MJS工法介绍精讲

全方位高压喷射工法(MetroJetSystem--MJS工法)全方位高压喷射工法（MJS工法）常规高压旋喷桩施工的不利影响MJS工法的特点MJS工法的适用范围MJS工法的工艺组成MJS工法应用天津市的MJS工法应用方向1、常规高压旋喷桩施工的不利影响1.1环境污染施工现场地面污染通过气升作用，废弃泥浆通过钻杆周边的间隙，从地面自然排出。土与地下水污染无法控制喷射注浆形成的较高地内压力，水泥浆沿地层缝隙向四周无规则游走，易在较大范围内造成对地下水与深部土层的污染。（譬如，地墙外侧接缝处施工旋喷桩时，坑内降水井内冒浆，表明水泥浆的水平游走距离大）常规高压旋喷桩的排泥方法1、常规高压旋喷桩施工的不利影响1.2加固效果与可靠度差加固深度有限目前，常规高压旋喷桩加固深度不超过40m。深部土层的加固效果与可靠性差（1）深部排泥困难：随施工深度加大，气升效果减弱；（2）喷射效率下降：无法消除超深处排泥困难，产生较高的地内压力，导致喷射效率下降；深部喷嘴堵塞，降低喷射效率。随施工深度增加，喷射效率下降孔壁缝隙封闭性提高地内压力增加1、常规高压旋喷桩施工的不利影响1.3相邻地面隆起量大、影响周边建筑环境地基内部的泥水压力偏高，是导致地面隆起的主要原因。地基内部的泥水压力偏高，易导致毗邻地下结构物的侧向变形。地内压力偏高的原因：排泥不畅；钻孔四周的空隙被泥浆封闭，地内压力无释放途径；无控制地内压力的专用设备。2、MJS工法的特点2.1全方位施工（垂直、水平、倾斜）垂直施工2、MJS工法的特点2.1全方位施工（垂直、水平、倾斜）水平施工2、MJS工法的特点2.1全方位施工（垂直、水平、倾斜）倾斜施工2、MJS工法的特点2.2施工对环境影响小1）废弃泥浆通过专用排泥管，输送至地面排泥箱或泥浆池内，经处理后运出场地，避免场地环境污染。2）通过调整排泥量，控制地内压力，控制喷射注浆引起的地基隆起与下沉，有效控制施工对相邻建构筑物的影响。3）通过集中排泥与控制地内压力，保证水泥浆在加固范围内扩散，避免对地下水与土体的污染。2、MJS工法的特点2.3有效加固深度大、加固效果可靠1）最大有效加固深度可达100m。上海施工案例表明，有效加固深度可达62m（约50m深度处，开挖外露桩径达2.5m，qu1.5MPa）。2）喷射条件始终处于最佳状态：前端切削装置配备了地内压力传感器、多功能多孔管（强制排泥）。3）加固体直径大、强度高。2、MJS工法的特点2.3有效加固深度大、加固效果可靠加固体性质土质无侧限抗压强度qu（MPa）粘聚力c（MPa）抗弯拉伸强度σt（MPa）弹性模量E（MPa）渗透系数k（cm/s）砂性土3.00.5（2/3）•c100qu≤1.0×10-7粘性土1.00.32、MJS工法的特点2.3有效加固深度大、加固效果可靠松散、稍密中密2、MJS工法的特点2.4加固截面形状多变加固体截面形状可任意设定，对施工条件的适应性强（任意角度的扇形截面:5O-360O）。3、MJS工法的适用范围3.1水平施工地基加固构筑物与现有轨道线路保护隧道顶部先期加固、3、MJS工法的适用范围3.2倾斜施工既有轨道线路的地基加固（避开既有管线）地下构筑物（地铁、共同沟）保护盾构进出洞加固3、MJS工法的适用范围3.3垂向施工河流、湖沼下的地基加固地下隔离墙（保护现有构筑物）4、MJS工法的工艺组成4.1前端切削搅拌装置—专用工具管水泥浆喷射口排泥口：强制排泥压力传感器前端高压水喷嘴：预钻孔切削4、MJS工法的工艺组成4.1前端切削搅拌装置—专用工具管射流形成高真空泥液从排泥口强力吸入排泥方向4、MJS工法的工艺组成4.2多孔管（与专用工具管后端连接，每节长1.5m）18259443761、排泥管，内Φ62，外Φ702、高压水泥管路3、备用管路（添加剂管路）4、倒吸水管路2个(射流真空排泥)5、主空气管路(切削搅拌)6、倒吸空气管路(超深时，辅助射流真空排泥)7、油压接头2个(控制排泥阀)