指標為地面沈降和盾構以上1.4m土層的垂直位移。
模擬推進長度20m，前影響區20m，後影響區10m，* * * 50m。
當盾構推進到模擬區域時，測點在盾構推進通過深部監測點之前有壹個連續緩慢的擡升過程，在盾構推進通過深部監測點之後有壹個連續緩慢的沈降過程。當點SC321、SC324和SC330的累積沈降由正值變為負值時，將在上述區域的隧道頂部開始灌漿和註漿施工。當SC345點累計沈降量接近零時，在SC345點對應區域的隧道頂部開始註漿和灌漿施工。當SC350和SC355點出現明顯的沈降加速趨勢時，將在SC350和SC355對應區域的隧道頂部進行註漿和灌漿施工。
灌漿施工以少量多次為原則。測點剛從盾尾露出時，測點沈降速度較快。每天註漿1 ~ 2次，每次註漿量400L/孔。多次灌漿後，測點沈降速度減緩，改為每2 ~ 3天灌漿壹次，每次灌漿量為400L/孔；測點穩定後，不進行灌漿施工。
根據沈降觀測記錄，經過註漿、灌漿後，觀測點有明顯回升，穩定壹段時間後再次沈降，但沈降速度明顯減緩。灌漿施工應分幾次進行，每次灌漿後，測點應穩定並稍有提升。單次灌漿提升量控制在1.0 ~ 2.0 mm，多次如此，以達到穩定的目的。
根據模擬實驗結果，在隧道管片完全脫離盾尾及其後輔助設備期間，通過同步補充註漿，地鐵2號線沈降可控制在3 ~ 4 mm以內，為後續置換註漿、土體加固註漿和跟蹤註漿創造了有利的時空效應。在後續的註漿施工中，地鐵二號線將逐步恢復原位。
3施工技術要點
(1)灌漿孔的選擇與布置:本次在上線隧道117 ~ 239環、下線隧道341 ~ 451環、標準及相鄰標段預埋件1、預埋件4的灌漿預留孔中布置雙液灌漿孔。
首先用沖擊鉆疏通預留孔，通過置換註漿將1.5m的註漿管振動插入孔內至洞壁外側；註漿加固土體及後續註漿:將1.0m註漿管插入洞內接線振動至洞壁外所需深度。立即安裝專用防噴器，將單向球閥連接到灌漿管上進行灌漿。如有漏漿或地下水，先在預留孔內安裝防噴器，連接單向球閥，將帶防漏密封圈的灌漿無縫鋼管直接打入灌漿孔至設計深度，以防止地下水或漿液漏失。
(2)施工工藝。同步註漿的施工流程如圖1所示。
置換註漿、土體加固註漿、後續註漿施工流程:確定孔位→疏通預留孔→振動註漿管→安放防噴器→備漿→註漿→拔管→拔管→向孔口註入封閉漿液→沖漿管置換。
(3)雙漿配比:為了最大限度地減少地鐵2號線註漿工藝對其周圍環境的影響，通過計算和試驗，選擇收縮率小於5%的漿配比為:A液為水:水泥:粉煤灰:膨潤土= 100kg:100kg:100kg:5。第二種溶液是35號水玻璃30 ~ 50公斤。
如果需要多次開灌漿孔進行重復灌漿，在雙液灌漿施工完成後，向孔區註入適量的密封漿，以保證再次灌漿時灌漿孔能順利開出。
(4)施工技術參數:
灌漿壓力:≤0.5 MPa；
灌漿流量:10 ~ 15l/min；
註漿量:200 ~ 400 L/孔(同步註漿和置換註漿)；
雙液漿初凝時間:30 ~ 45s。
(5)在成漿、運輸和註漿過程中，同步註漿、跟蹤註漿和二次位移註漿，註漿設備跟在盾構機後面，材料由電瓶車運進隧道，根據需要隨時進行註漿。
穿越區土體加固註漿施工時，盾構推進已完成，下穿地鐵2號線的軌道交通4號線預留孔向外進行。由於地鐵隧道內空間有限，只有地鐵站兩端的首部開口與地面相連，給施工設備和材料的運輸帶來困難。根據具體情況，采取以下措施:
(1)磨漿混合:設置磨漿混合，按照泥漿的具體比例分別配制A液和B液，儲存在磨漿儲存桶中。
②輸漿管輸漿:將配制好的A漿和B漿分別通過輸漿管輸送到隧道內。
(3)洞內混合:將通過輸漿管輸送的A液和B液按壹定比例混合，並立即用註漿泵註入孔內。
