小编语：法国的大巴黎快线工程作为2024巴黎奥运会的配套工程，为奥运会的成功举办做出了重要贡献。其中，大巴黎快线工程的14号线延长段和相关车站更是成功赶在奥运会开幕前的一个月完工，为奥运期间的交通运输提供了关键支持。为确保这项关键工程的顺利进行，法国的施工团队专门建立了一些试验竖井，用于各种工艺工法的验证。本期就让我们一起了解一下，大巴黎快线工程为验证旋喷注浆与人工冻结两种加固工法优劣而进行的施工试验吧！
试验概况
作为法国的关键工程，大巴黎快线建设了共计5个试验竖井，用于各种工艺工法的验证，其中的Aulnay-sous-Bois试验井专门用于对比验证两种在巴黎应用较为成熟的加固工法——高压旋喷与人工冻结。项目团队希望通过实地试验，了解这两种工法在巴黎地区的Beauchamp砂层中的结构支护效果与密封防水性能。
绿圈为Aulnay-sous-Bois试验竖井位置
Beauchamp砂层是法国平原常见的地层，厚度在10~15m之间，是一种细腻的粘质砂土，含少量碳酸盐。该地层复杂多变，有时呈砂质，有时则为粘土至淤泥质，不同的勘探样品差异极大。由于该地层的不确定性，在Beauchamp砂层中建造联络隧道时存在不小的涌水与坍塌的风险，所以施工中的加固措施便显得尤为重要。为确定旋喷注浆与人工冻结两种工法在巴黎的地质环境中孰优孰劣，施工团队决定在试验竖井中进行实地测试。
试验井介绍
试验竖井由厚约80cm、内径约7m、深约25m的地下连续墙结构组成。在深度21m处，Beauchamp砂层中分别开挖了两条直径3m、长约5m的通道，其中一条采用高压旋喷，另一条则采用人工冻结。
左侧通道使用高压旋喷
右侧通道使用冻结法
人工冻结采用氮气-盐水混合冻结法，14个间隔1m的冻结管在-10℃下组成厚1.5m的冻结环，通过监测表面和冻结环中心的温度进行监测。
高压旋喷则采用了44根双旋喷桩，直径1.5m，深21m，同时安设了一根观测桩，用于监测注浆质量、提取注浆样本并实时调整偏差。
施工团队还根据实验室和试验竖井的现场测量数据建立了有限元模型，以研究Beauchamp砂层环境中热参数和力学参数。团队采用Plaxis 2D Thermal软件并通过有限元法建立了热模型；在建立力学模型时，则将Beauchamp砂层的特殊性质纳入计算。最终，通过模型进行的回溯分析计算得出的地面变形与检测得出的地层变形数值与监测测量结果几乎一致。
试验结果
经过实际测试后，项目团队对旋喷注浆与人工冻结两种工法的优劣进行了归纳和分析：■ 人工冻结试验证明，人工冻结是该地层中一种有效的加固方案。冻结法受深度影响较小，安全性高，且冻结法无需地面钻孔，完工后地层可以恢复原样，更符合环保要求。然而，由于需要使用氮气，并且需要排除热源干扰使得冻结法成本更高；冻结法加固的隧道开挖速度也更慢，容易影响工期。
■ 旋喷注浆高压旋喷的优势在于作业产生的噪音更小，并且无需24*7全天候作业，且加固后的隧道开挖速度相较冻结法来说更快；但高压旋喷也有一些缺点，例如在Beauchamp砂层中，也就是25至35m深度下，控制钻孔误差的难度较大，并且要使用的设备占地面积较大，在巴黎市区施工有诸多不便。
试验中开挖的通道
在经过分析后，施工团队认为，高压旋喷法比冻结法更适合项目工期和巴黎的情况；原本12条需处理的联络通道中有4条是计划使用冻结法加固的，后根据试验结果，全部改为高压旋喷法加固。最终，施工试验过程中的经验和数据进一步帮助了施工团队提升了实际施工过程中的效率和安全性。
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