MJS工法桩在地铁工程施工中的应用

时间：2024-08-31

彭宇一

摘要：地铁工程施工往往在城市繁华地带进行，周边复杂环境对于工程施工质量要求极为严格，如何在有限空间内科学合理地设计施工工艺，提高工程质量，值得进一步研究。该文以地下管线密集的无锡地铁1号线新光路站1号出入口为背景，从施工的主要环节详细介绍了MJS工法桩的施工工艺及施工技术，通过施工关键节点的质量控制，保证了成桩质量，同时表明了该工法在城市基础设施建设中的巨大应用前景。

关键词：全方位高压喷射 MJS工法桩地铁施工技术

中图分类号：U215 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（c）-0086-03

在城市发展过程中，地铁作为一种运量大、时效性好、节能环保的运输手段，越来越受到城市建设决策者的青睐，截至2016年9月，全国共有27座城市开通了地铁业务，一大批城市正在进行地铁的修建、规划或勘探，地铁将在我国城市建设中发挥越来越重要的作用。地铁一般修建在城市繁华地段，地层条件复杂，施工安全控制要求严格，如何在有限的空间内灵活设计施工工艺，做到提高工程质量、缩短工期是城市地铁工程建设的重点[1-2]。

该文通过地下管线密集的无锡地铁1号线新光路站1号出入口MJS工法桩施工，介绍MJS工法桩在城市地铁项目施工过程中的作用，该工法可以显著提高桩体质量，大大加快施工进度。

1 工艺原理

MJS工法（Metro Jet System）又称全方位高压喷射工法，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，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，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[1-4]，其基本原理如图1所示。

该工艺具有“全放可全方位开展喷射注浆施工、加固深度大、桩径大成桩质量高、环境扰动小、泥浆污染少”的特点[2，4]，近年来在我国基础设施建设中得到了一定程度的应用。

2 工程概况

无锡地铁一号线是无锡首条轨道交通线路，贯穿无锡市南北，全长29.42 km，途经惠山新城、无锡火车站、老城区、太湖广场、太湖新城核心区等多个城市重要功能区，是无锡地铁1号线工程的中间站，位于清扬路与新光路交叉口北侧。1号出入口位于新光路立交西侧，地下管线密集，主要有高压线管廊、综合信息管廊，从两个立交闸道桥墩之间穿过，北侧为金匮苑住宅小区，西侧为五星家园住宅小区，南侧为公交站场，施工要求较为严格。

2.1 工程地质条件

1号出入口从上到下所处地层为杂填土、③1粘土、③2粉質粘土夹粉土、③3-1粉质粘土、⑤1淤泥质粉质粘土、⑥1-1粉质粘土，出入口地板主要位于③2层、集水井位于③3-1层。

2.2 工程难点

该工程具有如下工程难点。

（1）周边环境复杂。

该出入口从两个立交闸道桥墩之间穿过，北侧为金匮苑住宅小区，西侧为五星家园住宅小区，南侧为公交站场，同时该区域地下管线密集，主要有高压线管廊、综合信息管廊。

（2）施工场地内下部管线位置不清。

（3）MJS旋喷桩施工时，一小时的排浆量在10 m3以上，场地上没有可用的泥浆池。

3 工艺设计

3.1 方案设计

根据新光路站工程地质条件、水文条件及周边建筑情况，结合该项目施工队伍水平及机具设备，在保证工程质量的前提下，MJS工法桩桩径选为2 200 mm，桩长15 m，共设置14根桩，桩位布置图如图2所示。MJS工法桩采用跳孔施工的施工顺序，施工前采用工程地质钻机预先在地面上钻直径为220 mm的孔，然后通过这个孔进行旋喷作业，同时对吸浆量进行监控，防止过量吸浆[3-4]。其基本技术参数见表1所示。

为确保该工法的顺利实施，需要MJS工法桩机、工程钻机、高压水泵、空压机、高压泥浆泵、自动拌浆系统、泥浆处理系统各一件，拌浆桶、储浆桶各两件，功率根据工程地质条件选择。

3.2 施工工艺

MJS工法桩施工工艺包括：硬地面破除、场地平整、施工放样、导孔施工、切土喷喷浆制桩交替进行直至成桩、钻杆拆卸及清洗[5]。如下图3所示。

4 MJS工法桩施工技术

4.1 准备工作

（1）在MJS工法正式施工前，针对放样标定范围内的硬化地面开展破除工作，并按照设计交底要求开挖沟槽，暴露下方地下管线，针对于管线不同类型进行不同的保护工作，确保施工过程中施工扰动不会造成管线的破坏。

（2）进行场地平整工作，在平整好的场地上根据相关图纸开展工程放样，同时保持场地内外道路清洁。

4.2 切土喷浆制桩

（1）为保证施工质量，确保设计桩径，先进行原位试桩。试桩采用先行施工法施工，即MJS工法设备钻头到达设计桩深后，先用高压水进行预切割，预切割1 m后，将钻头重新下放至设计桩深，钻头到达设计桩深后按正常施工流程进行施工，正常施工1 m后停止施工，然后开启高压水，再次进行预切割，切割1 m后，再次下放钻头至停止喷浆位置然后开始正常施工流程，施工1 m后再次重复上述施工流程，直至桩长达到设计要求。试桩结束后，取芯以确认成桩直径[6]。

（2）为保证成桩质量及成桩效率，采用工程地质钻机预先在地面上钻直径为220 mm的孔，以此作为旋喷作业平台，在桩机就位后，进行压力显示校核，并认真检查钻杆和钻头的密封情况，动力头转动一圈，钻杆钻入土体。

（3）钻头到达预定深度后高压水切割与钻头喷射成桩交替进行，期间开回流气和回流高压泵，确认排浆正常后，打开排泥阀门，通过地层压力监测装置对吸浆量进行监控，防止过量吸浆，开启高压水泥浆泵和主空压机，直至整桩喷射结束。

4.3 清洗和保养

施工结束，对钻杆边提边拆，并进行清洗和保养。

4.4 泥浆处理

施工时倒吸出的泥浆，由返浆管送入临时泥浆池，再从泥浆池用高压泵泵送到泥浆处理系统，进行筛分、压滤两方面的泥浆处理。

（1）筛分处理：将粒径大于1 mm的颗粒全部筛出，渣料经振动筛分脱水后晾晒。

（2）筛分过后剩余浆液进行压滤处理，将浆液中的绝大部分固相颗粒去除。泥水被分流，水进入自动拌浆系统继续拌浆，泥块进入土堆场，夜间装车出土。

5 结论

（1）无锡地铁1号线新光路站1号出入口MJS工法桩已施工完毕，通过后期检测，其桩径误差较小、成桩质量较好，在预定工期内顺利竣工，对周边环境无影响，成桩质量验收合格，是MJS工法桩在地铁施工中一次成功的应用。

（2）采用MJS工法桩施工时需要注意以下几点：①务必确保垂直度、水泥掺入量、成桩深度等基本参数的正确性；②施工顺序需科学合理；③利用地层压力对吸浆量进行监控，防止过量吸浆。

（3）结合此工程的运用，该文为MJS工法桩在地铁工程中的应用提供了一个成功的借鉴案例，同时表明了该工法在城市基础设施建设领域的巨大应用前景。