CN108678781A - 一种临近河道盾构始发端头地层加固方法 - Google Patents
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Abstract
一种临近河道盾构始发端头地层加固方法,包括以下步骤：S1、注浆加固；所述的注浆加固包括咬合桩加固、袖阀管注浆加固、大管棚加固，S2、辅助降水；本发明可用于水位较高、非黄土地质、硬土、透水性较弱的地质层、没有加固条件、地层埋深大、地下水压水流大等地区，地层加固效果明显。
Description
技术领域
本发明属于盾构工程施工技术领域，具体涉及城市地铁盾构隧道始发端头近河道时地层加固方法。
背景技术
在城市地铁盾构施工中，盾构机始发前必须进行端头地层加固，以确保盾构进洞安全。根据地质情况的不同，目前常用的加固方法有素混凝土桩法、地表注浆法、旋喷法、冷冻法等。素桩法一般用于水位不高、黄土地质，成本较低。地表注浆法多用于软土地质，或透水性较强的地层、杂土地层，一般施工成本较高，效果不一定很理想。旋喷多用于软土地质，施工成本高。冷冻发多用于地表没有加固条件、地层埋深大、地下水压水流大等情况，施工成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克上述方法的不足,提供一种施工成本低、速度快、地层加固效果好的临近河道盾构始发端头地层加固方法。
解决上述技术问题采用的技术方案是：包括以下步骤：
S1、注浆加固；
(1)咬合桩加固：咬合桩加固范围为纵向9m，伸入结构底部以下2m，两侧2m的洞身范围；
(2)袖阀管注浆加固：袖阀管注浆加固范围为隧道两侧外轮廓线外2m，隧道轴线方向始发端9m接收端10m，隧道洞身上3m、下2m；
(3)大管棚加固：盾构洞门加固段采用直径为108mm大管棚+管棚内注浆方式加固，同时辅以地面注浆和邻近洞门的8环管片二次注浆，利用车站端头井作管棚工作室。
S2、辅助降水，在加固端头设置3口降水井，分部于掘进前方的左侧、中部、右侧纵向位于车站端头附近；
本发明的咬合桩加固包括：咬合桩采用素混凝土桩，桩径800mm，间距600mm，混凝土标号C25，采用超缓凝混凝土，咬合桩顶设置导墙，导墙宽度1m，厚度0.4m，垂直度允许偏差0.3％。
本发明的袖阀管注浆加固包括：地面注浆孔的间距为纵向1.50m×横向1.25m，梅花型布置；注浆孔扩散半径1.0m；注浆孔开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm；孔口管采用直径76mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管；所述的钻孔和注浆顺序为先外围、后内部，从外围进行围、堵、截，内部进行填、压，同一排间隔施工，注浆形式采用后退式注浆，岩层破碎容易造成坍孔时，采用前进式注浆；注浆参数为水泥浆水灰比0.8：1～1：1，注浆压力采用0.2～0.4MPa。
本发明的大管棚加固包括：管棚孔口位置在后浇环梁轮廓线外250mm位置布置，管棚环向中心间距400mm，外插角α为1°～2°，管棚个数为19根，范围为拱顶120°；所述的管棚采用108mm，壁厚6mm的无缝钢管，分节安装，管棚分节为5m×3＝15m，两节之间用丝扣连接，丝扣螺纹段长大于150mm，相邻两根管棚的接头要错接，其错接长度不小于1.0m，管棚上钻注浆孔，孔径10mm，孔间距200mm，呈梅花型布置，管棚尾部即孔口段2.0m不钻花孔作为止浆段；注浆浆液采用水泥浆，注浆参数为水泥浆水灰比0.8:1～1:1，注浆压力：采用0.2～0.4MPa；管棚导向管在盾构井端墙施工时预埋，管棚导向管长度等于侧墙厚度减去50mm，管棚导向管在后浇环梁轮廓线外250mm处布置，环向间距400mm，外插角α为1°～2°；管棚钢管内注浆，注浆顺序先下后上，全孔可采用后退式分段注浆方式。
本发明的步骤S2包括：降水过程中严格按照规范要求控制抽水含沙率，将距离洞门10m范围内的地下水位至少降至洞门环梁底部以下0.5m。
本发明相比于现有技术具有以下优点：
1、可用于水位较高、非黄土地质的地区，施工成本低。
2、可用于硬土、透水性较弱的地质层，施工成本低、施工效果更理想。
3、可用于没有加固条件、地层埋深大、地下水压水流大等地区，地层加固效果更好。
附图说明
图1是本发明车站端头盾构始发加固平面示意图。
图2是本发明盾构井端头地层加固纵剖面。
图3是本发明盾构进洞横断面图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是管棚9结构示意图。
图6是管棚导向管结构示意图。
图7是图6的左视图。
图8是管棚9连接示意图。
