学文网摘要：
盾构在施工过程中常碰到驱动密封损坏，刀具磨损等情况，需盾构开仓进行相应检查修复工作。在这种情况下，常常采用带压人工进仓，刀盘前方和周边土体要求有一定的自立性和均匀性，然而刀盘周边原状土往往达不到上述要求，这就必须预先对刀盘前方土体进行加固。本文以南京某轨道交通盾构刀盘进仓为例，详细介绍了MJS工法在砂性土条件下进行盾构进仓刀盘主驱动密封更换的工程实例，采用两排MJS桩对刀盘正面土体进行土体加固，并总结出MJS工法桩具有早期强度高，施工设备占地面积小等特点，可为类似工程提供借鉴。
关键词：MJS工法 盾构 主驱动密封
中***分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
盾构换刀或者更换主驱动密封是一项风险极高的工程，需要盾构开仓人工进仓作业，尤其当盾构处于砂性土，较容易产生液化土、涌水、流砂等现象，在动力水作用下掌子面自稳性差，易坍塌，需采取有效措施确保盾构修复过程中的安全。在原状土无法达到必要的自立性和均匀性情况下，必须采取土体加固措施，提高掌子面的稳定性。
传统的高压旋喷桩、深层搅拌桩等工法都是比较常见的土体加固方式，但是这些加固方法都有一个共同的特点：施工过程中会产生较大的挤土效应，施工过程中会产生地面隆起，地表开裂，影响周围建筑物、构筑物、市***管线的正常使用，甚至产生更为严重的破坏。而且深层搅拌桩设备占地面积大，高压旋喷桩成桩质量难保证。
MJS工法桩可以有效的解决这些难题，其不仅成桩质量好，桩体强度高，而且施工过程中占地少，对周边建构筑物影响小【1】。
本文以南京地铁某越江盾构为例，详细介绍了MJS工法在盾构主驱动密封更换过程中的应用。
2 工程概况
2.1 工程简介
南京地铁某越江区间隧道大致呈南北向设置，区间隧道北起江北浦珠路站始发井，沿原沪宁高铁通道向南行走，下穿威尼斯水城两栋会所、多栋别墅及引水河泵站，向南下穿江北大堤后下穿长江及江南大堤，到达江南滨江路站接收井。区间隧道长3353.945m，共计1677环。
本工程采用1台Ф11.57m泥水气压平衡式盾构机进行施工，隧道衬砌结构外径11200mm，内径10200mm，厚500mm，环宽2000mm。隧道衬砌采用为通用楔形管片，错缝拼装方式，衬砌圆环分为8块。
盾构在浦珠路站始发后，发现刀盘主驱动第二道密封失效，需人工进仓更换主驱动密封。在原有工程地质条件下人工带压（0.16Mpa）进仓发现刀盘前方土体有坍塌现象，人工进仓存在巨大风险。为解决修复密封时刀盘正面及周边土体的稳定性和密封性，同时考虑到施工区域上方紧靠威尼斯住宅小区，经专家组讨论决定选择喷射压力高，桩体质量好，对周边环境影响小的MJS工法地基加固方案，预先在区间隧道轴线上选择一处进行MJS桩加固，将盾构机推进至加固区进行密封修复。
2.2 MJS桩施工方案简介
本工程MJS工法施工加固区长16.8m，宽4m，加固深度26.2m，加固范围：盾构机上部5m、下部3m、左右各2.5m。
盾构停机修复期间土层主要为②-3d4～3层、②-4d-3～2层。②-3d4～3层为粉砂、细沙，埋深5.6m~12.4m，饱和，稍密，渗透系数大，颗粒级配不良，为可液化土；②-4d-3～2层为粉砂、细砂，埋深12.5m~30.5m，饱和，中密，渗透系数大，颗粒级配不良，个别点可液化，标贯击数值高。
加固区平面位置如***1(附监测点布置)：
***1加固区平面***
MJS桩设计半径1.1m，桩长19.6m，总计21根。由于场地限制，MJS设备进场前需要拆除办公房3间、生活宿舍2间、食堂1间。
2.3 MJS工法简介
MJS工法(Metro Jet System)又称全方位高压喷射工法【2】， MJS工法在传统高压喷射注浆工艺的基础上，采用了独特的多孔管和前端造成装置(习惯称之为Monitor)，实现了孔内强制排浆和地内压力监测，并通过调整强制排浆量来控制地内压力，使深处排泥和地内压力得到合理控制，使地内压力稳定，也就降低了在施工中出现地表变形的可能性，大幅度减少对环境的影响，而地内压力的降低也进一步保证了成桩直径【3】。和传统旋喷工艺相比，MJS工法减小了施工对周边环境的影响。
