2024囊体扩张变形控制规程

囊体扩张变形控制规程目次TOC\o"1-2"\h\u1总则 总则1.0.1为在囊体扩张技术中贯彻国家技术经济政策，保护环境和节约资源，做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量，制定本规程。1.0.2本规程适用于工业与民用建筑和市政工程建设项目中囊体扩张技术的勘察、设备和材料、隧道变形控制、桩基变形控制、路堤变形控制、建筑变形控制、检验与安装以及运行与监测。1.0.3囊体扩张技术除应符合本规程规定外，尚应符合国家现行有关标准和现行中国工程建设标准化协会有关标准的规定。2术语2.0.1囊体扩张capsuledexpansion将流动性材料注入特制防刺破、高强度的囊体中，可精准控制扩张体积及形状，从而对土体应力和变形、邻近结构物变形进行主动控制。2.0.2扩张浆液expansionslurry采用水泥、水、膨润土、外掺剂搅拌均匀制备的水泥基浆液。2.0.3实时控制realtimecontrol通过实时监测外部扰动源对周围环境影响，采用囊体扩张实时动态控制周围结构物变形。2.0.4控制效率controlefficiency孔压消散后控制对象的变形值与囊体扩张后变形值之比。2.0.5控制值controlvalue根据相关标准允许控制对象产生的最大变形值。3基本规定3.0.1囊体扩张技术应满足下列功能要求：1保证控制对象安全稳定；2保证周边环境安全和正常使用。3.0.2囊体扩张前应对周边环境风险源进行调查评估，并按照表3.0.2-1确定其重要性类别。表3.0.2-1环境设施重要性分类周边环境类别环境设施重要性类别重要设施一般设施地面和地下轨道交通既有城市轨道交通线路和铁路既有地面建（构）筑物省市级以上的保护古建筑，高度超过15层（含）的建筑，年代久远、基础条件较差的重点保护的建筑物，重要的烟囱、水塔、油库、加油站、气罐、高压线铁塔等，泄洪设施15层以下的一般建筑物；一般的构筑物既有地下建（构）筑物地下道路和交通隧道、地下商业街及重要人防工程等地下人行过街通道既有市政桥梁高架桥、立交桥的主桥等匝道桥、人行天桥等既有市政管线雨污水干管、中压以上的燃气管，直径较大的自来水管、中水管、军用光缆等，其他使用时间较长的铸铁管、承插式的接口混凝土管，综合管廊抗变形能力较强的小直径雨污水管、低压煤气管、电信、通信、电力管（沟）等既有市政道路城市主干道、快速路等城市次干道和支路等水体（河道、湖泊）江、河、湖等一般水塘和小河沟等绿化、植物受保护古树其他树木3.0.3囊体扩张技术应基于专项地质勘察成果进行专项设计，设计方案宜通过技术论证后实施。3.0.4囊体扩张施工前应按相关标准、规范和设计文件要求，结合工程地质、水文资料及现场情况，编制施工方案。3.0.5囊体扩张大范围施工前应进行试扩张。试扩张作业时勘察单位、设计单位、监理（建设）单位、施工单位的代表应到场优化扩张设计参数，并形成记录。3.0.6扩张作业施工区应设立警示牌，以防高压浆液造成人员伤害。施工人员作业时应采取相应的防护措施并保持安全距离。3.0.7囊体扩张技术在监测前应进行踏勘、编制监测方案，设置监测点和基准点、测定初始值、确定控制值。设计文件应根据工程特点，提出相应的检测要求。3.0.8囊体扩张技术的施工、注浆、运行、监测应满足设计文件的要求，在专项工程完成后应提交竣工报告。4勘察4.1一般规定4.1.1囊体扩张工程应进行专项勘察，可参考控制对象的详细勘察报告。若为新建工程，宜与控制对象的岩土工程勘察同步进行。当岩土工程勘察报告不能满足囊体扩张工程要求时，应进行补充勘察。4.1.2存在不良地质作用时，应进行专项勘察。4.1.3囊体扩张工程勘察应在搜集场地已有资料和现场踏勘后制定勘察方案。勘察范围、内容和工作量应根据场地及周边条件、场地工程地质及水文地质条件、囊体扩张工程周边环境设施重要性类别、囊体扩张工程设计要求等综合确定。4.1.4囊体扩张工程勘察搜集资料应包括下列内容：1控制对象周边临近道路、管线、建（构）筑物的分布；2相邻既有建（构）筑物基础类型、基础埋深以及变形倾斜等情况；3控制对象周边地面沉降敏感区和周边重点保护区的分布；4周边在建项目地下工程的施工情况等；5相邻拟建工程的基础类型、基础埋深、基坑开挖深度等相关设计文件。4.1.5囊体扩张工程勘察的主要工作应包括下列内容：1查明场地地层岩性、分布规律及各土层物理力学性质；2查明含水层与不透水层的埋藏条件；3确定各土层的密度、含水率、空隙比、泊松比、弹性模量、粘聚力、内摩擦角、剪胀角、固结应力、固结系数、压缩指数、割线刚度、回弹指数、侧限压缩模量等物理力学参数。4.1.6勘察工作完成后应回填钻孔，钻孔回填应符合下列规定：1钻孔应采用水泥浆或水泥膨润土浆液回填，泥浆泵应送入孔底逐步向上灌注回填至地面，宜适量超灌；2有套管护壁的钻孔应边拔起套管边回填；3回填中应记录回填方法、回填材料和回填过程；4回填后应验收回填质量，填写并检查验收记录；5勘察任务书有特定要求的应按相关技术要求回填。4.2周边环境调查4.2.1环境调查范围应根据实地情况确定，当控制对象附近有轨道交通设施、隧道、防汛墙等重要建（构）筑物及设施时应适当扩大调查范围。4.2.2环境调查的内容应包括环境类型、权属人、使用人、管理人、使用性质、建设年代、设计使用年限、地质资料、设计文件、变形要求、与拟建工程的空间关系、相关影像资料等。4.2.3对既有建筑物应查明其用途、结构类型、层数、平面位置、基础形式和尺寸、埋深、使用年限、荷载、沉降、倾斜、裂缝情况、地基处理设计、有关竣工资料及保护要求等。对历史建筑，宜进行房屋结构质量检测与鉴定，评估其抵抗变形的能力。4.2.4对地下交通工程、地下构筑物、遗址、古墓、人防工程，应查清类型、位置、尺寸、埋深、运营情况及保护要求等。4.2.5对于各种既有地下管线，应查明其平面位置、规格尺寸、材料类型、埋深、接头形式、压力、输送的物质、建造年代和保护要求等。对既有供水、污水、雨水等地下输水管线，尚应查明其使用状况及渗漏状况。4.2.6对道路和桥涵，应查清道路的类型、位置、宽度、道路行驶情况、最大车辆荷载、路面材料、路堤高度、路堑深度，支护结构形式和地基基础形式与埋深；桥涵的类型、结构形式、基础形式、跨度，桩基或地基处理设计方案、施工参数等。4.3岩土工程勘察4.3.1勘察的平面范围应根据控制对象及场地的岩土工程条件确定。4.3.2勘探点应沿工程周边、立柱、分期施工分界线等布置，并宜结合控制对象勘察工作统筹考虑。勘探点间距应根据场地的复杂程度及控制对象的埋深、平面尺寸等特点按表4.3.2-1的规定综合确定。当场地存在软弱土层、厚层填土、暗沟或岩溶等复杂地质条件时应加密勘探点。4.3.2-1勘探点间距（m）场地复杂程度复杂场地中等复杂场地简单场地勘探点间距10~1515~3030~404.3.3囊体扩张设计参数应根据试验结果、结合地层条件分层给出，对各层岩土，应提供密度平均值、抗剪强度指标标准值等。地下水位以下的土层，应提供分层地下水位及各土层的渗透系数。4.3.4岩土参数的试验应满足下列要求：1对于黏性土、粉土，室内土工试验应提供含水率、密度、抗剪强度指标；对于砂土、碎石土，宜通过水上、水下天然休止角试验确定内摩擦角；对粉土、砂土，宜提供土的颗粒级配曲线；2对砂土、粉土以及夹薄砂层或粉土层的黏性土层，应进行室内渗透试验，提供渗透系数值，其中夹薄砂层或粉土层的黏性土层应分别提供竖向渗透系数和水平向渗透系数值。4.3.5严寒地区的控制对象应评价各土层的冻胀性，并应对特殊土受开挖、振动影响以及失水、浸水影响引起的土的特性参数变化进行评估。4.4成果4.4.1岩土工程勘察报告中应至少包括下列内容：1与控制对象有关的场地条件、地层条件和工程条件；2控制对象周边环境的基本情况以及环境设施重要性类别；3提出囊体扩张作业可能遇到的问题以及防治措施的建议；4对不良工程地质作用和特殊性质的岩土应分析其对控制对象的影响及风险，并提出对设计和施工的措施建议；5对施工阶段的环境保护和监测工作的建议；6成果图表。4.4.2提供的勘察成果文件宜附下列图表：1勘探点平面布置图；2钻孔柱状图；3工程地质剖面图；4室内土工试验成果图表；5原位测试成果图表；6其他与控制对象有关的成果图表。5设备和材料5.1一般规定5.1.1囊体的规格应满足工程变形控制需求、地质环境及施工条件。5.1.2囊体的尺寸、形状应依据设计要求定制。5.1.3囊体接头尺寸应依据囊体设计要求定制。5.1.4扩张浆液应根据囊体扩张用途选择不同性能的浆液配合比。