1、上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 小组成果报告减 小 全 方 位 高 压 旋 喷 注 浆 （MJS）对 地 铁 结 构 的 影 响地铁巡航舰队 QC 小组上海轨道交通维护保障中心工务公司2011年 2月 16日上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 1 页 共 13 页减小全方位高压旋喷注浆（MJS）对地铁结构的影响上海轨道交通维护保障中心工务公司地铁巡航舰队 QC 小组主要承担地铁安全保护区建设项目的现场监护工作，组员既有从事多年监护工作的专业技术人员，同时也有不少新近参加工作的大学生，是一个既成熟又富有活力的团队。表 1 小组简介QC小组名称:地铁
2、巡航舰队 成立日期 2010年1月5日所在部门 上海轨道交通维护保障中心工务公司QC课题名称:减小全方位高压旋喷注浆（MJS）施工对地铁结构的影响本次QC活动循环时间:四周 出勤率 100%姓名 性别 年龄 文化程度 分工 技术状况余占奎 男 41 博士 组长 高级工程师任洁 女 23 本科 副组长 工程师施俊 男 28 大专 副组长 助工赵粼蔚 男 22 本科 记录员 助工范祖辉 男 22 本科 统计员 助工赵敬妍 女 23 本科 质量员 工程师徐结应 男 42 初中 组员 助工林明 男 47 大专 组员 助工沈玺 男 27 本科 组员 工程师胡智维 男 24 本科 组员 工程师上海轨道交通
3、维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 2 页 共 13 页卫追 男 23 本科 组员 工程师朱妍 女 42 顾问 总工程师李家平 男 36 博士 顾问 高级工程师张旭 男 38 本科 顾问 高级工程师1. 课题选择根据徐家汇枢纽站总体设计，利用 1 号线地铁商城的顶板作为天然盖板对 1 号线徐家汇站西侧地铁商场进行盖挖加层后形成 1、9、11号线的三线付费区换乘大厅，平面布置如图 1 所示。地铁商城地下盖挖加层净尺寸为 67.25m31.4m，盖挖加层范围为1.310m6.86m，其东侧紧邻正运营的 1 号线徐家汇车站的地墙，如图 2 所示。因此必须采取严格的措施避免
4、对邻近地铁造成超标影响。 图 1 向下加层和换乘通道的平面位置上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 3 页 共 13 页图 2 地下商场现状平面图图 3 地铁商城向下加层剖面图上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 4 页 共 13 页图 4 MJS 钻机图 5 地铁商城向下加层加固范围剖面图加固前先在底板上开 15cm 的引导孔，MJS 旋喷直径 2m，旋喷加固体深度为 9m，即到底板下 4m。压力在 40MPa 左右的高压旋喷注浆（MJS）施工与加固后的基坑开挖对邻近地铁结构有明显影响，要确保地铁结构安全，必须对注浆
5、上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 5 页 共 13 页加固过程的压力和影响加固体质量的相关因素进行监护，确保地铁结构在 MJS 旋喷加固施工过程和后期开挖期间的结构安全。综上所述,本 QC 小组选题具体选题理由有下面三点:1.1. 合理设置地层内压，控制地铁结构变形压力在 40MPa 左右的高压旋喷注浆（MJS）施工过程中 ,依靠特殊的排泥系统，在旋喷施工过程中设定地层内压力，超过设定压力后通过强制排泥来控制地内压力，从而减少施工过程对号线结构的影响。因此,按照不同地质条件设置合理的地层内压力是施工安全的首要问题.1.2. 合理施工，减少加固土体变形由
6、于浆液析水作用，强制排泥后加固土体收缩明显增大，使加固结体顶部与底板间产生较大空隙，不利于形成完整封闭止水帷幕，致使开挖风险和地铁结构变形成倍增大。需要在施工过程中克服这一缺点。1.3. 科学设定参数，确保加固质量高压旋喷注浆（MJS）的施工质量是基坑开挖时地铁结构变形能否处于安全范围的决定因素，而地层性质不同其加固质量也不同。上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 6 页 共 13 页2. 现状调查2.1. 不同土层加固强度差异大通过现场试验，不同土层采用统一施工参数的施工质量明显不同，强度相差 2030%； 2.2. 不同土层加固体收缩差异大不同土层加固