3 MJS工法和盾构进加固区期间推进的主要技术参数控制
3.1 MJS工法施工参数
地基加固成桩质量主要是由水泥用量、搅拌（或置换）原状土的质量来判断，由于MJS工法采用地下孔内强制排浆技术，可有效避免在深层搅拌桩和高压旋喷桩工艺里由于地下压力过大而造成的水泥浆打入不充分或者搅拌（或置换）不完全的现象发生，成桩质量可以有效保证。MJS工法桩的一些主要施工参数如下：
（1）水灰比：1：1（质量比）
（2）桩径：2.2m
（3）桩间搭接：600mm
（4）浆压力：40MPa
（5）空气压力：0.6~0.7 MPa
（6）空气流量：1.0～2.0Nm3/min
（7）地内压力：1.3～1.6的系数（视监测情况适当进行调节和控制），成桩垂直度误差：≤1/100
（8）水泥用量：约3.3t/m
（9）提升速度：40min/m（全圆）
（10）浆液流量： 85～105L/min
根据设计要求，加固区28天无侧限抗压强度需达到1Mpa以上。
3.2 盾构进加固区期间推进施工参数
盾构从停推位置到加固区理论上需推进13.134m，顶覆土11.5~12m，一旦在推进过程中发现盾构机推力或刀盘扭矩快速上升则说明盾构机已经进入加固区土体，需降低推进速度至0.5cm/min，观察推进刀盘扭矩、千斤顶行程等参数，直到到达预定开仓位置停机检修。
4 MJS工法成果
此次土体加固历时23天，完成全部21根MJS工法桩施工。
通过对周边管线（M为煤气管、D为电信电缆）、房屋（J为房屋）和地表监测点（JS为河岸监测点、H为地表监测点）的跟踪监测，发现管线、房屋和地表沉降，大致变化都在2mm之内，整体处于可控状态（H36由于靠近盾构机停机位置，盾构长时间停机造成盾构机投影面上方的地表沉降），详见***2。
***2沉降曲线***
期间对2#桩进行了7天强度取芯检测， 2#桩报告显示，其7天强度最小为5.19Mpa（大于设计强度），最大为12.38 Mpa（相当于C10素混凝土），强度相当高。为了能顺利切削MJS加固土体，盾构在最后一根桩施工完养护一天后即恢复推进。
盾构机于MJS桩完成后第三天恢复推进，推进7环又70cm，进入MJS加固区1.6m。
表1盾构实际推进参数表
从表1可见盾构在进入加固区时总推力和扭矩明显提升，说明盾构刀盘已切入加固区土体。
随后潜水员进仓，发现掌子面加固效果良好，并有一层泥水循环泥浆附着表面，土体加固均匀，正面土体有很强的自立性。（详见下***）
***3 掌子面加固效果***
最终经历14天的连续进仓作业，盾构主驱动密封更换顺利完成，期间刀盘掌子面稳定，保证了人员作业安全。
5 结语
此次土体加固由于在盾构始发场地内，地面有多幢办公和生活用房（需拆除部分板房），场地狭窄，又紧邻威尼斯住宅小区和小区护城河，地下管线繁多，如稍有不慎，极易造成地面、河底冒浆，地下管线受损。在如此工况条件下，普通土体加固工法如深层搅拌桩和高压旋喷桩无法达到要求。而经过实践证明， MJS设备和工法完全可以胜任如此苛刻条件下的施工，MJS设备占地少，施工过程中对周边影响小，成桩早期强度高，从而保证了盾构刀盘主驱动密封更换过程中的施工安全，可为类似工程提供借鉴。
参 考 文 献
梁 利， 李恩璞，王庆国，MJS 工法在轻轨车站换乘通道中的工程实践，地下空间与工程学报，2012年2月第八圈第一期,135-139
尹文平，MJS 工法桩在地铁换乘通道中的应用，天津建设科技，2012 N0.3，38-39
张志勇，李淑海，孙 浩，MJS 工法及其在上海某地铁工程超深地基加固中的应用，探矿工程，2012 年第39 卷第7 期，41-45
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