5.2囊体5.2.1当沿变形控制方向开展整体变形控制时，应选用一定长度的等直径囊袋。5.2.2当沿变形控制方向开展多点变形控制时，应选用多段式不等直径囊体。5.2.3当沿长度方向不等变形控制时，应选用异形囊体。5.2.4囊体直径可选区范围宜为10~100cm。5.2.5囊体制作材料宜采用多层抗拉、防刺破的高强材料。5.3囊体接头5.3.1囊体接头材料宜采用镀锌钢管，钢管长度宜为25~30cm，钢管尺寸宜为1~4寸。5.3.2镀锌管帽与镀锌钢管可配套使用，镀锌管帽应根据镀锌钢管尺寸来定制。5.3.3喉箍材料宜为不锈钢，喉箍尺寸应根据镀锌钢管尺寸来定制，两喉箍间距宜为5cm（图5.3.3-1）。图5.3.3-1囊体接头5.4扩张装备5.4.1囊体扩张装备应包括囊体和泵送设备（图5.4.1-1）。5.4.2自动化泵送设备应包括泵和过程控制系统。5.4.3过程控制系统应具备压力控制、体积监测、扩张速率调节及反馈功能。5.4.4囊体宜采用多层抗拉、防刺破的高强度材料。5.4.5整体变形控制应采用等直径囊袋，以确保均匀的扩张效果。5.4.6多点变形控制应选用多段式不等直径囊体，以满足不同位置局部变形需求。5.4.7沿长度方向进行整体不等变形控制时，应选用异形囊体，以实现沿长度方向的差异化扩张和变形控制。5.4.8当采用单独控制时，可采用泵送设备与囊体直连的方式进行囊体扩张操作。5.4.9当采用多路联控时，应配备自动化过程控制装备，并对各囊体扩张过程。进行独立监测。5.4.10注浆泵可采用螺杆泵。图5.4.1-1扩张装备5.5扩张浆液5.5.1扩张浆液所用的水泥标号不应低于32.5，应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999的有关规定。5.5.2扩张浆液拌合用水应符合《混凝土用水标准》JGJ63-2006的有关规定。5.5.3扩张浆液所用膨润土宜采用大于200目钠基膨润土。5.5.4根据扩张浆液性能需求，可在浆液中加入以下外加剂：1缓凝剂：羧乙基纤维素、木质磺酸钙盐、二水硫酸钙等；2速凝剂：水玻璃、氯化钙、三乙醇胺等；3减水剂：萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、木质素璜酸盐类减水剂等；4其他外加剂5.5.5根据囊体扩张用途，可选用常规浆液、缓凝型浆液、速凝型浆液、非凝固型浆液、速凝高强型浆液，浆液性能应符合附录A规定。1常规用途宜采用常规浆液或速凝型浆液；2当96小时内需持续囊体扩张时，宜采用缓凝型浆液；3当长期实时囊体扩张时，宜采用非凝固型浆液，并应在最后一次扩张应采用速凝高强型浆液；4道路、铁路工程中囊体扩张宜采用速凝高强型浆液。5.5.6浆液可参照表5.5.6-1的取值进行初步设计，各类浆液配合比应通过室内材料试验确定。表5.5.6-1注浆浆液配合比项目浆液类型常规浆液缓凝型浆液非凝固型浆液速凝高强型浆液水100100100100水泥100100-130-150膨润土20-3020-3030-4515-20减水剂0.1-0.5缓凝剂-0.3-1--早强剂1-2注：以上均为质量比5.5.7扩张浆液在制备中应满足以下规定：1制浆材料应按规定的浆液配比计算用量，计量误差不大于5%，水泥等固体材料宜采用质量(重量)称量法计量；2采用高速搅拌机搅拌时，搅拌时间应大于30s，采用普通搅拌机时搅拌时间应大于3min；3浆液在使用前应过滤；4寒冷季节施工应做好浆液防冻工作，可在浆液中加入防冻剂。6隧道变形控制6.1一般规定6.1.1囊体扩张适用于软土地区的隧道变形控制，应综合分析工程地质条件、工程特点、施工条件、周边环境、控制目标以及工程造价等问题，并应编制专项施工组织方案。6.1.2使用囊体扩张对隧道结构进行变形控制时，其设计原则、施工条件和隧道的变形控制效果应符合当地行业规范和现行国家标准《地铁设计规范》GB50157-2013的相关规定。6.1.3囊体扩张范围不应小于隧道附加应力分布范围。囊体扩张控制范围应满足隧道结构的承载力和变形控制的要求。6.1.4根据现行行业标准《注浆技术规程》YS∕T5211-2018，注浆孔可设置垂直孔或倾斜孔，但应避免地下埋设物和其它结构。6.1.5囊体扩张启动原则根据地方标准和国家现行相关标准，确定隧道变形控制值，当达到60%控制值，启动囊体扩张进行变形控制。6.2水平位移控制6.2.1水平位移控制囊体的膨胀直径宜按照数值模拟的结果进行设计。6.2.2单孔囊体扩张引起沿隧道纵向的水平位移S可按照式（6.2.2-1）与式（6.2.2-2）估算： （6.2.2-1） （6.2.2-2）式中：x——位移断面对应坐标（m）b——囊体控制断面对应坐标（m）E——土体压缩模量（MPa）V——注浆量（m³）D——囊体与隧道腰线净距（m）6.2.3多孔囊体扩张引起沿隧道纵向的水平位移S可按6.2.2中公式沿隧道纵向叠加求解。6.2.4对关键控制区内待保护隧道进行水平位移控制，水平位移控制囊体的长度不应小于隧道外径，一般为6~10m。6.2.5如下图6.2.5-1所示，水平位移控制囊体中心宜与隧道中心埋深一致，一般采取单侧布置原则。1——水平位移控制囊体；2——隧道。图6.2.5-1水平位移控制囊体布置剖面示意图6.2.6水平位移控制囊体与隧道近囊侧腰线的间距可按6.2.2中经验公式确定，但不宜距离隧道太近，防止局部应力集中，对隧道结构产生不利影响，因此不宜小于2m。6.2.7水平位移控制囊体平面布置宜与隧道环段中心一致，如下图6.2.7-1所示。为保证变形控制均匀度，孔间距不宜大于5倍环宽。1——囊体；2——隧道管片。图6.2.7-1水平位移控制囊体布置俯视图6.2.8如图6.2.8-1所示，若单排囊体不能满足控制要求，宜采取双排囊体布置策略，双排囊体水平间距建议为1m。若无特殊情况，启动顺序建议按照“由远及近”。1——囊体；2——隧道管片。图6.2.8-1多排水平位移控制囊体扩张布置俯视图6.3水平收敛控制6.3.1对关键控制区内待保护隧道进行水平收敛控制，水平收敛控制囊体长度不应小于隧道外径，一般为6~10m。6.3.2水平收敛位移控制囊体的膨胀直径宜按照数值模拟结果进行设计，并宜考虑隧道的实际收敛变形状态。6.3.3如图6.3.3-1所示，水平收敛控制囊体中心宜与隧道中心埋深一致。根据《注浆技术规程》YS_T5211-2018规定，囊体上覆土层厚度应大于2m。1——水平收敛控制囊体；2——隧道。图6.3.3-1囊体布置剖面示意图6.3.4水平收敛控制囊体应在隧道两侧对称布置。如图6.3.4-1所示，也可采用多排布置策略，两排囊体的间距建议为1m。1——囊体；2——隧道。图6.3.4-1多排水平收敛控制囊体布置俯视图6.3.5水平收敛控制囊体与隧道近囊侧腰线的间距不宜过大，可参照水平位移控制囊体的相对距离。同时，不宜距隧道太近，一般不宜小于2m。6.3.6水平收敛控制囊体平面布置宜与隧道环段中心一致。为保证变形控制均匀度，孔间距不宜大于5倍环宽。6.4竖向位移控制6.4.1对关键控制区内待保护隧道进行竖向位移控制，竖向位移控制囊体长度宜根据现场土层的参数确定，一般为6~10m。6.4.2竖向位移控制囊体的膨胀直径宜根据数值模拟的结果进行设计。6.4.3如图6.4.3-1(a)所示，竖向位移控制囊体顶部埋深不宜高于隧道底部埋深。此外，如图6.4.3-1(b)所示，若施工空间充足，宜倾斜布置囊体，同时囊体与竖直方向的夹角不已过大，防止塌孔，一般为0°~30°。竖直设置(b)倾斜设置1——竖向位移控制囊体；2——隧道。图6.4.3-1囊体布置剖面示意图6.4.4竖向位移控制囊体应在隧道两侧对称布置。6.4.5竖向位移控制囊体与隧道近囊侧腰线的间距不易过大，参照水平位移控制囊体的相对距离。同时，不宜距隧道太近，应不小于2m。6.4.6竖向位移控制囊体平面布置宜与隧道环段中心一致。为保证变形控制均匀度，孔间距不宜大于5倍环宽。6.4.7当竖向位移控制囊体与水平位移控制囊体同时应用，竖向位移控制囊体与隧道水平相对距离宜小于水平位移控制囊体的相对控制距离。7桩基变形控制7.1一般规定7.1.1当外部扰动源长期影响邻近桩基时，宜采用囊体扩张实时变形控制桩基变形。7.1.2囊体扩张用于桩基变形时应根据勘察报告建立数值模型验算控制效果，并开展现场预试验评估囊体扩张效果。7.1.3囊体扩张控制桩基变形时，应实时监测桩基变形情况，并据此调整扩张体积。7.1.4囊体扩张控制桩基变形量不宜超过5厘米。