CN108505512B - 一种城市隧道软弱土层拱顶加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市隧道软弱土层拱顶加固方法，其包括注浆孔施作、注浆管制作、止浆拖底施作、止浆塞施作以及单管双液注浆。采用本方法对浅埋城市隧道拱顶软弱土层进行加固，可有效解决套管封固法及模袋法的技术缺点，在加固隧道拱顶软弱土层的同时，能够实现对路基的加固，保证浅埋隧道安全穿越软弱松散土层。

Description

一种城市隧道软弱土层拱顶加固方法

技术领域

本发明涉及一种浅埋地下建筑物(构筑物)上覆松散岩土体的注浆加固方法，尤其适用于城市浅埋隧道软弱土层拱顶的双液浆注浆加固治理。

背景技术

当埋深较浅的隧道或地下建筑物、构筑物等穿越松散富水软弱土层时，常造成城市道路路基下沉，路面开裂等病害，影响城市行车安全，注浆是治理该类病害的有效方法之一。隧道拱顶至路面之间岩土体的承载力对道路及隧道安全具有重要作用，对指定区域进行注浆加固前，需要对其上方钻孔进行止浆处理，防止发生返浆及漏浆事故。目前，处理止浆的方法有套管封固法及模袋止浆法。在城市道路中对于厚度较小的岩土体，需要对路基部分原有空隙进行充填加固，而套管封固法的套管施作困难，且套管外侧与土体之间缝隙充填工艺较为复杂；而模袋法由于袋装延展的范围有限，耐压能力不稳定，且需要双管进行注浆。以上两种方法均无法在注浆过程中对原路基软弱岩土体的空隙进行充填及加固。因此，在城市路面进行钻孔注浆时，急需一种安全稳定的注浆加固方法。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术的不足，提供一种城市隧道软弱土层拱顶的加固方法，它可以在保证路面及工程安全的条件下对城市浅埋隧道拱顶上覆岩土体进行加固，可有效地解决城市中地层注浆加固治理难题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种城市隧道软弱土层拱顶加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)注浆孔施作：使用钻机在隧道拱顶需要注浆加固位置上方路面进行钻进，钻进至富水软弱松散土层设计加固位置处，钻孔直径为75mm-189mm；

步骤2)注浆管制作：注浆管长度略长于钻孔长度，底端设置成尖型，用于支承于孔底土层中；所述注浆管底部侧壁上设置浆液溢流孔，浆液溢流孔在高度为2m-2.5m的范围内排布；即最顶部的浆液溢流孔至最底部的浆液溢流孔的距离为2m-2.5m。

步骤3)止浆拖底施作：在浆液溢流孔上部位置，使用柔性材料(如废弃编织袋，软橡胶等)缠绕于注浆管周围，用钢丝进行绑扎牢固，作为止浆塞的止浆拖底；

步骤4)止浆塞施作：将制作好止浆拖底的注浆管置入钻孔中，在止浆拖底上方充填密实一定厚度的柔性材料，作为止浆塞的塞底部，在塞底部上方继续充填一定厚度的充填土，然后采用双液注浆进行快速充填，与下部形成整体止浆塞，双液浆充填至路面高度；

步骤5)单管双液注浆：在注浆管顶部安装注浆三通混合器，根据地层情况调节双液浆配比对加固区域进行注浆，注浆结束后，将注浆管留置地层中，依次拆除注浆设备。

在上述技术方案基础上，所述步骤1)包括：在需要加固的松散土层路面位置进行钻孔，在钻进过程中为了保证钻孔不坍塌，如地层过于松散软弱，在钻进过程中可用快凝水泥对钻孔进行护壁处理，直到钻进至设计注浆加固位置。

在上述技术方案基础上，所述步骤2)包括：

根据注浆速率及注浆量要求，注浆管选用公称内径DN32～DN50规格的钢管。

在上述技术方案基础上，所述步骤3)包括：

在浆液溢流孔上部位置，使用废弃编织袋、软橡胶等柔性材料缠绕于注浆管上，柔性材料缠绕厚度稍小于钻孔直径，用钢丝将柔性材料与注浆管进行牢固绑扎，作为止浆塞的止浆拖底。

