SMW工法桩在地铁车站盾构井围护结构中的应用

第１２卷第５期　２　０　１　４年１　０月　水利与建筑工程学报　Ｊｏ呲１ａｌ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖ０１．１２　Ｎｏ．５　Ｏｃｔ．，２０１４　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—１１４４．２０１４．０５．０３１　ＳＭＷ工法桩在地铁车站盾构井围护结构中的应用　张浩文，张治亮，刘　伟　（江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京２１０００５）　摘　要：采用ＳＭＷ工法桩作为地铁车站盾构井围护结构的工程案例较少，类似工程的设计与施工缺少　必要的工程经验作为借鉴。某地铁车站采用了ＳＭＷ工法桩作为盾构井围护结构，施工过程中出现了洞　门渗漏水的问题，结合工程险情的处理，对ＳＭＷ工法桩在盾构工作井围护结构中的应用进行了探讨，形　成如下结论：在保证洞门安全稳定的基础上，ＳＭＷ工法桩具有很好的经济性；设计中应细化型钢拔出和　洞门处理措施，并结合承压水影响确定端头井加固深度；施工中应统筹型钢拔除与盾构机掘进时间，拔　除型钢时应严格履行洞门破除的管理流程，确保盾构进出洞安全。　关键词：ＳＭＷ工法桩；盾构井；围护结构；端头井加固；洞门处理；型钢拔除　中图分类号：Ｕ２３１．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２一ｌｌ４４（２Ｏ１４）ｏ５—０１５４—ｏ４　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　Ｍｉｘｉｎｇ　Ｗａｌｌｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｓｈｉｅｌｄ　Ｗｅｌｌ　ｏｆ　Ｓｕｂｗａｙ　Ｓｔａｔｉｏｎｓ　ＺＨＡＮＧ　Ｈａｏ－ｗｅｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｉ－ｌｉａｎｇ，ＬＩＵ　Ｗｅｉ　（￣ａｎｇｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｉｔ，ｄ．，Ｎａｎｉｆｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ　２１０００５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｉｌ　Ｍｉｘｉｎｇ　Ｗａｌｌ（ＳＭＷ　ｐｉｌｅ）ｉｓ　ｓｅｌｄｏｍｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ　ｓｔｕｃｔｒｕｒｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｈｉｅｌｄ　ｗｅｌｌ　ｏｆ　ｓｕｂｗａｙ　ｓｔａｔｉｏｎｓ，ＳＯ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ｌａｃｋ　ｔｈｅ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｅｒｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ．　Ｈｅｒｅ，ＳＭＷ　ｐｉｌｅ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｈｉｅｌｄ　ｗｅｌｌ　ｐｉｔ　ｏｆ　ａ　ｓｕｂｗａｙ　ｓｔａｔｉｏｎ，ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａ　ｐｏｒｔａｌ　ｗａｔｅｒ　ｌｅａｋａｇｅ　ａｐ—　ｐｅａｒｅｄ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ　ｈａｎｄｌｉｎｇ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＭＷ　ｐｉｌｅ　ｉｎ　ｈｅ　ｓｔｈｉｅｌｄ　ｗｅｌｌ　Ｗａｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ，ｃｏｍｅ　ｔｏ　ａ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　ｈａｔｔ　ｈｅ　ｔＳＭＷ　ｐｉｌｅ　ｃａｎ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｐｏｒｔｌ　ａｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｗｉｈ　ｅｘｃｅｌｔｌｅｎｔ　ｅｃｏｎｏｍｙ　ｏｎ　ｈｅ　ｔｂｕｄｇｅｔ．Ｔｈｅ　ｐｕｌｌｏｕｔ　ｏｆ　ｈ—　ｓｈａｐｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｏｒｔａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｒｅｆｉｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　ｓｈｉｅｌｄ　ｗｅｌｌ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｈｅ　ｃｏｎｆｔｉｎｅｄ　ｗａｔｅｒ．Ｔｈｅ　ｈ－ｓｈａｐｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｐｕｌｌｏｕｔ　ｓｈｏｕｌｄ　ＣＯ－ｏｒｄｉｎａｔｅ　ｗｉｈ　ｓｈｉｔｅｌｄ　ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　ｃｏｎ－　ｓｔｕｃｔｒｉｏｎ，ａｎｄ　ｉｔ　ｍｕｓｔ　ｓｔｒｉｃｔｌｙ　ｃｏｍｐｌｙ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｇｅｔｔｔｉｎｇ　ｉｎ　ａｎｄ　ｏｕｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｅｌ１．