7.2水平变形控制7.2.1单孔扩张引起的桩基水平位移Sh可按照式（7.2.1-1）的经验公式估算：Sℎ=(22.3V−6.02)式中：——注浆量（m³）——注浆距离（m）7.2.2囊体应采用分段串联是囊体，每个囊体单元可通过注浆管独立控制扩张体积。7.2.3囊体单元宜符合以下要求：1囊体充分膨胀扩张后直径为10-100cm；2囊体长度宜为0.5-5m，由多个膨胀单元体串联组成长度宜为2-40m的膨胀体，可覆盖全部桩长（图7.2.3-1）。图7.2.3-1串联式囊体7.2.4囊体扩张与被保护桩基之间间距不宜超过5m，应采用“短距离，小方量”囊体扩张准则。7.2.5囊体扩张可设计为多排多次扩张形式，多排扩张单元体之间间距宜为0.5~2m，扩张顺序为由远离桩基到靠近桩基逐步扩张。7.2.6囊体扩张布置应遵守以下原则：1应兼顾水平变形控制能力、现场情况等因素；2应避开邻近施工场地内运输道路、材料堆场、加工场地等；3应避开地下管线、隧道等地下结构物；4应满足环境保护、桩基水平变形控制等要求；5应考虑囊体扩张对邻近地下结构带来的不利影响。7.3沉降控制7.3.1囊体应采用一体式囊体，囊体单元宜符合以下要求：1囊体充分膨胀扩张后直径为10-100cm；2囊体长度为0.5-6m。7.3.2沉降控制中囊体应布置于桩底以下，囊体应以桩轴为中点对称布置，对称线上两侧的囊体应以保持相同的注浆速率。7.3.3两侧囊体距离桩基距离不宜超过3m，应采用“短距离，小方量”囊体扩张准则。7.3.4囊体扩张可在桩底以下倾斜布置（图7.3.4-1），倾斜角度不宜大于60°。图7.3.4-1倾斜囊体扩张7.3.5囊体扩张布置形式可为一字型、十字型、六边型等对称布置（图7.3.5-1），在扩张时必须等量对称扩张。图7.3.5-1囊体扩张布置形式7.3.6囊体扩张布置遵守本规程第7.2.5条的规定。8路堤变形控制8.1一般规定8.1.1路堤变形控制处治范围适用于填方路基、路桥过渡段的路基段及拓宽路堤。8.1.2对于存在不均匀沉降或差异沉降的情况，宜采用囊体扩张技术措施进行修复或加固。8.1.3囊体扩张施工应避免对高铁道床板产生拉裂或翘曲等不良影响。8.2沉降控制8.2.1囊体应采用圆柱形设计，扩张直径宜控制在250～320mm范围内。8.2.2囊体布置间距应遵循“小而密”的原则，设计间距宜为扩张直径的1～2倍。8.2.3囊体植入施工应根据地质条件合理选择成孔工艺。8.2.4钻孔施工时应优先采用套管工艺。8.2.5成孔直径宜控制在100～150mm范围内。8.2.6囊体植入后，应立即注入缓凝扩张材料初步膨胀，注浆压力应小于周边土压力，注浆量宜接近成孔体积减去囊体体积。8.2.7囊体扩张沉降控制宜先通过数值模拟进行初步计算，再结合经验公式进行计算校核。8.2.8路堤沉降控制的单个囊体扩张引起的竖向位移可按公式（8.2.8-1）进行估算：(8.2.8-1)式中：——扩张量——囊体竖向埋深——测算位置，其中（0，0）为囊体布置孔中心8.2.9囊体埋设深度应严格控，以确保扩张作用在预定的控制范围内。8.2.10在囊体扩张过程中，应严格控制各囊体扩张引起的路面抬升高度，确保相邻囊体的抬升高度差异大于5mm，如抬升高度差异超出此范围，应立即停止扩张。8.2.11囊体布置可按照如图8.2.11-1所示进行布置位置应合理规划，确保符合设计要求，保证施工效果和工程质量。图8.2.11-1扩张装备8.2.12在囊体扩张过程中，应严格控制扩张压力、体积及速率，避免因操作不当导致沉降控制段出现不均匀现象。9建筑变形控制9.1一般规定9.1.1囊体扩张适用于软土地区的建筑变形控制。应综合考虑地基土质、建筑荷载、地下水位等因素，确定扩张浆液、压力和方量等参数，以达到控制变形的目的。9.1.2使用囊体扩张对建筑结构进行变形控制时，其沉降、倾斜、差异沉降和不均匀沉降应符合当地行业规范和现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）的相关规定。9.1.3在囊体扩张过程中，应实时监测建筑的变形情况，特别是关键部位的沉降、倾斜等变化。应根据监测数据调整注浆方案，确保注浆效果达到设计预期。9.1.4根据《注浆技术规程》（YS∕T5211-2018），对于浅基础建筑，注浆孔可设置为倾斜孔，对于深基础建筑，注浆孔宜为竖直设置。9.2浅基础沉降控制9.2.1在进行囊体扩张控制浅基础建筑物沉降时，应确认是否可以钻孔到建筑基础下方。9.2.2沉降控制囊体的长度宜根据现场土层的参数确定，一般为8~12m。9.2.3沉降控制囊体的膨胀直径宜根据数值模拟的结果设计。9.2.4如图9.2.4-1所示，对浅基础建筑进行沉降控制时，囊体布置宜倾斜设置，注浆孔与竖直方向角度宜为15~20°。并且根据《注浆技术规程》（YS_T5211-2018）规定，囊体上覆土层厚度应大于2m。1——沉降控制囊体；2——浅基础建筑。图9.2.4-1浅基础建筑沉降控制囊体倾斜设置剖面示意图9.2.5如图9.2.5-1所示，囊体布置间距应遵循“小而密”的原则，水平间距不宜超过3m。1——沉降控制囊体；2——浅基础建筑。图9.2.4浅基础建筑沉降控制囊体平面示意图9.3深基础沉降控制9.3.1深基础沉降控制囊体的长度宜根据现场基础深度确定，一般为大于12m。9.3.2沉降控制囊体的膨胀直径宜根据数值模拟的结果设计，并应考虑深基础的自身变形。9.3.3如图9.3.3-1所示，深基础建筑沉降控制囊体宜竖直布置，并且根据《注浆技术规程》YS_T5211-2018规定，囊体上覆土层厚度应大于2m。1——沉降控制囊体；2——深基础建筑。图9.3.3-1深基础建筑沉降控制囊体倾斜设置剖面示意图9.3.4深基础建筑沉降控制囊体的水平位置应与深基础的中心一致，至少每个深基础布置一根。10检验与安装10.1一般规定10.1.1施工策划与管理应遵循下列原则：1应根据现场情况与设计方及时沟通；2应采取措施保证周边其他结构低扰动；3施工应进程紧凑、衔接准确。10.1.2施工前应现场踏勘了解施工条件和环境条件，并编制专项施工组织方案。10.1.3施工组织方案应包括下列内容：1工程任务及要求；2施工方案、施工技术与质量保证措施；3安全文明生产和环境保护措施；4主要设备、人员、材料和施工进度；5特殊环境条件下施工的应急预案。10.2检测10.2.1囊体应抽取不少于5%进行质量检验，至少检验一根囊体。10.2.2应采用注水法进行囊体密封性能检测，观察注水过程中或在保压过程中囊体表面有无连续气泡产生，单个孤立气泡可能是囊体外附着的气体，不视为试样泄漏。10.2.3应采用钢尺测量法进行囊体厚度、长度检测，厚度允许偏差±1mm，长度允许偏差±10mm。10.2.4扩张浆液应进行流动度测试，将扩张浆液注入截锥圆模内，提起截锥圆模，测定扩张浆液在玻璃平面上自由流淌的最大直径。10.2.5扩张浆液应进行抗压强度试验，测定扩张浆液抗压强度试验的试件尺寸和数量应符合下列规定：1标准试件是边长为150mm的立方体试件；2每组试件应为3块。10.2.6注浆设备在使用前应进行检测，例如管路连接、输送压力、调压阀、流量计等。10.2.7扩张前应检查扩张设备的整体功能，确保泵送设备及控制系统工作正常。10.2.8扩张前应对仪器进行校准，包括体积、压力监测的准确稳定。10.2.9扩张前应对验证操作界面功能以及保证预置参数的正确设定。10.3成孔施工10.3.1注浆孔采用岩土钻机竖直成孔，孔径140mm左右保证囊袋顺利下设的同时尽量减少周围空隙体积。钻孔深度宜比囊袋底部标高加深约40-50cm，防止塌孔导致钻孔底部淤堵，从而影响囊袋下设到指定标高。10.3.2钻孔应符合下列要求：1钻机安装应平整稳固，竖向钻进保证孔深的准确性，所有钻孔应统一编号，并注明各孔的施工次序；2注浆孔的孔底偏差不宜大于1/40孔深；3在钻孔过程中，应作好钻孔操作的详细记录，并对钻孔冲洗水、钻孔压力及其它能充分反映岩石特性的因素进行监测和记录。4在钻孔过程中，应进行孔斜测量，并采取措施控制孔斜。10.3.3钻机就位过程应符合下列要求：1钻机就位时，应通过下垫枕木等方式保证钻机的稳定性，防止施工中土体不均匀沉降而造成钻机移位、倾斜；2应通过调整钻机转盘的水平度及立轴的垂直度，保证钻机钻杆的垂直和转盘的水平，从而保证成孔的垂直度；3钻机就位后，应将转盘中心与囊袋十字控制线中心对齐，偏差不大于10mm，钻机转盘中心与护筒中心偏差不得大于20mm。10.3.4成孔过程应符合下列要求：1钻进参数应根据地层条件、钻机的钻速等加以选择和调整。