在上述技术方案基础上，所述步骤4)包括：

步骤d1)将制作好的注浆管置入施作结束的钻孔中，在止浆拖底上方继续充填一定厚度的柔性材料作为塞底部，塞底部所用的柔性材料可与止浆拖底的材料相同，将塞底部充填密实，尽可能减小塞底部与钻孔壁之间的孔隙；

步骤d2)在塞底部上方继续施作一定厚度的充填土，对下部塞底部与钻孔壁之间的孔隙进行充填，充填土应调节至具有最佳含水量为宜；

步骤d3)在充填土上方，使用具有快速凝结效果的水泥-水玻璃双液浆进行快速充填，同时在充填过程中对表层路基中的空隙进行充填加固，与下部的塞底部、止浆拖底形成整体止浆塞，双液浆充填至路面高度，且控制注浆过程中不得抬升路面。

在上述技术方案基础上，所述步骤5)包括：

止浆塞施作结束后，在注浆管顶部依次安装注浆接头与注浆三通混合器，实现单管双液注浆，根据地层情况以及注浆加固要求，调节双液浆配比，对隧道拱顶的软弱松散土层进行注浆加固；注浆结束后，将注浆管留置地层中，依次拆除注浆设备。

与已有技术相比，本发明有益效果为：针对城市隧道软弱土层拱顶加固方法，提出一种浅埋地下建筑物(构筑物)上覆松散岩土体的注浆加固方法，其是由双管注浆工艺的基础上改进的，可代替模袋法及套管封固法，该工艺操作简单，施工速度快。

附图说明

图1本发明施作后的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，以济南玉函路隧道拱顶加固为例，一种城市隧道软弱松散土层拱顶加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)注浆孔施作

使用地质钻机在需要进行注浆加固的软弱拱顶上方路面1进行钻进，钻进深度为路面1以下约9m，针对钻进过程中路面1下4m-6m位置处出现塌孔现象，使用硫铝酸盐水泥进行护壁处理，使钻孔达到拱顶加固位置，钻孔直径为75mm。

步骤2)注浆管制作

步骤b1)注浆管2长度应略长于钻孔3长度，约为9.2m，由于该段路基至隧道拱顶部分为杂填土，土质极为软弱松散，地层空隙率大，根据注浆速率及注浆量的要求，注浆管2选用公称内径DN40规格的钢管，将需要嵌入地层的管口制作成尖形，以增加注浆管2的稳定性。

步骤b2)在距离注浆管2底部2.5m高度范围内间隔施作浆液溢流孔4，本实例溢流孔4直径为0.5cm,在竖直方向共施作5排溢流孔4。

步骤3)止浆拖底制作

步骤c1)在浆液溢流孔4上方位置0.5m范围内，使用废弃编织袋、软橡胶等柔性材料对注浆管进行缠绕捆绑，使柔性材料具有较高密实度，缠绕直径至65mm，略小于注浆孔直径。

步骤c2)用钢丝5将上述柔性材料与注浆管进行牢固绑扎，该部分作为止浆塞的止浆拖底6，止浆拖底6高度为0.5m。

步骤4)止浆塞施作

步骤d1)将制作好的注浆管2置入钻孔3内，在止浆拖底6上方继续充填0.2m厚的柔性材料作为塞底部7，该塞底部7与止浆拖底6的材料相同，均为废弃编织袋、软橡胶等，将0.2m厚的区域用该类材料充填密实，使塞底部7与钻孔壁之间的缝隙尽可能小。

步骤d2)在塞底部7上方继续施作0.2m厚的充填土8，充填土8为现场取材，该部分充填土在起到阻浆作用的同时，对下部的止浆拖底6、塞底部7与注浆壁之间的空隙进行充填，将充填土8含水率调节至7.1％(最佳含水率)，对充填土8进行夯实。

