淺談地鐵深基坑工程地連墻接縫止水MJS工藝

梁宇 呂計瑞

摘 要：哈爾濱地鐵3號線為環線，其中1/3區段位于松花江河漫灘區，該區域不僅地下水位高、砂層厚、土體滲透系數大，地下水補給快，而且周邊近接建構筑物，環境風險高，同時沿線為哈市政治、商業中心，人文環境要求嚴格。因此該區域車站深基坑工程地下連續墻施作質量、止水效果是決定基坑安全的關鍵環節，而接縫止水加固工藝的選用尤為重要，此前哈爾濱地鐵常用工藝為雙重/三重管旋噴樁，但在已建工程實施過程中應對涌水涌沙等險情發生后的處理效果并不理想。據此3號線二期工程在風險等級高的清真寺站、五道街站引入了MJS工藝作為墻縫加強止水措施，成樁效果顯著。

關鍵詞：墻縫止水；工藝對比；高風險區；MJS成功應用

中圖分類號：U44 文獻標志碼：A

1 哈爾濱地鐵富水區深基坑地連墻接縫止水措施

哈爾濱市軌道交通工程建設至今已有11個年頭，目前1號線已開通并運營5年，2、3號線正在緊鑼密鼓的土建工程建設中，其中我單位城建了3號線二期工程。經過了1號線的摸索，哈爾濱地鐵已積累了很多寶貴經驗，在土建車站深基坑工程中，針對松花江河漫灘區車站已形成一套圍護結構設計理念，并推廣應用到2、3號線的建設中。

圍護結構統一選用地下連續墻+鋼砼/鋼管內支撐體系，地下墻接縫統一為十字鋼板剛性接頭，地下3層車站墻縫外側采用三重管旋噴樁（品字樁）加強止水，接縫處增設鋼制袖閥管注漿措施。詳見圖1所示。

2 國內常用旋噴加固工藝比較

目前，國內常用的旋噴法加固工藝較多，有普通工法（單管法、雙管法、三管法）、RJP工法、MJS工法等。具體3種加固工法的參數及優缺點對比詳見表1。

3 案例分析

普通旋噴加固法在軟土地區應用很多，象上海、天津，哈爾濱地鐵自建設以來一直借鑒這種成熟工藝選用雙管法及三管法，但針對不同地層的情況實施效果差別較大。在哈爾濱松花江一級階地區地下水位較低，多為黏性土，砂層較少，類似軟土區效果很好；在哈爾濱松花江河漫灘區20 m以內施作效果較好，但超過20 m后效果較差，不成樁現象較多。

經總結分析，松花江河漫灘區20 m以下區域90 %為中粗砂、層厚大、滲透系數大，且為承壓水、水頭高，與松花江聯系密切、水流速度快、補給快，故無論單液漿或雙液漿，易隨噴射隨被水沖散，無法快速凝固，與軟土地區截然不同。

4 MJS工藝的應用

4.1 應用背景

哈爾濱地鐵3號線二期工程穿越道外老城區，該區域均位于松花江河漫灘區，不僅水文地質條件差，而且周邊近接老舊建構筑物，多為巴洛克式歷史保護建筑，變形、沉降要求嚴格，環境風險高。

清真寺站、五道街站均位于此高風險環境中，且都為地下3層盾構過站車站，基坑埋深約26 m，周邊場地狹小，建筑物及管線眾多，一、二級風險源共15余處，為哈爾濱地鐵城建以來風險最高的2座車站。此兩站深基坑施工期間不容有失，特別是地連墻接縫處一旦發生涌水涌砂險情、后果不可想象。實踐證明哈爾濱松花江河漫灘富水砂層區超過20 m深旋噴樁成樁效果不理想、樁體連續性不好、局部不能形成有效加固體或加固體不密實，因此我單位經過深入研究分析后，決定清真寺站及五道街站采用MJS工法進行地下墻接縫止水，以便有效彌補地墻接縫缺陷，避免出現涌水涌砂事故。MJS方案與常規品字形三重管旋噴樁方案對比具有以下優點：

4.1.1 MJS成樁深度深

可以“全方位”進行高壓噴射注漿施工及超深施工。目前上海地區垂直施工已達60 m。傳統高壓旋噴在該工程水文地質的環境下有效成樁深度約為20 m～25 m。

4.1.2 MJS成樁直徑大、成樁質量高

MJS成樁直徑較大1.8 m～3 m，成樁質量品質均勻，且樁身質量較好，強度指標大于1.2 MPa。傳統高壓旋噴成樁直徑僅為0.8 m～1.5 m。

4.1.3 MJS成樁截面形式靈活

MJS超高壓漿液與同軸空氣采用定向噴射或在一個限定的角度范圍內“擺噴”，轉動角度為90°～360°，形成不同形狀的加固體。傳統高壓旋噴成樁截面為圓形。

4.1.4 MJS施工對附近建筑物的影響小

MJS工法通過地內壓力監測和強制排漿的手段，對地內壓力進行調控，可以大幅度減少施工對周邊環境的擾動。傳統高壓噴射注漿工藝產生的多余泥漿是通過土體與鉆桿的間隙，在地面孔口處自然排出，這樣的排漿方式往往造成地層內壓力偏大，導致周圍地層產生較大變形、地表隆起。

4.2 應用效果

（1）清真寺站、五道街站地連墻接縫MJS實施方案如下：每個接縫設置1根Φ2000MJS樁，樁中心偏移地連墻外邊線700 mm，采用180°噴射，形成半圓形樁體；引孔深度39 m，樁體噴射范圍為地下7～39 m（樁長37 m）。

（2）成樁效果：經有資質的檢測單位取芯檢測：37 m深處加固體抗壓強度為3.2 MPa>1.0 MPa（設計要求），滲透系數為9.15×10-8 <1×10-7cm/s（設計要求），均滿足設計要求。

5 結語

雖然MJS工藝造價高、工藝復雜、施工效率較低，但諸多優點足以證明此工藝的優越性，針對清真寺及五道街站如此高的風險環境下，成樁深、效果好、對周邊環境影響小顯得更加重要，采用常規工藝一旦發生基坑滲漏、建筑物沉降開裂等，后期經濟投入大且社會不良影響巨大，相比之下在類似建設環境下采用新工藝增加些先期投入對地鐵民生工程建設來說百利而無一害。

MJS工藝的成功引入彌補了哈爾濱地鐵松花江河漫灘區超過20m深基坑止水措施單一、效果不好、風險隱患大等問題，為哈爾濱地鐵建設提供了寶貴的工程經驗，為今后新技術、新工藝的全面推廣應用奠定了堅實的基礎。

參考文獻

[1]劉國彬，王衛東.《基坑工程手冊》第二版[M].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[2]仇兆明.RJP工法與MJS工法的比較分析[J].山西建筑，2016，4203：54-55.