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捷運車站潛盾到達棄殼段地層止水加固-受限空間二重管注漿案例⎜駿馳工程股份有限公司

捷運車站潛盾到達棄殼段地層止水加固受限空間二重管注漿案例⎜駿馳工程

捷運車站潛盾到達棄殼段地層止水加固受限空間二重管注漿案例

1.工程背景

某新建捷運隧道潛盾機掘進至地下車站連續壁前,因該處地層條件複雜且土艙壓力存在異常現象,為確保開艙清理及鏡面破除時施工安全,特運用潛盾棄殼段地盤改良技術,針對鏡面周邊地層進行止水加固注漿。但礙於站體施工尚未降挖到鏡面高程,各項注漿及試水工作僅能在狹小的潛盾機頭內部進行,施工條件極為嚴峻。

 

 

 

 

 

2.解決方案

本工程鏡面所在位置,上方約2/3厚度為粉土質細砂層,下方1/3厚度為粘土層,其間夾雜既有高壓噴射樁體,地層變異性較大。為避免破壞盾殼導致砂土、泥水湧入潛盾機內部,進行注漿及試水時,規劃採用潛盾超前注入Y孔進行環形斜孔隔幕注漿,盾前水平注漿孔作為試水檢驗孔。另視需求,以盾身垂直B孔作為補充背填注漿孔。因為潛盾機頭上部隔艙人孔及下方土艙出渣口區塊並無預留注漿孔,為達到完整止水加固效果,上部隔艙人孔位置以地表斜孔注漿方式進行砂土層加固注漿補強,下方出渣口因位於低滲透性黏土層內,不規劃注漿作業,改依照試水結果決定是否增設補充注漿。

本工程鏡面所在位置,上方約2/3厚度為粉土質細砂層,下方1/3厚度為粘土層

 

 

 

 

3.施工設計

按照施工規劃,潛盾機頭外部需有約3公尺範圍,透水係數不大於1×10-5cm/sec的地盤改良範圍。為達到地層止水加固目標,並兼顧受限空間作業特性,計畫採用微型氣動式手持鑽機,搭配二重管注漿工法及特製小型止水箱進行鑽孔灌注。注漿材料選用滲透性良好的瞬、緩凝SSA化學漿,搭配懸濁型水泥系FLW漿材配合運用。相關執行程序分別為:

(1)Y孔跳點瞬凝SSA化學漿材灌注,防止後續注漿短流發生;(2)Y孔緩凝SSA化學漿材灌注,利用SSA漿材高滲透特性填充砂土層孔隙,降低地層透水係數;(3)Y孔緩凝FLW漿材填充注漿,利用懸濁漿材的填充擠壓特性,對地層空隙及軟弱帶進行局部壓實注漿;(4)地面斜孔SSA及FLW漿材灌注,止水加固上部隔艙人孔無預留內部注漿孔區塊;(5)水平注漿孔試水,確認地盤改良效果及下方黏土層透水性;(6)補充注漿,針對試水未達要求位置進行SSA及FLW漿材補充灌注。

4.施工過程

本工程主要於潛盾機頭內部執行注漿作業,由於操作空間狹小,但最大作業高度達6m以上。施工時需要在有限空間內搭設施工架,並站立於施工架上手持氣動鑽機進行斜向鑽孔、安裝止水箱及進行二重管工法逆級注漿,作業難度較大。此外,執行地表斜孔注漿時,為避免造成地層埋設管線受損,施工前需先進行地表下1.5m範圍內人工開挖探孔,確定鑽孔位置不存在既有管線後,再使用旋轉式鑽機鑽孔進行二重管注漿作業,人力耗費極高。

 

 

 

 

 

5.執行成果

依照設計進行潛盾機頭內部及地表注漿作業,並進行水平注漿孔試水檢測及補充灌注後,交由承建方進行土艙壓力測試。經過業界專家嚴格審核,確認土、水壓力符合正常數值,承建方隨即進行開艙清理、第一階段鏡面破除、焊接鏡面及盾殼間防護環片,過程中周邊地層滲出水量遠低於估計值,圓滿達成捷運車站潛盾到達棄殼段地層止水加固任務。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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