8、压力传感器线路管9、削孔喷水管（预钻孔）10、多孔管连接螺栓孔101010101234567891010101044、MJS工法的工艺组成4.3MJS施工管理系统—集中管理室主要管理功能：1、喷浆管理：喷浆量与喷浆压力、喷气流量与压力；2、喷水管理：喷水量与喷水压力；3、地内压力管理：地内压力监控与控制；4、排泥管理：排泥量控制；5、施工速度管理：设定与调整钻杆下沉与提升速度4、MJS工法的工艺组成4.3MJS施工管理系统—集中管理室MJS管理系统主菜单单MJS施工管理界面水泥浆数据界面主空气数据界面地内压力数据界面倒吸空气数据界面流程图界面请选择电脑触摸屏面板4、MJS工法的工艺组成4.3.1MJS施工管理界面MJS施工管理界面单地内压力地内压力动态变化图显示当前值显示报警值电脑触摸屏面板水泥浆液喷浆流量动态变化图瞬时喷浆压力喷浆压力动态变化图倒吸空气空气流量动态变化图瞬时空气压力空气压力动态变化图主空气瞬时喷浆流量瞬时空气流量空气流量动态变化图瞬时空气压力空气压力动态变化图瞬时空气流量4、MJS工法的工艺组成4.3.2地内压力数据界面地内压力单电脑触摸屏面板地内压力施工时间地内压力实时变化曲线前翻页按钮后翻页按钮4、MJS工法的工艺组成4.3.3水泥浆数据界面水泥浆单电脑触摸屏面板喷浆压力施工时间压力实时变化曲线喷浆流量前翻页按钮后翻页按钮流量实时变化曲线4、MJS工法的工艺组成4.3.4倒吸空气数据界面倒吸空气单电脑触摸屏面板压力施工时间压力实时变化曲线流量前翻页按钮后翻页按钮流量实时变化曲线4、MJS工法的工艺组成4.3.5主空气数据界面主空气单电脑触摸屏面板压力施工时间压力实时变化曲线流量前翻页按钮后翻页按钮流量实时变化曲线4、MJS工法的工艺组成4.4MJS设计施工流程1、确定施工方式•加固目的•施工可行性（场地条件）2、确定加固范围•加固深度(加固体长度)•加固范围3、确定加固体性质•加固体直径（地质条件）•加固体搭接宽度（加固目的）•加固体截面形状（场地条件）•加固体数量（平面加固范围）1、确定施工参数•提升速度（截面形状）•水泥掺量（加固目的）•喷射压力（地质条件、截面直径等）2、确定施工机械•施工深度(加固体长度)•施工方式(水平、垂直、倾斜)•环境、作业空间(搅拌站设置)•预钻孔方法与设备(地质条件)3、确定施工计划•施工组织设计(根据设计方案)•施工计划与管理方法论证设计施工4、MJS工法的工艺组成4.5MJS设计参数(上海地区经验)提升速度：30-40min/m（全圆）、15-20min/m（半圆）搭接宽度：盾构进出洞加固：700mm地下隔离墙、止水帷幕：700mm地基加固、坑底加固：200-300mm水泥掺量：盾构进出洞加固：40%地下隔离墙、止水帷幕：40%地基加固、坑底加固：30%-35%有效桩径：Φ2400mm-Φ2600mm（根据地质条件确定）喷射压力：浆液压力约40MPa；空气压力0.5-0.7MPa地内压力：1.3-1.6（施工过程中按地质条件调整）5、MJS工法应用5.1上海轨交11号线江苏路站北端头井进出洞加固毗邻Φ2400雨水管线（玻璃钢）5、MJS工法应用5.1上海轨交11号线江苏路站北端头井进出洞加固毗邻Φ300煤气管线5、MJS工法应用5.1上海轨交11号线江苏路站北端头井进出洞加固技术参数：1）水灰比2）桩径：2400mm3）浆压力：≥38MPa4）空气压力：0.5~0.7MPa5）空气流量：1.0～2.0m3/min6）地内压力：1.3-1.6的系数（视地质情况适当进行调节和控制）7）成桩垂直度误差：≤1/1008）水泥用量：约3.3吨/米9）提升速度：40min/m10）浆液流量：85～100L/min材料名称水水泥规格自来水PC32.5级重量比115、MJS工法应用5.2上海轨交9号线二期6标徐家汇地下商场向下加层围护及加固(兴建1、9、11换乘大厅)为减小施工期间对虹桥路的地面交通和管线的影响，考虑利用地铁商城的顶板作为天然盖板对1号线徐家汇站西侧的地铁商城进行向下加层后形成1、9、11号线付费区换乘大厅。