7、土水化反应后体积收缩量也不同，加固土与底板间形成的空隙约 510cm。3. 目标设定通过本次 QC 小组活动提出的改进施工发法和附加的施工程序，以期达到加固土体强度和止水帷幕密闭性的目标。 3.1. 加固体强度差小于 5%本项目施工范围的土体加固要达到不同土层加固质量基本相同，强度差应小于 5%。3.2. 基坑开挖无明显渗水本项目施工范围的加固土层最终与底板间无明显空隙，开挖阶段无明显渗水现象。上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 7 页 共 13 页4. 原因分析止 水 帷 幕 不 密 闭与 加 固 体 质 量 缺 陷人 员 环 境管 理 材 料未 按
8、照 操 作 规 范控 制 排 土 压 力操 作 不 熟 练制 度 执 行 不 力环 境 地 质 条 件 复 杂地 下 障 碍 物水 泥 质 量 不 达 标水 泥 浆 液 水 灰 比 偏 离 大水 泥 浆 超 期 使 用设 备排 土 压 力 控 制 失 常转 动 和 提 升 速 度 不 均管 理 人 员 缺 乏 经 验未 进 行 班 组 培 训方 法加 固 施 工 方 法 不 科 学排 土 压 力 确 定 方 法 不 科 学未 按 施 工 工 序 施 工管 理 制 度 不 全 面水 与 浆 液 压 力 控 制 不 均 匀图 6 原因分析图5. 要因确认表 2 要因确认表序号末端因素 验证方法 验
9、证结果 验证人是否 要因1 操作不熟练一周内分别抽检早、中、晚班组各一次，并与常规班组熟练程度比较各班组均能够熟练操作设备 林明 否2 未按照操作规范控制排土压力一周内分别抽检早、中、晚班组各一次，并与既定规程比较各班组均能够按照既定规程控制排土压力 赵敬妍 否3 未按施工工序施工一周内分别抽检早、中、晚班组各一次，并与施工方案工序比较各班组均能够按照既定工序施工 沈玺 否4 未进行班组培训 现场检查施工单位培训记录及签到单 有培训记录，且签到单与施工人员名单一 徐结应 否上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 8 页 共 13 页致5 环境地质条件复杂 查
10、看地质勘查报告 地层发布明显不均 赵粼蔚 是6 地下障碍物 查看地质勘查报告 未发现影响加固质量的大型障碍物 施俊 否7 加固施工方法不科学加固施工方法与相关规范规程比较，并与现场结果比较施工方法符合规范规程要求，但加固结土体与底板交界处止水帷幕不密闭余占奎 是8 排土压力确定方法不科学 现场了解排土压力控制方法排土压力控制采用常规加固条件经验确定，不符合加固土体顶部存在顶板的工况余占奎 是9 排土压力控制失常 施工中专人记录排土压力 加固过程排土压力与设定值波动小 胡智维 否10 水与浆液压力控制不均匀 施工中专人记录水与浆液压力 加固过程水与浆液压力与设定值波动小 赵粼蔚 否11 转动和提
11、升速度不均 施工中专人记录转动与提升速度 加固过程转动和提升速度与施工方案一致 卫追 否12 制度执行不力 随机抽检施工班组，并与管理制度比较 制度执行力较强 刘舒文 否13 管理制度不全面 现场抽查施工管理制度 管理制度完备 范祖辉 否14 管理人员缺乏经验 现场了解管理人员工程经验及专业背景管理人员具有高质量完成施工的经验和专业知识施俊 否15 水泥浆超期使用 施工中专人记录水泥浆拌制时间 每次浆液均未超过 2小时，符合规范要求 施俊 否16 水泥质量不达标 现场抽检使用水泥合格证和质量抽检单 均符合质量要求 赵粼蔚 否17 水泥浆液水灰比偏离大 现场抽检水泥浆液水灰比，并与设计值比较 均