在土质松散层时应采用较浓泥浆进行护壁，且放慢钻进速度和转速来防止孔壁塌孔，泵排量的调整可安装回水装置；2钻杆连接应拧紧上牢，防止螺栓、螺帽、拧卸工具等掉入孔内；3开孔时应遵循低水量、慢转速的原则，以防扩径过大及桩位偏移，进入正常工作状态后，逐渐加大水量和转速；4在钻进过程中，应根据不同的地层条件，适当调整钻进参数；5钻进过程中，应适当上下串动钻具，特别是在加接钻杆前应上下串动；6终孔前0.5～1.0m，应采用低水量、慢转速扫孔钻进至终孔，以减少对孔底扰动；7钻进达到孔深后，起钻时注意操作轻稳，防止钻头拖挂孔壁，并向孔内注入适量泥浆，稳定水头高度；8钻进过程中应认真记录钻头、钻杆和立轴长度，成孔至设计深度后，应通过测量立轴余尺来判断成孔深度是否达到设计要求，并采用标准测绳测量孔底沉渣；9最终钻孔施工应按附录B详细记录成孔参数。10.4囊体下放10.4.1囊体的安装应符合设计要求，安装前应由专人根据设计图纸确定囊袋的长度。10.4.2采用人工配合方式进行囊体安装时，应符合下列要求：1去除囊体保护外皮时应注意避开注浆管及连接头的位置；2为方便吊装及保证施工精度，宜采用3节一组或2节一组的整体安装方式，一组最长不宜超过9m；3安装过程中应保证每节囊袋的中心对正，当管钳拧紧到外露丝扣为1-2扣时为止，外露丝扣大于2扣时需重新进行连接；4安装过程中应注意保护注浆管，注浆管端头需用胶带缠紧密封，避免杂物堵塞注浆管；5每组囊体连接过程中应保证后续连接的囊袋注浆管从上一组囊体连接管壁中穿出，不宜用力过大，造成注浆管与注浆阀脱离，为减少注浆管与连接管壁的摩擦造成注浆管破裂，可以采用涂抹减租乳化油的措施。10.4.3采用汽车吊与人工辅助的方式下放囊体时，应符合下列要求：1囊体下放过程中应保证囊体中心与钻孔中心对正，垂直居中，缓慢下放，囊袋的垂直偏差不应大于5mm；2下放过程中应避免囊体侧壁与钻孔侧壁发生摩擦，以及应注意对囊袋注浆管的保护；3当囊体受到浮力影响无法自然下放时，可采用机械下压方式辅助下放，机械下压力不宜超过0.6MPa。10.4.4当一组囊体下放完成后与后一组囊体对接时，应符合下列要求：1对接过程中应保证两组囊体的连接口中心对正，接口平齐，管心重合，并保证丝头和连接管内螺纹干净、完好无损、丝头平整；2对接过程中应避免地面风力影响，当风力大于5级时应停止施工；3对接过程中需保证子母丝扣的连接紧密，接头丝头有效螺纹长度应不小于1/2连接管长度；4对接过程中使用管钳拧紧到外露丝扣为1-2扣时为止，外露丝扣大于2扣时需重新进行连接。10.5孔隙回填10.5.1囊体下放至指定位置后，需在囊体外侧与孔壁之间回填中粗砂。10.5.2中粗砂的质量需符合规范标准，在回填之前需再次过筛，去除潮湿或冻结的大颗粒砂块。10.5.3回填过程中需匀速、缓慢进行，避免造成孔口堵塞，影响回填质量。10.5.4回填完成24h后需进行二次回填，并置换出孔内泥浆，充分保证孔壁与囊袋之间的连接密实。11运行与监测11.1运行11.1.1囊体扩张适用于软土地区的隧道变形控制，应综合分析工程地质条件、工程特点、施工条件、周边环境、控制目标以及工程造价等问题，并应编制专项施工组织方案。11.1.2囊体扩张启动原则应根据地方标准和国家现行相关标准确定变形控制值，宜达到60%控制值时启动囊体扩张进行变形控制。11.1.3正式启动前，应根据变形控制要求开展系统试验性预测试，验证系统运行的可行性及稳定性。11.1.4囊体扩张前，须根据设计及变形控制要求预先设定控制设备的压力、流量的控制阈值。11.1.5囊体扩张施工前应进行浆液配合比设计，并进行现场试验性注浆，验证浆液配合比。11.1.6囊体扩张前应对注浆阀进行压水试验，压水试验中压水量宜大于0.6m³。11.1.7应对囊体进行预注试验，明确变形控制过程中囊袋内的压力控制范围，确定扩张的结束条件，预测扩展控制变形的效果。11.1.8应先启动囊体扩张设备，接入囊体扩张过程自动控制设备，调整压力后进行囊体扩张。11.1.9当进行变形控制时，宜采用自动化实时控制系统进行注浆过程的监测和调节，确保控制的精度和稳定性。11.1.10当进行囊体扩张时，其扩张范围不应小于隧道附加应力分布范围，扩张频率应根据现场监测数据实时调整，以满足结构的承载力和变形控制要求。11.1.11注浆施工必须满足设计方案中注浆顺序和注浆量要求，注浆量与设计值偏差不应大于±5%，注浆施工的相关参数应按附录C详细记录。11.1.12囊体扩张开始时压力不宜过大，注浆过程中注浆压力不应超过1MPa。11.1.13注入浆液体积满足设计要求后需稳压30mins，无压力下降后可关闭阀门。11.1.14单个囊注浆量建议采取“少量多次，分组启动”的策略。11.1.15注浆压力超过设计允许最大压力时，应立即停止注浆。11.1.16当注浆压力突变时，应停止注浆，查明原因，如未达到要求，应间歇后再次尝试注浆。11.1.17应根据实时的变形监测数据，动态调整注浆压力、注浆量及注浆时间，防止对结构及周边土体或结构物造成破坏。11.1.18扩张过程中出现地面冒浆或有泄漏情况时，应立即停止。11.1.19注浆管拔出后应立即进行管路清理，后封闭管孔。11.1.20变形控制完成后，如不再进行注浆作业，应立即将注浆设备、及注浆过程控制设备中的残料清洗干净。11.1.21注浆扩张施工应做好施工组织设计，减少浆液搅拌、间歇加料、切换管路等对扩张变形控制质量的影响。11.1.22囊体扩张过程可采用智能控制，智能扩张原则应严格控制扩张压力、体积和速率，按照设计要求分阶段进行扩张，逐步达到目标体积和压力。11.2监测11.2.1囊体扩张变形控制根据不同控制对象，变形控制过程中应对控制对象进行变形监测。11.2.2变形控制标准应结合控制对象的变形控制要求，严格控制。11.2.3隧道变形监测1在囊体扩张作业当天宜保证1小时/次的隧道控制区间范围的自动化监测，以便在囊体扩张施工过程中根据监测数据实时调整施工方案。囊体扩张作业完成后应维持12小时/次的监测频率，观察施工后的变形控制效率。2如图11.2.3-1所示，在隧道控制区间范围内设置监测断面，每个监测断面内应设置4个棱镜位移监测点，2个测点应位于隧道左右腰线附近，另外2个测点建议分别设置在隧道拱顶和拱底附近，用于观测结构水平位移、竖向位移以及收敛变形。1——位移棱镜监测点；2——隧道。图11.2.3-1监测断面内监测点布置示意图3使用相关监测仪器观测结构变形，应符合《城市轨道交通工程监测技术规范》GB50911-2013的相关监测方法和技术要求。4当囊体扩张邻近其它结构，如基坑、建筑物、其它地铁线路等，宜根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009等要求，对邻近结构进行监测，防止发生事故。11.2.4桩基变形监测1囊体扩张启动前须应于桩前0.5m布置测斜管进行土体变形监测。2测斜管打设应符合《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497-2019相关技术要求。3在囊体扩张作业当天宜保证1小时一次，以便在试验过程中根据监测数据调整注浆施工方案。4囊体扩张完成后应保持一天两次的监测频率，直到连续三天监测数值稳定。5桩基变形与土体变形监测值之比应视土体的软硬程度而定，取值范围0.5:1~0.8:1。6囊体扩张前后应监测桩顶水平位移和竖向沉降。7囊体正式扩张前应进行预实验和数值模拟以确保监测数据的准确性。11.2.5路堤变形监测1囊体扩张启动前，应对路堤和路面进行外观及弯沉检测。2路面弯沉检测应按照《JTG5210－2018》与《JTG3450－2019》的要求，使用落锤式弯沉仪或贝克曼梁进行。3囊体扩张变形控制前后的弯沉检测应使用相同的检测设备，确保数据一致性。4在扩张过程中，应安装监测设备进行路面监测，建议采用自动化、实时高频的监测设备，例如自动化水平测斜仪。5囊体扩张完成后，应对变形控制和修复位置进行检验，检验结果需满足设计要求后方可进行路面铣刨及沥青修复施工。对于未达到设计要求的位置，应重新启动囊体扩张，进行变形修复。11.2.6建筑变形监测1囊体扩张前应对建筑各点沉降进行监测。2监测点应布置在建筑物的关键部位，如在边缘、角部等容易发生不均匀沉降的部位，确保覆盖整个建筑物并反映各部分的沉降情况。3在注浆作业当天宜保证1小时一次的建筑全区域范围的循环监测，以便在试验过程中根据监测数据调整注浆施工方案。且注浆完成后保持一天两次的监测频率观察注浆后的控制效率情况。