兴建换乘大厅（原地下室向下加层）运营中的1号线徐家汇站（一墙之隔）5、MJS工法应用5.2上海轨交9号线二期6标徐家汇地下商场向下加层围护及加固(兴建1、9、11换乘大厅)地铁设备用房（已建两层地下室））地铁1号线徐家汇站（运营中））已建两层地下室）5、MJS工法应用5.2上海轨交9号线二期6标徐家汇地下商场向下加层围护及加固(兴建1、9、11换乘大厅)施工条件地质条件差：加层处于淤泥质粘土内，上海典型的软土地质，施工风险高环境要求高：紧靠运营地铁1号线车站，仅一墙之隔施工空间小：地下室层间净高4.1m原无梁楼盖：顶板和底板600厚结构单薄向下增加层：暗挖净尺寸67×31m，面积2077m2，暗挖5.15m，地铁车站底板比向下加层深5.38m。MJS工法在该工程中的应用：1.先底板开孔，分节压入700*300H型钢，桩长15m@1.2m2.H型钢间采用MJS旋喷止水，桩径2600mm，桩深16m，采用全圆和半圆两种桩型。3.MJS工法可水平、垂直、斜向360度旋喷，依靠独有的排泥系统，在旋喷过程中设定地层内应力，从而减少了对1号线结构的影响。5、MJS工法应用5.2上海轨交9号线二期6标徐家汇地下商场向下加层围护及加固(兴建1、9、11换乘大厅)4.机架满足了低净空的要求，机架树立高度3.85m，适合地下加层净空4.1m的要求。平面尺寸2.02m×3.5m。5.土方开挖后确认加固直径达到2.6m，加固土体自立性好，加固体强度满足设计要求。5、MJS工法应用5.2上海轨交9号线二期6标徐家汇地下商场向下加层围护及加固(兴建1、9、11换乘大厅)6.经MJS施工阶段监测分析，完工后由MJS施工引起的地下商场结构最大抬升2.9mm，1号线上行线抬升0.64mm，下行线沉降0.36mm。7.MJS施工方量9800立方米左右，外排泥浆110000立方左右，每小时排浆量约18方。通过配套压滤机的处理将泥浆分离为水和土渣，将土渣装车外运，保证了商业区的环境卫生。5、MJS工法应用5.2上海轨交9号线二期6标徐家汇地下商场向下加层围护及加固(兴建1、9、11换乘大厅)5、MJS工法应用5.2上海轨交9号线二期6标徐家汇地下商场向下加层围护及加固(兴建1、9、11换乘大厅)搭接宽度200桩径Φ2600mm5、MJS工法应用5.2上海轨交9号线二期6标徐家汇地下商场向下加层围护及加固(兴建1、9、11换乘大厅)桩径Φ2600mm，搭接宽度300mm桩径Φ2600mm搭接宽度250mm5、MJS工法应用5.2上海轨交9号线二期6标徐家汇地下商场向下加层围护及加固(兴建1、9、11换乘大厅)小角度摆喷补强止水帷幕5、MJS工法应用（日本）5.3应用调查（日本）6、天津市的MJS工法应用方向6.1地基加固方法比较加固方法应用范围有效加固深度施工条件施工质量环境变形冻结法浅层加固、止水帷幕可控融沉严重三轴搅拌桩深层加固、止水帷幕≤30~48m设备占用空间大易产生搅拌不均匀轻微常规高压旋喷桩浅深层加固、止水帷幕≤40m设备占用空间小砂性土中质量无保证严重MJS工法浅深层加固、隔离墙、补强止水帷幕等≤100m（国内已达55m）设备占用空间小(2.6x2.5x4.0)m—含钻杆高度施工参数均严格控制，质量可靠。3mm6、天津市的MJS工法应用方向6.2MJS工法应用方向施工方式主体工程类别盾构工程基坑工程建(构)筑物保护其他垂直施工进出洞加固地连墙接缝止水；止水帷幕补强；坑底加固地下隔离墙；地基加固水下施工水平施工进出洞加固；隧道顶部先期加固地基加固既有路基加固；大型顶管周边加固倾斜施工进出洞加固；既有隧道底部加固；大型顶管周边加固地基加固6、天津市的MJS工法应用方向6.3MJS工法的应用特性适用于粘性土、砂性土等软土层中的地基加固；变形条件苛刻的复杂施工环境中的各类软基加固；空间狭小的复杂施