CN107366282A - 一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，包括如下步骤：施工前整平场地，设置泥浆沉淀地，设置高压泵、泥浆泵搅拌机，进行机具设备的检修和调试；开始钻孔，使用钻机设备把安装在注浆管底部侧面的喷嘴置入拱脚上方预定深度，所述浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，开始下一个孔的施工，在拱脚局部高压旋喷桩和超前支护的作用下开挖上台阶，及时施作拱部的初期支护，施作边墙的初期支护；开挖仰拱，施作仰拱的初期支护。本发明提供的一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，能够有效止水并控制拱脚收敛，与地面整体注浆加固相比节省了近80％的钻孔，注浆范围减少约70％，经济效益、施工安全及施工工期都具有明显优势。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，涉及一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术。
背景技术
软弱破碎地层结构面交错，裂隙发育，抗压强度低，洞室开挖时容易发生失稳破坏，且常常伴有地下水出现，危险性大。软弱围岩隧道施工中经常采用台阶法，拱脚附近围岩变形情况严重。目前拱脚加固主要采用：1.拱脚围岩补强注浆，注浆具有充填作用，加固作用和减渗作用，但不易准确控制，浆液易沉淀浠水，注浆量大；2.增设临时仰拱，在台阶底部接钢架封闭成环，喷射混凝土，待进行下步施工时拆除，可以有效控制拱脚收敛，但工艺复杂，施工进度慢；3.增设锁脚锚管，可以改善支护结构的受力状态，改变围岩的应力场，但在工程实践时锚管长度与打入角度控制不够准确，弱化了锁脚锚管的加固作用，且不能阻止渗水；4.扩大拱脚支护技术，多个作业面可以平行作业，初期支护工序操作便捷，施工空间大，有利于机械化快速施工，对于拱部沉降显著的工程作用显著，但对于水平收敛显著的区段作用较小。为解决以上问题，本发明推出一种基于局部旋喷桩的隧道拱脚加固方法，用高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入拱脚区域土层，并与土体混合，形成连续且部分重合的旋喷桩，旋喷桩固结后能够满足隧道开挖时止水防渗，降低施工成本，控制拱脚收敛和地表沉降，并且由于旋喷施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少，并且施工机具的振动很小，噪音也较低，不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪声。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术。
其采用如下技术方案：一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，包括如下步骤：
S1:施工前整平场地，将场地的标高整平至地面线位置，接入用于高压旋喷桩施工的供水源和供电源；
S2:设置泥浆沉淀地，在四个桩位分别设置一个泥浆池、一个固定沉淀池和两个临时沉淀池；
S3:设置高压泵、泥浆泵搅拌机、制浆材料堆场、供水管路、供电线路和输浆管路，进行机具设备的检修和调试；
S4:使用全站仪和钢尺，在隧道拱脚上方准确放样出每排桩位轴线和每个桩的中心点，用白灰作醒目标记，设置注浆孔，各个所述注浆孔的注浆范围相互交叉重叠；
S5:钻头准确定位居中，钻孔位置与设计位置偏差10cm以下，钻架矫正摆平，钻杆垂直，倾斜度小于或等于1.5％，开始钻孔；
S6:使用钻机设备把安装在注浆管底部侧面的喷嘴置入拱脚上方预定深度；
S7:使用高压泥浆泵和高压发生装置，把浆液喷射出去冲击和破坏土体，注浆管旋喷和提升所述浆液，所述浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合；
S8:灌注完毕，移动机架，冲洗管路器具，开始下一个孔的施工；
S9:待高压旋喷桩全部施作完成后，在拱脚局部高压旋喷桩和超前支护的作用下开挖上台阶，及时施作拱部的初期支护；
S10:在拱脚局部高压旋喷桩下开挖下台阶，施作边墙的初期支护；
S11:开挖仰拱，施作仰拱的初期支护。
进一步地，在上述技术方案中，各个所述注浆孔的注浆范围成均匀的矩形阵列排布，各个斜相邻所述注浆孔的注浆范围相切。
进一步地，在上述技术方案中，所述隧道由下至上依次包括仰拱、下台阶和上台阶，所述隧道边缘设置初期支护，所述初期支护顶部设置超前支护。
进一步地，在上述技术方案中，所述隧道两侧设置喷浆段，所述喷浆段内固定设置由各个所述注浆孔的注浆形成的所述高压旋喷桩，还包括空桩段，所述空桩段由所述喷浆段上端直至所述地面线。
进一步地，在上述技术方案中，所述空桩段与所述喷浆段之间为实桩顶面，所述喷浆段下端面为实桩底面，所述隧道的开挖上轮廓线设置于所述地面线和所述实桩顶面之间，所述隧道的开挖下轮廓线设置于所述实桩底面下方。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，在相同围岩条件下，拱脚局部高压旋喷桩配合超前支护结构的补强可对控制地表沉降起到显著作用；
(2)本发明的一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，只针对拱脚处进行高压旋喷注浆加固，能够有效止水并控制拱脚收敛，与地面整体注浆加固相比节省了近80％的钻孔；
(3)本发明的一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，注浆范围减少约70％，经济效益、施工安全及施工工期都具有明显优势。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为本发明所述的隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术结构示意图；
图2为本发明所述的隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术A-A局部剖视示意图；