附录A注浆浆液性能要求项目浆液类型检验方法常规浆液缓凝型浆液非凝固型浆液速凝高强型浆液截锥流动度（cm）15-2515-2515-2515-25GB/T50448初凝时间（h）<15>96-<0.5GB/T1346终凝时间（h）<20>120-<1GB/T1346泌水率（%）<5<8<8<3JC/T2153-201228天抗压强度（MPa）>5>5<0.1>20GB175-1999

附录B钻孔施工记录表施工日期钻孔序号钻孔直径(cm)钻孔深度(m)囊袋深度(m)备注

附录C注浆施工及验收表孔号：年月日时间注浆参数情况说明起始终止间隔浆液类型注浆体积（L）注浆速率（L/min）注浆压力(MPa)用词说明为便于在执行本规程条款时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；2表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；4表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

引用标准名录本规程引用下列标准。其中，注日期的，仅对该日期对应的版本适用本规程；不注日期的，其最新版适用于本规程。《建筑地基基础设计规范》GB50007《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175《地铁设计规范》GB50157《城市轨道交通工程监测技术规范》GB50911《混凝土用水标准》JGJ63

囊体扩张变形控制规程条文说明

制定说明本规程制定过程中，编制组进行了系统的调查研究，总结了我国工程建设中囊体扩张变形控制的实践经验，通过现场试验、理论分析和数值模拟，取得了适用于囊体扩张变形控制的方法和参数。为规范城市地下工程建设中对临近结构物变形控制技术，达到城市地下工程施工环境效应的高效主动控制的目的编制本规程。本规程适用于控制基坑开挖、盾构掘进等工程对临近地下结构物变形影响指导，通过控制变形与补偿应力方式保护基坑开挖、盾构掘进等过程中临近隧道、桩基、路堤以及建筑物基础等。为便于广大技术和管理人员在使用本规程时能正确理解和执行条款规定，《囊体扩张变形控制规程》编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明，对条款规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项等进行了说明。本条文说明不具备与标准正文及附录同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

目次1总则 382术语 393基本规定 404勘察 414.1一般规定 414.2周边环境调查 414.3岩土工程勘察 424.4成果 425设备与材料 445.2囊体 445.5扩张浆液 446隧道变形控制 456.1一般规定 456.2水平位移控制 506.3水平收敛控制 506.4竖向位移控制 517桩基变形控制 527.1一般规定 527.2水平变形控制 577.3沉降控制 578路堤变形控制 588.1一般规定 589建筑变形控制 599.1一般规定 599.2浅基础沉降控制 619.3深基础沉降控制 6110施工与验收 6210.2检测 6210.3成孔施工 6210.4囊体下放 6211运行与监测 6311.1运行 6311.2监测 63

1总则1.0.1随着我国城市建设的快速发展，地下空间的开发迅速增加。越来越多的地下工程建设需要囊体扩张变形控制技术，为了规范地下空间开发时囊体扩张变形控制技术的勘察、设备和材料、隧道变形控制、桩基变形控制、路堤变形控制、建筑变形控制、检验与安装、运行与监测等，以一本规程做出囊体扩张变形技术的基本规定，编制了本规程。1.0.2明确了本规程的适用范围，本规程未涵盖的其他内容，应通过专门试验、分析并结合实际经验加以解决。1.0.3囊体扩张变形控制技术涉及土木工程、水利工程等多门学科及相关技术，在应用本规定时，尚应根据具体的问题以及实际工程背景，遵守其他相关规范的要求。

2术语2.0.1一般情况下，将囊体埋入土体后由实际工程需要，根据设计要求进行囊体扩张的操作。有别于传统被动控制技术，囊体扩张变形的主动控制技术可达到毫米级控制。

3基本规定3.0.1囊体在施工及使用期间必须满足控制对象周边环境及自身安全要求。囊体扩张变形过程中，应满足相应控制对象以及其他临时结构的最大允许应力、最大允许变形以及耐久性等要求。起监测作用的囊体应注意地下水、环境温度以及酸碱度等变化。3.0.2本条从工程破坏周边环境损失程度规定了控制对象周边环境风险源重要性类别，考虑到实际工程周边环境风险源对控制对象、囊体的影响以及被破坏后果的损失程度难以用统一标准界定，不能保证普遍适用。本节参考现行国家标准《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》GB50652和《城市轨道交通工程监测技术规范》GB50911的相关规定综合确定。3.0.7本条规定了囊体扩张技术监测阶段应满足的工作。监测的结果可以为实际工程安全提供参考。此外，在施工时应根据监测数据及时调整设计及施工方案，做到动态设计及施工。