④灌漿順序:為減少漏漿和灌漿壓力，分段進行施工，每50環為壹個施工段，每段以壹環跳三環的形式施工，每環施工2 ~ 3個受力均衡的孔。置換灌漿適用於由三個環分隔的壹個環的施工。同時根據監測情況調整註漿量和壓力。灌漿結束後，拔出灌漿管，關閉孔口。
(6)註漿壓力和流量控制:註漿壓力控制在0.5MPa以下，註漿流量控制在10 ~ 15l/min之間。
(7)註漿量控制:根據監測數據，在200 ~ 400 L/孔範圍內調整註漿量，結合監測數據按規定的提升量控制註漿。置換註漿註漿量為400L/孔，2400L/環；同時，控制灌漿壓力。跟蹤灌漿量取決於實際要求。雙液註漿的註漿量根據每段加固土和待加固土的體積進行調整。④、⑤-1層土壤Ps值增加約1倍。根據施工經驗，註漿量為加固土體積的20%(即水泥含量約為5.5%)，同時控制註漿壓力。每個孔分為六個註漿段，每個施工壹個，每個註漿加固段的註漿量如下:
①5.6 ~ 6.1m:0.276 m3；②5.1 ~ 5.6m:0.252 m3；③4.6 ~ 5.1m:0.229 m3；④4.1 ~ 4.6m:0.205 m3；⑤3.6 ~ 4.1m:0.181m 3；⑥3.1 ~ 3.6m:0.158 m3；每個孔註入的漿液總量為1.305438+0m3。⑤-2層土在原狀土中Ps較高，灌漿時可適當減少泥漿量。
(8)註漿時間的選擇:除2號線隧道變形較大需要及時糾偏外，註漿時間應選擇在地鐵2號線停運的23:00 ~次日早晨6:00，以保證註入的雙漿有壹定的凝固時間，提高加固效果。
(9)工程建設中的問題及解決方案:
①防噴:隧道外地下水非常豐富，有些地方甚至有承壓水。在疏通預留孔和安放註漿管時，采用專門的防噴裝置，防止地下水滲漏和註入，確保隧道安全；同時，在註漿過程中，保證註入的漿液初凝時間符合配比要求，使漿液盡快凝固，減少地下水和漿液的滲漏。
②漏漿:在混凝土施工中，將註漿管插入預留的註漿孔後，註漿時可能會出現返漿、漏漿和沿註漿管外側相鄰孔漏漿的現象。使用專用防噴器防噴堵漏。施工結束，待雙液漿初凝後，拔出註漿管，清理孔口，用專用蓋封閉，並清理現場。
(3)頂墻上鄰塊預留洞高於地面，不利於施工的解決方案:對於距隧道底部有壹定距離的標準塊和鄰塊，通過現場搭建可移動工作平臺解決施工難點。
4施工監控
在4#線隧道和地面布置測點，跟蹤監測註漿全過程和註漿後延時監測；地鐵2號線隧道內設置電子水準儀，24小時實時監控。為了盡量減少註漿對4#線隧道、2#線地鐵及周邊環境的影響，根據實測數據及時調整施工參數和施工順序，實現信息化施工。
5結束語
在上海地鐵建設中，采用盾構法穿越已建成並投入運營的地鐵隧道。只有人民廣場站的地鐵2號線之前和地鐵1#線交叉過壹次。但最後穿越區域靠近車站，穿越形式為正交穿越，對1#線影響不大，且靠近車站為整改加固提供了非常便利的條件。但該穿越區域位於遠離車站的隧道段中部，埋深較大，土質較差，穿越形式為小角度弧形斜交穿越。對隧道影響距離長，弧形段施工土方超挖加劇了對土體的擾動，對隧道威脅很大。
經過反復校核論證，最終確定了上述加固防護方案，並通過模擬實驗段驗證了該方案的有效性和可行性。上海地鐵監測公司提出的地鐵保護要求是:隧道施工期累計變形不超過3 mm，施工完成後1年內累計變形不超過5 mm..實施過程中，在我們的努力和有關方面的協助下，隧道施工期累計變形控制在2 mm以內，建成後1年實測最大累計變形為-2.3mm，遠好於保護要求，工程取得圓滿成功。
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