图3为本发明所述的隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术B-B剖视示意图。
图中：1、仰拱，2、下台阶，3、上台阶，4、初期支护，5、超前支护，6、空桩段，7、喷浆段，8、高压旋喷桩，9、隧道，10、实桩顶面，11、实桩底面，12、地面线，13、开挖上轮廓线，14、开挖下轮廓线。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。
实施例1
如图1至图3所示，一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，包括如下步骤：
S1:施工前整平场地，将场地的标高整平至地面线位置，接入用于高压旋喷桩8施工的供水源和供电源；
S2:设置泥浆沉淀地，在四个桩位分别设置一个泥浆池、一个固定沉淀池和两个临时沉淀池；
S3:设置高压泵、泥浆泵搅拌机、制浆材料堆场、供水管路、供电线路和输浆管路，进行机具设备的检修和调试；
S4:使用全站仪和钢尺，在隧道9拱脚上方准确放样出每排桩位轴线和每个桩的中心点，用白灰作醒目标记，设置注浆孔，各个所述注浆孔的注浆范围相互交叉重叠；
S5:钻头准确定位居中，钻孔位置与设计位置偏差10cm以下，钻架矫正摆平，钻杆垂直，倾斜度小于或等于1.5％，开始钻孔；
S6:使用钻机设备把安装在注浆管底部侧面的喷嘴置入拱脚上方预定深度；
S7:使用高压泥浆泵和高压发生装置，把浆液喷射出去冲击和破坏土体，注浆管旋喷和提升所述浆液，所述浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合；
S8:灌注完毕，移动机架，冲洗管路器具，开始下一个孔的施工；
S9:待高压旋喷桩8全部施作完成后，在拱脚局部高压旋喷桩8和超前支护5的作用下开挖上台阶3，及时施作拱部的初期支护4；
S10:在拱脚局部高压旋喷桩8下开挖下台阶2，施作边墙的初期支护4；
S11:开挖仰拱1，施作仰拱1的初期支护4。
进一步地，在上述技术方案中，各个所述注浆孔的注浆范围成均匀的矩形阵列排布，各个斜相邻所述注浆孔的注浆范围相切。
进一步地，在上述技术方案中，所述隧道9由下至上依次包括仰拱1、下台阶2和上台阶3，所述隧道9边缘设置初期支护4，所述初期支护4顶部设置超前支护5。
优选的，所述超前支护5沿着所述初期支护4上端成均匀的扇形设置。
进一步地，在上述技术方案中，所述隧道9两侧设置喷浆段7，所述喷浆段7内固定设置由各个所述注浆孔的注浆形成的所述高压旋喷桩8，还包括空桩段6，所述空桩段6由所述喷浆段7上端直至所述地面线12。
进一步地，在上述技术方案中，所述空桩段6与所述喷浆段7之间为实桩顶面10，所述喷浆段7下端面为实桩底面11，所述隧道9的开挖上轮廓线13设置于所述地面线12和所述实桩顶面10之间，所述隧道9的开挖下轮廓线14设置于所述实桩底面11下方。
优选的，所述隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术在破碎软弱围岩暗挖隧道开挖前进行拱脚局部高压旋喷注浆，能够加固围岩、止水防渗、控制拱脚收敛和地表沉降。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，在相同围岩条件下，拱脚局部高压旋喷桩配合超前支护结构的补强可对控制地表沉降起到显著作用，只针对拱脚处进行高压旋喷注浆加固，能够有效止水并控制拱脚收敛，与地面整体注浆加固相比节省了近80％的钻孔，注浆范围减少约70％，经济效益、施工安全及施工工期都具有明显优势。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，其特征在于：包括如下步骤：
S1:施工前整平场地，将场地的标高整平至地面线位置，接入用于高压旋喷桩施工的供水源和供电源；
S2:设置泥浆沉淀地，在四个桩位分别设置一个泥浆池、一个固定沉淀池和两个临时沉淀池；
S3:设置高压泵、泥浆泵搅拌机、制浆材料堆场、供水管路、供电线路和输浆管路，进行机具设备的检修和调试；
S4:使用全站仪和钢尺，在隧道拱脚上方准确放样出每排桩位轴线和每个桩的中心点，用白灰作醒目标记，设置注浆孔，各个所述注浆孔的注浆范围相互交叉重叠；
S5:钻头准确定位居中，钻孔位置与设计位置偏差10cm以下，钻架矫正摆平，钻杆垂直，倾斜度小于或等于1.5％，开始钻孔；
S6:使用钻机设备把安装在注浆管底部侧面的喷嘴置入拱脚上方预定深度；
S7:使用高压泥浆泵和高压发生装置，把浆液喷射出去冲击和破坏土体，注浆管旋喷和提升所述浆液，所述浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合；
S8:灌注完毕，移动机架，冲洗管路器具，开始下一个孔的施工；
S9:待高压旋喷桩全部施作完成后，在拱脚局部高压旋喷桩和超前支护的作用下开挖上台阶，及时施作拱部的初期支护；
S10:在拱脚局部高压旋喷桩下开挖下台阶，施作边墙的初期支护；
S11:开挖仰拱，施作仰拱的初期支护。
2.根据权利要求1所述的隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，其特征在于：各个所述注浆孔的注浆范围成均匀的矩形阵列排布，各个斜相邻所述注浆孔的注浆范围相切。
3.根据权利要求1所述的隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，其特征在于：所述隧道由下至上依次包括仰拱、下台阶和上台阶，所述隧道边缘设置初期支护，所述初期支护顶部设置超前支护。
4.根据权利要求2所述的隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，其特征在于：所述隧道两侧设置喷浆段，所述喷浆段内固定设置由各个所述注浆孔的注浆形成的所述高压旋喷桩，还包括空桩段，所述空桩段由所述喷浆段上端直至所述地面线。
5.根据权利要求1所述的隧道拱脚局部高压旋喷桩加固技术，其特征在于：所述空桩段与所述喷浆段之间为实桩顶面，所述喷浆段下端面为实桩底面，所述隧道的开挖上轮廓线设置于所述地面线和所述实桩顶面之间，所述隧道的开挖下轮廓线设置于所述实桩底面下方。
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