4勘察4.1一般规定4.1.1目前囊体扩张变形控制工程的勘察大多是与控制对象的勘察一并完成的。但是由于部分勘察人员对囊体扩张变形控制工程的特点和要求不了解或勘察任务委托书未涉及相关方面内容，使得提供的勘察成果不一定能满足囊体扩张变形控制设计要求，如浅层土层划分和取样缺失、周边环境未调查了解等。此时需进行囊体扩张变形控制工程专项勘察。4.1.2不良地质作用是地下工程建设中常见的地质现象，不仅对控制对象产生影响，还会对其他各方面产生重大影响。同时不良地质作用随时空的变化而变化，伴随在地下工程全生命周期过程中，因此，对不良地质作用的专项勘察工作不仅应满足控制对象安全要求，还应满足该工程建设和运营其他方面要求。4.1.3囊体扩张变形控制专项工程勘察工作量部署与场地及周边已有资料的丰富程度、场地地质条件的复杂程度、场地的大小和囊体扩张变形设计要求相关。4.1.4收集场地及周边区域的建（构）筑物分布情况、设计施工情况、地质条件、有关囊体扩张设计参数是囊体扩张变形控制专项工程勘察的重要参考依据。囊体扩张变形控制工程大多处于城市建筑密集区域或土体变形敏感区，因此强调了搜集场地及周边情况和囊体扩张设计的重要性。4.1.5本条对囊体扩张变形控制专项工程勘察工作的内容做出一般规定。由于室内试验和实际结果有一定差异，因此囊体扩张变形控制专项工程勘察需通过现场相关试验测定物理力学参数以及地质参数。特殊性岩土地区开展勘察工作，除工程地质勘察外，需要按照有关技术标准查清场地地质条件。4.1.6勘察钻孔不回填，可能在有深层承压水时，在不透水层中形成通道，引起突涌的同时，造成囊体扩张变形控制工程失效的危害。回填钻孔主要是防止其对囊体扩张变形控制工程施工造成不良影响，确保控制对象安全。为保证回填质量的可靠性，采用水泥浆或水泥加膨润土浆液材料等注浆回填，有利于控制回填过程和回填质量。回填过程中，施工单位要填写回填记录、检查验收记录，遇到工程问题需处理时便于追溯。4.2周边环境调查4.2.1~4.2.6周边环境情况对囊体扩张工程非常重要，在建（构）筑物密集、管线众多的区域尤其突出。由于对周围建（构）筑物及设施情况不了解就盲目施工，造成的损失的实例很多，且有些后果十分严重。因此囊体扩张变形工程设计前应结合其环境设施重要性进行必要的环境调查工作，从而为设计和施工采取针对性保护措施提供相关的资料。对囊体扩张变形工程的设计和施工而言环境调查工作非常重要。环境调查工作可能涉及到许多部门和单位的配合，需要投入一定的人力和财力。一般情况下应调查工程2倍开挖深度范围的环境设施状况，但当有重要的建（构）筑物或设施如历史建筑、有精密仪器与设备的厂房、其他采用天然地基或短桩基础的重要建筑物、轨道交通设施、隧道、防汛墙、共同沟、自来水管、煤气总管等位于2～4倍开挖深度范围内，为了能全面掌握囊体扩张可能对周围环境产生的影响，也应对这些环境情况做调查。对于建筑物可通过调研、现场查看、资料收集、检测等多种手段全面掌握建筑物的现状。对于优秀历史建筑，一般建造年代较远，保护要求较高，原设计图纸等资料也可能不全，有时需要通过专门的房屋质量检测，对结构的安全性做出综合评价，从而为其保护提供依据。对于隧道、共同沟、防汛墙等构筑物除了要查明其状况外，尚应与相关的主管部门沟通，掌握其保护要求。管线调查十分复杂、困难，宜由管线管理单位提供基础资料（图纸）再进行调查工作，对于采用非开挖技术埋设的管线以及资料不全的老管线，应进行必要的地下管线探测工作。4.3岩土工程勘察4.3.1~4.3.2囊体扩张变形控制工程勘察的范围、勘探孔的间距和深度应满足控制对象设计的需要。当环境保护要求高且周边相邻勘探孔揭露的地层变化较大并影响到囊体扩张变形设计或施工方案选择时，可考虑适当扩大勘察范围，在开挖边界外，勘察手段以调查、搜集已有资料为主。在很多勘察工程中，由于受场地条件限制勘察期间无法完成探查工作，因而需要施工单位的配合，通过施工勘察或施工验槽使得探查工作能顺利开展，给设计和施工提供必需的资料。4.3.3~4.3.4抗剪强度指标是挡土结构侧压力计算的主要参数，不同的试验方法得出的结果对囊体扩张变形控制设计的影响很大，剪切试验的受力条件应模拟工程的实际情况，与地下工程的设计要求一致。4.3.5严寒地区以及冬季施工的工程受土的冻胀影响评价需要土的相关参数，特殊性土也需提供相关设计参数。4.4成果4.4.1囊体扩张变形控制工程勘察成果文件是设计和施工的依据。本条内容只是对勘察成果文件提出了一些基本要求，编制时应针对具体的工程特点、工程地质条件以及工程经验，因地制宜，突出重点地进行评价分析。当有的工程受场地条件的限制，勘察时不能一次性勘察清楚，在勘察报告中应有进行施工勘察或配合施工验槽措施的说明。4.4.2本条规定是勘察成果文件宜包含的基本内容，对于实际工程应根据工程特点以及现场情况实时变化。提供参数时应考虑取样等试验方法、测试结果的离散性程度、类似工程经验及计算模型的匹配等诸多因素。

5设备与材料5.2囊体5.2.2囊体的形状指的是囊体完全膨胀后形成的外轮廓，不同的形状代表不同变形控制位置的变形控制量，多段式是指由两个以上的囊体组合而成，囊体直径与个数相互配合。5.2.5多层囊体材料是指由不同的功能层组合而成，第一实现防漏，良好的密闭性；第二实现抗拉高强度，确保膨胀过程中囊体形态与设计保持一致；第三实现表面耐磨、强度大，地质条件比较复杂，囊体扩张过程中会面临各种碎石等硬质接触介质。5.5扩张浆液5.5.4所选用的外加剂应满足无毒害产品，保障施工人员安全。外掺剂掺量应提前通过室内试验确实其最佳掺量，以满足不同性能扩张浆液要求。5.5.5扩张浆液根据囊体扩张用途可分为：常规浆液、缓凝型浆液、速凝型浆液、非凝固型浆液、高强浆液。其中常规浆液可用于桩基、隧道、道路等结构物一次性囊体扩张主动控制变形。缓凝型浆液要求初凝时间大于96小时，可用于短期内囊体扩张多次控制变形。非凝固型浆液可用于长期囊体扩张实时控制变形，并在最后一次注入水泥浆实现囊体内浆液的固化。速凝型浆液和高强型浆液可用于施工天窗短，强度要求高的变形控制工程中，如铁路路基变形控制。扩张浆液应在注浆施工前6小时以内制备，对于制备时间超过6小时的常规浆液、缓凝型浆液、速凝型浆液、高强浆液应作废处理。5.5.6根据囊体扩张用途所选用的注浆材料配合比应通过室内试验进一步确定。缓凝型浆液和非凝固型浆液应严格控制浆液泌水率。速凝型浆液应保证凝结时间大于注浆工作时间（15~30分钟）。非凝固型浆液在最后一次注入水泥浆实现囊体内浆液的固化，水泥浆液水灰比应小于0.6，实现固化囊体中非凝固型浆液材料。