步骤d3)充填土8夯实后，在充填土8上部使用水泥-水玻璃双液浆进行快速充填，根据钻孔3深度，将水泥浆水灰比调节为0.8:1，水泥浆与水玻璃体积比为3:1，对钻孔3进行快速充填。在充填过程中，调节注浆压力对表层路基中的杂填土进行加固，且不使路基发生抬升或沉降，同时充填浆液与下部的充填土、塞底部及止浆拖底形成整体止浆塞，液浆充填高度与路面1平齐。

步骤5)单管双液注浆

钻孔3中止浆塞施作结束并凝结后，在注浆管2顶部安装外径44.8mm的注浆接头9，注浆接头9上接注浆三通混合器10，进行水泥-水玻璃单管双液注浆，现场隧道拱顶上覆土层较路基更为软弱，根据加固强度要求，将水泥-水玻璃体积调节至2:1，对软弱土地进行注浆加固，注浆结束后，将注浆管2留置地层中，拆除注浆设备。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种城市隧道软弱土层拱顶加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）注浆孔施作：使用钻机在隧道拱顶需要注浆加固位置上方路面进行钻进，钻进至富水软弱松散土层设计加固位置处，钻孔直径为75mm-189mm；

步骤2）注浆管制作：注浆管长度略长于钻孔长度，底端设置成尖型，用于支承于孔底土层中；所述注浆管底部侧壁上设置浆液溢流孔，浆液溢流孔在高度为2m-2.5m的范围内排布；

步骤3）止浆拖底施作：在浆液溢流孔上部位置，使用柔性材料缠绕于注浆管周围，用钢丝进行绑扎牢固，作为止浆塞的止浆拖底；

步骤4）止浆塞施作：将制作好止浆拖底的注浆管置入钻孔中，在止浆拖底上方充填密实一定厚度的柔性材料，作为止浆塞的塞底部，在塞底部上方继续充填一定厚度的充填土，然后采用双液注浆进行快速充填，与下部形成整体止浆塞，双液浆充填至路面高度；

所述步骤4）包括：

步骤d1）将制作好的注浆管置入施作结束的钻孔中，在止浆拖底上方继续充填一定厚度的柔性材料作为塞底部，塞底部所用的柔性材料可与止浆拖底的材料相同，将塞底部充填密实，尽可能减小塞底部与钻孔壁之间的孔隙；

步骤d2）在塞底部上方继续施作一定厚度的充填土，对下部塞底部与钻孔壁之间的孔隙进行充填，充填土应调节至具有最佳含水量为宜；

步骤d3）在充填土上方，使用具有快速凝结效果的水泥-水玻璃双液浆进行快速充填，同时在充填过程中对表层路基中的空隙进行充填加固，与下部的塞底部、止浆拖底形成整体止浆塞，双液浆充填至路面高度，且控制注浆过程中不得抬升路面；

步骤5）单管双液注浆：在注浆管顶部安装注浆三通混合器，根据地层情况调节双液浆配比对加固区域进行注浆，注浆结束后，将注浆管留置地层中，依次拆除注浆设备。

2.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于：所述步骤1）包括：在需要加固的松散土层路面位置进行钻孔，在钻进过程中为了保证钻孔不坍塌，如地层过于松散软弱，在钻进过程中可用快凝水泥对钻孔进行护壁处理，直到钻进至设计注浆加固位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤2）包括：

根据注浆速率及注浆量要求，注浆管选用公称内径DN32~ DN50规格的钢管。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤3）包括：

在浆液溢流孔上部位置，使用废弃编织袋、软橡胶缠绕于注浆管上，柔性材料缠绕厚度稍小于钻孔直径，用钢丝将柔性材料与注浆管进行牢固绑扎，作为止浆塞的止浆拖底。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤5）包括：

止浆塞施作结束后，在注浆管顶部依次安装注浆接头与注浆三通混合器，实现单管双液注浆，根据地层情况以及注浆加固要求，调节双液浆配比，对隧道拱顶的软弱松散土层进行注浆加固；注浆结束后，将注浆管留置地层中，依次拆除注浆设备。