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｏｉｌ　Ｍｉｘｉｎｇ　Ｗａｌｌ；ｓｈｉｅｌｄ　ｗｅｌｌ；ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｈｉｅｌｄ　ｗｅｌｌ；ｐｏｒｔａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；　ｈ－ｓｈａｐｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｐｕｌｌｏｕｔ　１９９４年，上海环球世界广场项目采用了ＳＭＷ　工法桩作为基坑工程围护结构，这是该工法在国内　的首次应用，因其具有施工便利、造价经济、安全可　用较少。ＳＭＷ工法桩作为主体基坑围护结构时，盾　构井端头加固和洞门处理尤为关键　３，由于缺少丰　富的工程经验作为指导，设计和施工处理往往不够　细致，在盾构进出洞过程中容易出现险情，本文结合　华东地区某地铁车站工程险情的处理，对ＳＭＷ工法　靠等优点，在民用建筑领域得到了长足发展　１ｊ。　２０００年，南京地铁首次在车站基坑工程施工中使用　了ＳＭＷ工法桩，此工法适用深度与地铁车站附属基　坑具有很好的匹配性，成为了华东地区地铁车站附　属基坑工程的首选工法　Ｊ。由于标准地下二层车站　主体基坑深度在１６　ｍ左右，ＳＭＷ工法桩适用深度　一桩在地铁车站盾构井围护结构中的应用进行探讨。　１工程概况　１．１地质情况　某地下车站为单层车站，车站标准段基坑深　般不大于１２　ｍ，该工法在车站主体基坑工程中应　收稿日期：２０１４．０４—２１　修稿日期：２０１４－０６．１３　作者简介：张浩文（１９８２一），男，湖北天门人，工程师，主要从事地下铁道和隧道工程的设计研究工作。　第５期　张浩文，等：ＳＭＷ工法桩在地铁车站盾构井围护结构中的应用　１５７　影响，但也暴露了ＳＭＷ工法桩作为盾构工作井围护　结构使用时，设计和施工单位对端头井加固、洞门处　理、型钢拔除与进出洞时间协调等方面考虑不周：　（１）未进行有针对性的洞门和型钢拔除处理设　计，施工单位拔除型钢前未封闭洞门，致使水泥浆回　灌不密实，在桩身内部形成了渗流通道。　（２）端头井加固设计深度未隔断④　粉砂层微　承压含水层，当桩身内部形成渗流通道后，微承压水　成为了主要渗漏水源Ｌ１　。　（３）拔除型钢时，盾构机离工作井端墙还有约　９０环的距离，型钢拔除时间与盾构机掘进状态未能　统筹考虑，是本工程险情出现的主要原因。　３结论　因适用基坑深度的限制，盾构工作井采用ＳＭＷ　工法桩作为围护结构的应用实例很少，华东地区已　有的工程实例中洞门发生险情的概率较高，ＳＭＷ工　法桩是否适宜于盾构工作井围护结构，在设计和施　工中需要注意什么问题，通过本工程险情的处理可　以得出如下结论：　（１）ＳＭＷ工法桩内插型钢可以回收利用、水泥　土搅拌桩成本较低，具有很好的经济性，为安全保护　等级为二级的基坑工程首选工法，在保证盾构进出　洞安全的基础上，盾构工作井采用ＳＭＷ工法桩作为　围护结构是合适的【１５　Ｊ。　（２）当工法桩桩长范围内无承压含水土层时，　型钢拔出对洞门安全影响较小，采用ＳＭＷ工法桩作　为盾构工作井围护结构安全可靠。　（３）当工法桩桩长范围内存在承压含水层时，　需考虑型钢拔出后形成的渗流路径，端头井加固范　围和工法桩桩身宜隔断承压含水层，消除承压水水　源。　（４）设计时应在图纸中交待洞门的处理方式，　一般有两种：若盾构进出洞前拔除型钢，则宜将洞口　采用钢筋混凝土临时封堵，保证型钢拔出后灌浆的　密实性，后期通过人工破除洞门方式实现进出洞；　若不拔除型钢时，则直接在工作井内割除洞门范围　内的型钢，避免渗流路径的产生，实现盾构安全进出　洞。　（５）Ｓ／ＶｌＷ工法桩的型钢处理时间与盾构机掘　进状态应统筹考虑，工法桩型钢的处理应参照洞门　破除程序执行，履行完盾构进出洞条件验收程序后　方能进行型钢处理。　参考文献：　［Ｉ］刘国彬，王卫东．基坑工程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工　业出版社，２００９．　［２］朱悦明，许建军，刘爱华，等．ＳＭＷ工法在南京地铁工　程中的设计应用与实践［Ｊ］．都市快轨交通，２００５，１８　（４）－２９—３４．　［３］武有根．软土地层Ｓ／ＶｌＷ工法盾构出洞施工技术［Ｊ］．地　下空间与工程学报，２００５，１（７）：９９７．１０００．　［４］梅英宝，范庆国，胡玉银．ＳＭＷ工法在软土地区的应用　［Ｊ］．施工技术，２００６，３５（７）：３３—３５．　［５］张冠军，徐永福，傅德明．Ｓ／ＶｌＷ工法型钢起拔试验研究　及应用［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００２，２１（３）：４４４—４４８．　［６］苏章煜．袖阀管双液灌浆技术在地铁站桩间止水堵漏　中的应用［Ｊ］．广东水利水电，２００４，６（增１）：４｜５４７．　［７］徐猛勇．浅析除险加固高压旋喷灌浆质量问题与对策　［Ｊ］．水利与建筑工程学报，２０１２，１０（２）：５６－６０．　［８］王健．Ｈ型钢一水泥土组合结构试验研究及ＳＭＷ工　法的设计理论与计算方法［Ｄ］．上海：同济大学，１９９８．　［９］霍小妹．袖阀管注浆封闭截水施工技术［Ｊ］．施工技术：　下半月，２０１１，４０（３５１）：６０．６１，６４．　［１０］张民庆，黄平先．袖阀管注浆工法在国内工程施工中　的应用［Ｊ］．探矿工程，１９９９，（５）：１９．２１．　［１１］戚庆学．袖阀管注浆工艺在垂直防渗工程中的应用　［Ｊ］．探矿工程：岩土钻掘工程，２０１０，３７（７）：６０－６２．　［１２］　宁湘．袖阀管注浆施工工艺及质量控制［Ｊ］．中国铁　路，２０１１，（７）：６８。７１．　［１３］张生学．隧周帷幕注浆施工对隧道结构稳定性的影响　研究［Ｊ］．水利与建筑工程学报，２００８，６（１）：５５．６ｏ．　［１４］金咸清，金小荣．ＳＭＷ工法在砂性土地区深基坑工程　中应用［Ｊ］．建筑结构，２０１０，０４（增刊）：２６９．２７０．　［１５］徐源．ＳＭＷ工法设计与施工关键技术难点研究［Ｊ］．　徐州工程学院学报，２００７，２２（２）：３７．４２．