6隧道变形控制6.1一般规定6.1.1囊体扩张技术适用于软土地区的隧道变形控制，隧道截面处于填土、粉质黏土、淤泥质土、粉土、粉质砂土等地层。在这种情况下囊体能充分扩张，起到保护的作用。为方便理解，本规程结合已有工程实际，举例说明囊体扩张在隧道变形控制的应用。工程概况：天津市妇产中心医院项目紧邻天津地铁3号线盾构隧道，项目基坑开挖面积约9644m2，周长约385m，基坑开挖深度为12.50m，局部最深处为14.95m，挖土方量约110000m3。为减少基坑开挖对地铁结构及周边建筑造成的影响，基坑总体采用地连墙+两道混凝土支撑（支撑形式采用圆环支撑+对撑），靠近隧道侧的地下连续墙厚1.0m，长25.0m，其余侧地下连续墙厚0.8m，长24.0m。基坑水平支撑采用钢筋混凝土支撑形式，部分区域设置钢筋混凝土支撑板。此外，在靠近地铁侧的地连墙外侧，还设置有0.8m厚CSM水泥土止水帷幕，详见图6.1.1-1与图6.1.1-2。图6.1.1-1基坑与地铁平面图图6.1.1-2基坑与地铁剖面图基坑南侧邻近天津地铁3号线区间隧道，基坑围护结构外缘距隧道区间结构外缘约为9.9m。在基坑施工期间，为保证地铁运营安全，采用高全站仪自动监测地铁结构的位移，并于左线隧道布置18个监测断面。此外，每个断面拱腰处也布置2个测点，具体详见图6.1.1-2。囊体扩张实时主动控制的必要性：该项目基坑紧邻地铁3号线左线隧道，项目分区开挖方案见图6.1.1-3。根据该段隧道的健康状态，地铁管理部门提出了较为严格的地铁保护要求，即盾构隧道水平变形控制值为6mm，报警值为4mm。为保证地铁运营安全和基坑施工的连续性，该项目原计划采取多种被动控制措施，包括：（1）设置CSM水泥土止水帷幕，以提高基坑地连墙刚度；（2）设置水平支撑板，以提高支撑刚度；（3）设置反压土并分区开挖以及分区施工底板。为了进一步比较和研究不同被动控制措施的保护效果，根据实际情况选取了6种典型保护方法进行模拟分析。由于CSM水泥土止水帷幕在基坑地连墙施工前已施工完成，因此所有保护方法中均含有此种被动保护措施。图6.1.1-3分区开挖方案上述所提及的6种典型保护方法详见表6.1.1-1。其中：工况1用于评估开挖对相邻地铁隧道的影响，无任何保护措施。工况2用于研究增加支撑刚度对地铁隧道的保护作用，支撑断面增大100%，区域4、区域1以及区域2南部的支撑刚度被加强（见图6.1.1-1）。工况3分析了提高地下连续墙刚度的保护效果，在数值模拟时，其厚度增加到原设计后的1.5倍。工况4评估了分区开挖、底板分区施工的保护效果，区域1、2、3先开挖并施工底板，其次开挖区域4。工况5是对所有被动控制方法综合保护效果的评估。工况6分析了项目实际采用的囊体扩张变形主动控制技术对隧道变形的控制效果。表6.1.1-1数值模拟工况表工况CSM提高支撑刚度提高连续墙刚度分区开挖主动注浆控制123456图6.1.1-4为不同保护方法下邻近基坑开挖区域的左线隧道水平位移情况。结果表明，工况2、4、5均可以在一定程度上减少因基坑开挖和支撑拆除所引起的隧道水平位移，其中工况6（即囊体扩张变形主动控制注浆技术）效果最为显著，与没有任何保护措施的工况1相比，采用囊体扩张主动控制技术，开挖和结构底板施工完成后隧道的水平位移分别从工况1的7.8mm、9.9mm降至4.4mm、5.6mm。工况2、4和5的保护效果基本一致，说明这三种典型被动控制措施并不能将隧道水平位移控制在限制范围之内。工况1和3的保护效果基本趋于一致，其亦无法将隧道水平位移控制在限制范围内。值得注意的是工况3（即增加地下连续墙刚度）不能减少隧道水平位移，而是略微增加水平位移，这可能是由于刚度的增加，地下连续墙的整体变形趋于均匀，从而导致隧道某些部分变形增加。图6.1.1-4不同工况下左线隧道水平位移：（a）开挖完成；（b）地下结构施工完成图6.1.1-5为不同工况下隧道的水平收敛情况。若不采取防护措施，隧道最终最大收敛量可达到5.5mm。显然，囊体扩张变形主动控制技术可以最有效地控制水平收敛，并成功地将最大水平收敛量限制在3.4mm。其他情况也可以在一定程度上防止隧道过度收敛，但程度较小。图6.1.1-5不同工况下左线隧道水平收敛：（a）开挖完成；（b）地下结构施工完成鉴于既有被动控制措施存在的诸多问题，尤其不能有效将基坑开挖卸荷条件下地铁隧道结构变形控制在报警值之内，采用囊体扩张实时主动控制技术的应用十分必要，其不仅可以主动控制邻近隧道的变形，还可以取消分区开挖的复杂工序，加快出土速度，保障施工连续进行，降低基坑过程造价和缩短工期。囊体扩张主动控制实施方案：实际实施时，在基坑第二步土开挖结束后，进行囊体的预埋设施工，预埋囊体的孔位布置如图6.1.1-1所示。在隧道与基坑之间距离隧道净距3.6m处布置一排囊体，包含53个主控囊体和30个副控囊体，主控囊体孔间距2m，部分主控孔之间间隔1m处穿插布置一个副控囊体孔。主控囊体起到主要控制作用，考虑到控制效率和变形恢复的问题，设置副控囊体起到预备控制作用。此外，随着开挖施工的进行，左线隧道有上浮变形的趋势，为抑制水平注浆引起的隧道进一步上浮，将囊体中心深度提高2m，即囊体埋深为-6.7m~-14.7m，囊体的平均扩张直径约为50cm，详见基坑与地铁剖面图6.1.1-2。为了实时有效地主动控制隧道结构的变形，基坑开挖过程中当左线隧道的最大水平位移达到3mm时，立即启动囊体扩张；支撑拆除期间当变形达到5mm时，启动囊体扩张。最终，在基坑开挖过程中共启动两次囊体扩张，在拆撑阶段也启动了两次囊体扩张。隧道水平变形分析：左线隧道的最大水平位移随基坑施工进度的变化情况如图6.1.1-6所示，图6.1.1-7则展示了四次囊体扩张前后左线隧道沿纵向的水平位移曲线。需要特别强调的是，由于单批次的囊体扩张是逐孔启动且持续时间较长，期间超静孔隙水压力不断消散，故持续保持观测并以所有孔位施工结束24h后达到稳定的数据作为囊体扩张主动控制后的隧道水平位移。如果仅采用原设计方案中的被动控制措施，随着基坑施工的进行，左线隧道最大水平位移最终将达到9.4mm，远超隧道的水平位移控制值，从而影响邻近地铁的安全运营。根据现场实测数据结果，当采用了囊体扩张实时主动控制措施，隧道的水平位移得到了实时有效的控制，全过程均未出现变形超标的情况。第一次囊体扩张主动控制后，控制区域内的隧道最大水平位移由3.1mm减小至2.0mm，部分断面的最大控制量达到1.2mm；第二次囊体扩张主动控制后，控制区域的隧道最大水平位移由3.0mm减小至2.2mm，部分断面的最大控制量达到1.6mm。基坑开挖施工结束，左线隧道最大水平位移为3.41mm。拆撑过程中，左线隧道的水平位移继续增大，经过第三次及第四次的囊体扩张主动控制后，隧道最大水平位移由4.3mm减小至3.2mm。此外，由于第三次囊体扩张采用“小方量、多孔位、小间距”原则，左线隧道的水平位移控制地更加均匀。最终，当地下室结构施工完毕，左线隧道的最大水平位移稳定在4.9mm，有效地限制在控制值以内。因此，囊体扩张实时主动控制能够十分有效地将隧道水平位移实时地控制在毫米级标准内，保证邻近地铁的运营安全。图6.1.1-6左线隧道最大水平位移随施工进度的变化情况图6.1.1-7不同施工阶段左线隧道水平位移6.1.2~6.1.4囊体扩张技术用来进行隧道变形控制，在钻孔或者扩张过程中不能破坏隧道结构。6.1.5当隧道变形达到60%控制值，启动囊体扩张进行变形控制，一方面是可以通过囊体扩张进行动态实时控制，另一方面可以防止控制时机过晚而导致变形超标。6.2水平位移控制6.2.1~6.2.3在确定好囊体的长度后，要建立数值模型进行计算，然后确定注浆量和方案。先根据经验确定好相对控制距离，再试算注浆量。最后根据经验公式进行验核。6.2.4我国地铁隧道的管片外径一般在6~10m之间，囊体的长度宜不小于隧道的外径，按照实践的情况进行设计。6.2.5~6.2.7主要规定了囊体的埋深、控制距离和孔间距。囊体的布置要考虑隧道的结构特点，防止囊体扩张使隧道产生不均匀变形或结构破坏。6.2.8当需要实现较大的变形控制效果，一般囊袋直径不能满足要求，可以使用双排囊体扩张，两排囊体间距不宜过大。先施工远排囊体，再施工近排囊体，可以实现最佳控制效果。6.3水平收敛控制6.3.1我国地铁隧道的管片外径一般在6~10m之间，囊体的长度宜不小于隧道的外径，按照实践的情况进行设计。6.3.2在确定好囊体的长度后，要建立数值模型进行计算，然后确定注浆量和方案。先根据经验确定好相对控制距离，再确定注浆量。6.3.3~6.3.6主要规定了囊体的埋深、控制距离和孔间距。囊体的布置要考虑对称性和一致性，防止囊体扩张使隧道产生不均匀变形或结构破坏。6.4竖向位移控制6.4.1我国地铁隧道的管片外径一般在6~10m之间，囊体的长度宜不小于隧道的外径，按照实践的情况进行设计。6.4.2在确定好囊体的长度后，要建立数值模型进行计算，然后确定注浆量和方案。先根据经验确定好相对控制距离，再确定注浆量。6.4.3通过在隧道下部埋设囊体，挤压隧道下部土体从而达到抬升隧道的作用。对于沉降较为严重的隧道，倾斜设置囊体可以更有效地控制竖向位移。然而，倾斜钻孔施工对场地空间要求较高，在地面可能需要足够大的空间，同时为防止塌孔，倾斜角度不宜过大，宜根据地面情况和隧道埋深确定。6.4.4~6.4.6主要规定了囊体的埋深、控制距离和孔间距。囊体的布置要考虑对称性和一致性，防止囊体扩张使隧道产生不均匀变形或结构破坏。6.4.7若同时控制隧道水平与竖向位移，两种囊体控制策略应同时采用。同时，为起到更有效的抬升作用，竖向位移控制囊体宜距离隧道更近。

