mjs MJS 工法在复杂条件城市轨道交通中的应用

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抽象的

以上海某轻轨站换乘通道施工为例，详细介绍了MJS工法在复杂条件下的应用，探讨了MJS工法的施工参数，并采取了一系列保护措施，确保施工不损坏桩基等结构。现场施工和监测数据表明，MJS比传统施工方法具有更强的优势，可以加固地基和支撑结构，有效保护周边重要建筑。值得在类似重要工程中借鉴和应用。

介绍

近年来，城市交通压力日益增大，建设城市轨道交通成为解决城市交通压力的重要手段。随着轨道交通规模的不断扩大，带来了许多具有挑战性的工程问题。

目前很多换乘站都是在现有车站的基础上进行改建，或者不同线路的车站通过旁路通道连接。在这些轨道交通项目的建设过程中，如何保证对既有建筑的干扰最小，如何保证相邻地铁线路的正常运行，已经成为目前工程界面临的共同问题。

日本在传统喷射灌浆技术的基础上，增加了多孔管排泥装置，克服了传统喷射灌浆技术压力过大、对周围环境影响大等缺点，形成了新的MJS施工方法。目前，MJS法在日本已得到广泛应用，并已能进行水平、倾斜、垂直及超深基础加固和围护施工。MJS工法于2008年引入中国，并在上海进行了多次试验应用，取得了良好的效果。在上海某轻轨车站换乘通道基坑工程中，MJS法的应用成功地解决了许多工程问题，很好地保护了上部结构和周围环境的稳定性。

二.项目概述

轻轨站换乘通道基坑位于一条轻轨线与两条地铁线的交叉口。根据规划，轻轨线应完成与两条地铁线的换乘，以实现新建地铁线与现有路网的有效连接，车站也将成为该地区重要的换乘枢纽。由于换乘条件的限制，需要在轻轨站下部修建换乘通道，因此基坑工程位于轻轨站下部和既有建筑底部。

2.1地质条件

场地周围的工程地质条件见表1。

场地浅层地下水属于潜水型。本次勘察测量的静态地下水位埋深为1.10米，对应标高为3.13米，高地下水位埋深可达0.5米，低地下水位埋深可达1.5米..

场地内微承压水主要分布在④2层。根据上海的工程经验，其水位埋深一般为3 ~ 11m。本工程基坑深度约7m，场地④2层厚度较薄，微承压水对基坑设计和施工影响不大。

2.2工程特性

本工程主基坑位于轻轨站内。基坑断面长约30m，宽约15m。长条形基坑为扶梯部分，开挖边坡。施工区有9个轻轨柱承台基础。其中6个承台基础靠近基坑围护外侧，3个承台基础位于基坑中部。本工程只能在不影响轻轨站结构的前提下进行，也就是说不影响基坑内外9个承台的基础，也不能影响周边道路和地铁线路，所以施工难度比较大。

基坑围护施工难点:基坑围护靠近建筑物的承台和现有的PHC管桩，施工时会对承台产生较大的影响，难以保护施工。

地基加固施工难点:基坑位于既有车站下部，开挖前必须对深基坑进行加固，这会对承台下的PHC管桩产生侧压力。很难保护桩基

基坑开挖施工难点:基坑开挖施工是本工程风险最大的阶段，挖掘机设备的自重和开挖放坡会使PHC管桩受到侧向土压力，破坏承台基础的稳定性。同时，承台和PHC桩开挖后总是暴露在外，存在很大的安全隐患。

主体结构施工难点:主体结构施工工期长，承台下余土会进一步坍塌，可能影响管桩基础；同时，管桩暴露时间过长，存在很大的安全隐患。结构完成后，承台下面的土会有不同程度的流失，影响承台的稳定性。

变形控制要求高:本工程中，由于上部结构变形控制要求高，相邻地铁线路的变形控制比较严格。转运通道基坑变形控制等级为一级，最大沉降小于7mm，挡土墙最大水平位移小于10 mm。

三MJS工法在工程中的应用

3.1施工方案的比选

结合周边环境和地质条件，三号线宜山路隧道穿越段考虑了顶管法、管棚法和明挖覆盖法三种施工方案。三种施工方法在技术上都是可行的，各有利弊。

顶管方案:采用顶管法，轻轨站下两个3000×3000的顶管穿越桩间。轻轨站和地铁站之间有一个顶管到达井，顶管设备需要拆卸吊出。顶管法施工技术相对成熟，但由于设备限制，通道宽度较窄；另外两个通道不能同时推入，但顶管设备拆卸吊装程序较多；建设周期长。

管棚法:管棚法是一种超前管棚支护下的开挖方法，开挖后采用一次支护和二次衬砌。该方法的优点是施工机具简单，断面尺寸灵活，最大有效断面为2×4000×3050。缺点是这种方法侧向位移控制不好，施工难度大。建设周期长。