12、符合设计要求 任洁 否上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 9 页 共 13 页6. 对策措施表 3 对策表序号因素 对策 目标 措施负责人完成日期1环境地质条件复杂根据地质勘查报告地层分布的差异性将加固区分为两区，采用不同施工参数地层差异明显区域具有基本一致的设计加固强度1 加固区根据差异分为两区 2 不同区域采用试验确定的差异性水灰比及加固参数范祖辉 任洁2010.1.272加固施工方法不科学加固施工后定期向加固土与底板间隙补灌水泥浆减小和消除加固体与底板间缝隙每根加固桩施工完成后 20天内每六小时灌注水泥浆一次余占奎 施俊2010.3.163排土压力
13、确定方法不科学在地铁结构变形允许条件下，排土压力尽可能设置大值减小加固体水化反应过程中的收缩率不同地层分区排土压力控制值采用地铁结构水平位移 5mm 监测反馈数据确定赵粼蔚 沈玺2010.3.257. 工程实施轨道交通 1 号线徐家汇站西侧地下一层商场进行向下加层建造1、9、11 号线的三线付费区换乘大厅项目施工中，为确保高压旋喷注浆（MJS ）施工过程与工后基坑开挖对邻近地铁结构安全，而加固体质量和止水帷幕密闭性是其中的关键问题，为此，在本项目施工中采用按地层差异分区设定差异的施工参数和特殊施工方法，以确保地铁结构安全。上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心
14、第 10 页 共 13 页7.1. 按地层差异分区不同土质条件，旋喷加固的质量和体积收缩量均有差异，本次加固范围土层主要为层灰色淤泥质粘土和层为灰色粘性土层，根据土体性质分为北区（北端三分之一加固范围约 80%为层土）和南区（南端三分之二加固范围约 80%为层土） 。7.2. 不同分区确定差异化施工参数通过试验确定北区工艺参数如下：注浆管：提升速度 2.52.9cm/min；旋转速度 34r/min。浆液压力：40Mpa ；流量90L/min。空气：压力 0. 50. 7Mpa；流量 1.1m3/min。水灰比：1：1南区工艺参数如下：注浆管：提升速度 2.83.3cm/min；旋转速度 45
15、r/min。浆液压力：40Mpa ；流量90Lmin。空气：压力 0. 60. 8Mpa；流量 1.2m3/min。水灰比：1：1.17.3. 依据地铁结构变形，设定排泥压力北区地铁结构 5mm 水平位移时，排泥压力设定值 0.20.4MPa，南区地铁结构 5mm 水平位移时，排泥压力设定值 0.250.5MPa。上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 11 页 共 13 页7.4. 根据特殊条件，采用特殊施工方法根据施工条件的特殊性，加固过程每根加固桩施工完成后 20 天内每六小时灌注水泥浆一次，以减小加固土体因加固土收缩所产生的空隙。图 7 施工现场照片
16、图 8 施工现场照片上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 12 页 共 13 页图 9 施工现场照片8. 效果检查按照上述加固参数加固完成后，加固土体抽检强度约1.41.5MPa，开挖中地铁结构变形最大 10mm，且无明显线流渗水现象，完全满足地铁结构保护要求(如图 10 加固效果对比图 )，同时也达到本次 QC 小组活动确定的目标。图 10 加固效果对比图0102030405060708090100加 固 前 后 强 度 差 异 加 固 前 后 缝 隙 张 开 度上海轨道交通维护保障中心工务公司 QC 论文 上海轨道交通维护保障中心 第 13 页 共 1
17、3 页9. 巩固措施为确保轨道交通安全保护区建设项目的旋喷加固和围护结构施工过程对轨道交通结构产生影响在容许范围内，须巩固本次施工过程的方法和经验，具体如下：1) 监护交底中强调施工技术人员质量意识和风险意识，确保现场试验成为加固施工过程之一。2) 现场试验确定施工参数过程要现场监护进行旁站，以确保过程的真实性、可靠性和科学性。3) 旋喷加固过程应定期随机抽检，以确保工程质量。10. 问题与打算尽管在旋喷加固地基土体的过程中，不同地层岩土性质采用了不同施工参数，在施工质量控制和轨道交通结构保护方面具有重要意义，但粗略的岩土分区不能掩盖地层分布差异明显引起的土体加固质量的差异，因此，实际施工中还需要技术人员根据实际情况适时调整施工参数，以达到较均匀的加固土体质量。因此，开发通过检测孔口冒浆来适时调整施工参数的检测仪器是今后我们的主要工作。