7桩基变形控制7.1一般规定7.1.1囊体扩张实时变形控制桩基变形时，应采用非凝固型浆液，并在最后一次启动囊体扩张时注入水泥浆实现囊体内浆液的固化，水泥浆液水灰比应小于0.6，实现固化囊体中非凝固型浆液材料。囊体扩张变形实时控制桩基变形时，应动态实时监测桩基变形情况，并根据桩基变形确定相应的注浆量，不可过度控制，造成桩基附加不利影响。为方便理解，本规程结合己有工程实际，举例说明采用囊体扩张控制由基坑开挖导致的桩基变形的应用。天津某地铁车站基坑主体结构总长343.0m，基坑标准段宽约22.7m，基坑深度23.5～25.2m。现场试验布置如图7.1.1-1。桩位于距离地连墙10m处，桩径为0.6m，桩长为15m，3根桩间距为4m。在桩与地连墙之间设置3个囊体扩张孔，分别用于变形实时动态囊体扩张和普通囊体扩张控制桩基变形。变形实时囊体扩张控制方法是指基坑开挖过程中动态监测坑外土体与桩基变形，利用囊体扩张实时注浆膨胀来补偿基坑开挖引起的基坑外土体的应力损失，通过控制基坑与桩基之间土体的应力，从而达到控制基坑施工对桩基变形影响的实时控制。本试验中，囊体串由3个4m长和1个3m长囊体单元连接而成，囊体串中每个囊体可独立控制扩张量，每个囊体单元完全扩张后直径为50cm。对P3桩，采用普通囊体扩张控制方法，即基坑开挖完成后，桩基已发生较大变形，然后通过一次性的普通囊体扩张来纠正桩基水平变形，此时囊体串注浆采用自下而上依次完成囊体扩张。，对P1、P2桩，则是在基坑施工过程中，根据桩基实测变形，实时动态控制囊体串扩张顺序和扩张量，对桩基在基坑开挖过程中变形情况动态进行动态控制，使桩的侧向位移始终控制在较小的范围内，而不是在发生过大变形后再通过一次性主动控制来一次性纠正。(a)平面图(b)剖面图图7.1.1-1囊体扩张变形实时控制试验第二层开挖引起桩基变形与控制：如图7.1.1-2（a）所示，第二层基坑开挖导致10m处桩基（P1、P2和P3）在-7m深度产生了最大水平位移，约为2.5mm。桩身呈鼓肚型变形，这与10m处土体变形模式相似。针对桩基已有变形，对P2桩开展囊体扩张适时控制，注浆量为0.04～0.05m3/m。如图7.1.1-2（b）所示，囊体扩张引起距离2m处桩基最大水平位移为1.8mm，孔压消散固结后水平位移减小至1.1mm，囊体扩张控制效率为61.1%。囊体扩张后，P2桩变形明显小于未进行囊体扩张控制的P1和P3桩，故囊体扩张对已变形桩基有良好的纠偏效果。此外，由于囊体扩张补偿了部分由于基坑开挖导致的桩前土体应力损失，还可减小第三层土体开挖对桩基的影响。(a)开挖对桩基影响(b)P2纠偏变形增量(c)纠偏后桩基变形图7.1.1-2第二层开挖导致桩基变形与控制第三层开挖引起桩基变形与控制：如图7.1.1-3（a）所示，P2桩在第三层开挖阶段的水平位移增量小于P1和P3桩，P3桩最大水平变形为5.5mm，而P2桩为3.8mm。这表明第二层开挖后P2桩的囊体扩张减小了第三层开挖对桩基的影响，即囊体扩张补偿了P2桩前的土体应力损失。第三层开挖完，由于开挖深度增大，桩身变形形态逐渐从鼓肚型变为悬臂挠曲型。针对桩基已有较大变形，对P1和P2桩开展了第三层开挖后囊体扩张控制桩基变形，注浆量约为0.03～0.04m3/m。如图7.1.1-3（b）所示，囊体扩张引起P1桩最大水平位移为1.3mm，固结后水平位移减小至0.9mm，囊体扩张控制效率为69.2%。囊体扩张引起P2桩最大水平位移为1.7mm，固结后水平位移减小至1.1mm，囊体扩张控制效率为64.7%。从图7.1.1-3（c）可看出，经过两次囊体扩张纠偏控制后，P2桩累计水平变形明显小于P3桩，桩基变形得到有效控制。经过一次变形控制的P2桩的水平变形也显著小于P3桩。(a)开挖对桩基影响(b)P1纠偏变形增量(c)P2纠偏变形增量(d)纠偏后桩基变形图7.1.1-3第三层开挖导致桩基变形与控制第四层开挖引起桩基变形与控制：如图7.1.1-4（a）所示，此时开挖深度为-20.7m，远大于桩长（15m），故桩基变形已由最初鼓肚型变形完全变为了踢脚型变形，最大变形位于桩底，P3桩最大为10.1mm。对P1桩再次开展囊体扩张变形控制，注浆量为0.06～0.07m3/m。如图7.1.1-4（b）所示，囊体扩张引起P1桩最大水平位移为2.6mm，固结后水平位移减小至1.7mm，囊体扩张控制效率为65.3%。经过两轮的囊体扩张实时变形控制，P1和P2桩基累计水平位移明显小于未进行变形控制的P3桩。(a)开挖对桩基影响(b)P1纠偏变形增量(c)纠偏后桩基变形图7.1.1-4第四层开挖导致桩基变形与控制第五层开挖引起桩基变形与控制：五层基坑开挖完成后，P3桩的最大水平位移为13.2mm，而经过两次囊体扩张变形控制的P1和P2桩最大水平位移为9.8mm，变形显著减小，如图7.1.1-5（a）所示。对P1和P2桩开展第三次变形实时囊体扩张纠偏，注浆量约为0.08～0.1m3/m。囊体扩张引起P1桩基最大水平位移为3.6mm，固结后水平位移减小至2.2mm，囊体扩张控制效率为59.7%。囊体扩张引起P2桩基最大水平位移为4.3mm，固结后水平位移减小至2.7mm，囊体扩张控制效率为62.9%。此外，还对对P3桩开展基坑开挖完成后的普通囊体扩张，即桩基变形后一次性囊体扩张控制变形，注浆量为0.14m3/m。如图7.1.1-5（d）所示，普通囊体扩张引起P3桩最大水平位移为5.8mm，固结后位移为3.5mm，控制效率为60.9%。最终三根桩的变形对比见图图7.1.1-5（e）。图7.1.1-6为基坑施工全过程中，三根桩的变形实时囊体扩张控制和普通囊体扩张控制效果对比图。普通囊体扩张（一次性完全注浆扩张）虽然一次性注浆量较大，所产生的桩基变形控制量也较大，但是从基坑开挖全过程来看，桩基已经发生了较大的变形，当变形要求严格时，可能已经超过要