明挖方案:该方法的优点是隧道断面是三种方法中最大的，有效断面为2×4500×3100，工期短；制造成本更低。缺点是施工时需要施工围护，对轻轨线路运营影响较大。

几种施工方法各有利弊。经过综合比较，最终确定采用施工安全可靠、工期短的明挖覆盖。

3.2法基坑支护

在基坑开挖和支护方式方面，车站中部两跨之间选择无夹层的转换通道，施工网空约6.2m，因为时间空网空太低，不能采用SMW法。如果采用旋喷桩，旋喷桩压力会影响车站下部桩基和上部结构的安全。综合考虑各种因素后，决定选择国内最先进的MJS注浆法作为支护结构。

MJS法在传统高压喷射灌浆技术的基础上，采用独特的多孔管和前端装置，实现强制排浆，通过排泥孔排出多余的泥浆，并通过前端压力监测装置监测地面泥浆压力，保持泥浆压力稳定，从而减少对周围环境的影响，进一步保证桩径。MJS施工方法示意图如图3所示。

MJS工法施工性能较好，日本MJS工法相对成熟，现在可以进行垂直、倾斜、水平施工。与其他旋喷桩施工技术相比，它具有深度大、桩径大、对周围环境影响小的特点。国内MJS工法主要用于竖向施工。本工程基础采用竖向施工方法加固，围护结构采用型钢和旋喷施工。

本工程乘客平台下基础为PHC高强预应力管桩，第一根桩长12m。根据稳定性验算得到包络深度和插入比。最后确定支护体系采用650MJS桩插入500×300H型钢，桩长10.8 m，插入比为1: 0.74。为满足基坑开挖时支护结构的稳定性，控制支护结构的变形，减少支护结构变形对上部结构的影响，坑底采用全屋式喷射灌浆加固，坑下加固深度为4m。轻轨车站地基加固也采用MJS法。施工主要技术参数如下:

在承台保护方面，MJS法具有可控角度旋喷的特点，可以很好地保护承台和桩基。承台附近的MJS桩全部喷在基坑外侧，以避免直接喷射混凝土对承台和桩基的影响。同样，利用MJS桩的可控摆角和喷射混凝土的特点，在基础加固施工前，应在承台底标高至基础加固底标高的深度对承台周围的土体进行加固，使承台下的土体内外隔离，既可以避免基础加固时土压力直接传递到PHC管桩，又可以在基坑开挖时起到护壁的作用。

传统的SMW方法是混合然后插入型钢。由于旋喷施工时间和场地的限制空，如果按照旋喷然后插入型钢的施工顺序，旋喷体可能已经硬化，影响型钢的插入。因此，本工程提出先插后喷的施工工艺，先将型钢插入底层，然后在段与段之间进行旋喷施工。

为保证旋喷压力对周围环境影响较小，施工过程中实时监测旋喷压力和泥浆流量，保持压力稳定，实时监测结构柱变形。同时制定了应急预案，能够及时应对问题。

四结果分析

基础加固和围护结构完成后，开挖区周围9根柱子的最大沉降和位移分别为2.44mm和0.52mm，基坑开挖后，开挖区周围9根柱子的最大沉降和位移分别为4.12mm和1.38mm。以上结果表明，上部结构受基础加固和基坑开挖影响较小，变形满足上部结构的保护要求。同时，在进行地基加固和基坑开挖时，车站上部轻轨列车运行正常，不受影响。开挖后，观察到承台和桩基完好无损。

基坑开挖后，围护结构顶部最大沉降和位移分别为4.65mm和4.64mm，小于变形控制值。从开挖结束到整个结构完成，挡土墙变形保持稳定，没有继续增加；同时，上部结构的变形保持稳定，不继续增大。

从最终的监测结果来看，MJS法在本工程中的应用效果非常好，变形控制满足要求，上部结构的稳定性得到了很好的保护，而上部轻轨列车和周围的两列地铁列车没有受到影响。

五.结论

综上所述，MJS法作为既有建筑下的基坑支护结构和地基加固是可行的，并在实际工程中得到验证，对今后类似工程具有积极的借鉴意义。通过以上分析，得出以下结论:

MJS法是一种新型的喷射注浆技术，能够适应复杂的场地周边环境，较好地控制地面位移和土体位移。MJS工法具有场地净高低的特点，在场地净高不足时具有很大的优势。

MJS法适用范围广，可用于水平倾斜、超深竖向施工，具有荷载直径大、桩身质量稳定等优点。

现场施工表明，MJS法旋喷注浆压力稳定，可控角度旋喷注浆的特点能够保证既有建筑物的基础不被破坏。

既有建筑下改造、建筑变形控制和周边环境保护是大问题。如果能与MJS施工方法相结合，可以很好地保护周边环境，降低施工风险。