图中：1、车站围护结构；2、车站内墙；3、后浇环梁；4、玻璃纤维筋围护桩；5、咬合桩；6、袖阀管注浆加固；7、侧墙；8、盾构井；9、管棚；10、盾构管片；11、洞门环梁外边线；12、管棚导向管；13、定位钢筋；14、丝扣；α、外插角。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1～8中，本发明一种临近河道盾构始发端头地层加固方法,包括以下步骤：
S1、注浆加固；
(1)咬合桩加固：咬合桩5加固范围为纵向9m，伸入结构底部以下不小于2m，两侧2m的洞身范围；咬合桩5采用素混凝土桩，桩径800mm，间距600mm，混凝土标号C25，采用超缓凝混凝土，咬合桩5桩顶设置导墙，导墙宽度1m，厚度0.4m，垂直度允许偏差0.3％；咬合桩5施工时，应在素混凝土桩初凝前，通过成孔切割部分素混凝土桩身形成素混凝土的相互咬合，但应避免过早切割；加固完成后，需对加固效果进行检测，各项参数指标满足要求后盾构开始掘进，其无侧限抗压强度应大于1MPa，渗透系数应小于1.0×10-6cm/s。
(2)袖阀管注浆加固：袖阀管注浆加固6范围为隧道两侧外轮廓线外2m，隧道轴线方向始发端9m接收端10m，隧道洞身上3m、下2m；地面注浆孔的间距为纵向1.50m×横向1.25m，梅花型布置；注浆孔扩散半径1.0m；注浆孔开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm；孔口管采用直径76mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管；所述的钻孔和注浆顺序为先外围、后内部，从外围进行围、堵、截，内部进行填、压，同一排间隔施工，注浆形式采用后退式注浆，岩层破碎容易造成坍孔时，采用前进式注浆；钻进过程中遇涌水或因岩层破碎造成卡钻时，应停止钻进，进行注浆扫孔后再行钻进，注浆参数为水泥浆水灰比0.8：1～1：1，注浆压力采用0.2～0.4MPa，施工中应根据实际地质情况，并通过实验确定有关施工参数；注浆完成后，在开挖轮廓线范围内打设检查孔，检测注浆效果，检查孔5个，其中上部2个，左右侧各1个，底部1个，检查孔直径110mm，长度约7m，平均出水量小于0.2L/min，也可采用任一孔出水量小于5L/min；压水检查，在1.0MPa压力下，吸水量小于2L/min。加固体抗压强度不小于1MPa；渗透系数小于等于1×10-6cm/s。
(3)大管棚加固：盾构洞门加固段采用直径为108mm大管棚+管棚内注浆方式加固，同时辅以地面注浆和邻近洞门的8环管片二次注浆，利用车站端头井作管棚工作室，管棚工作室可根据施工机具设备及施工工艺要求调整设计；管棚9孔口位置在后浇环梁3轮廓线外250mm位置布置，管棚9环向中心间距400mm，可根据地质情况适当调整，以保证盾构机顺利出洞为准，管棚9外插角α为1°～2°，实施范围为拱顶120°；所述的管棚9采用108mm，壁厚6mm的无缝钢管，分节安装，管棚分节为5m×3＝15m，两节之间用丝扣14连接，丝扣14螺纹段长大于150mm，相邻两根管棚9的接头要错接，其错接长度不小于1.0m，管棚9上预钻注浆孔，孔径10mm，孔间距200mm，呈梅花型布置，管棚9尾部即孔口段2.0m不钻花孔作为止浆段；注浆浆液采用水泥浆，注浆参数为水泥浆水灰比0.8:1～1:1，注浆压力：采用0.2～0.4MPa，施工中应据实际地质情况，并通过试验确定有关施工参数；管棚导向管12在盾构井8端墙施工时预埋，管棚导向管12长度等于侧墙7厚度减去50mm，管棚导向管12在后浇环梁3轮廓线外250mm处布置，环向间距400mm，外插角α约1°～2°，管棚导向管12按设计钻孔，钻孔时将钢管随钻头一起钻入地层内,当达到设计深度后停机，所述的管棚导向管外侧环向设置有2根定位钢筋13，2根定位钢筋13之间的圆心角为60°，管棚导向管12应严格定位，管棚9钻进过程中应采用水平测斜仪经常量测管棚9的偏斜度，发现偏斜值超出设计要求时，应及时纠偏；管棚9钢管内注浆，注浆顺序先下后上，全孔可采用后退式分段注浆方式，管棚9孔口处需采用切实有效的封堵措施，确保满足主体结构防水要求。
S2、辅助降水：在加固端头设置3口降水井，分部于掘进前方的左侧、中部、右侧纵向位于车站端头附近；降水过程中严格按照规范要求控制抽水含沙率，将距离洞门10m范围内的地下水位至少降至洞门环梁底部以下0.5m。
Claims (5)
1.一种临近河道盾构始发端头地层加固方法,其特征在于包括以下步骤：
S1、注浆加固；
a、咬合桩加固：咬合桩加固范围为纵向9m，伸入结构底部以下2m，两侧2m的洞身范围；
b、袖阀管注浆加固：袖阀管注浆加固范围为隧道两侧外轮廓线外2m，隧道轴线方向始发端9m接收端10m，隧道洞身上3m、下2m；
c、大管棚加固：盾构洞门加固段采用直径为108mm大管棚+管棚内注浆方式加固，同时辅以地面注浆和邻近洞门的8环管片二次注浆，利用车站端头井作管棚工作室。
S2、辅助降水，在加固端头设置3口降水井，分部于掘进前方的左侧、中部、右侧纵向位于车站端头附近。
2.据权利要求1所述的一种临近河道盾构始发端头地层加固方法，其特征在于所述的咬合桩加固包括：咬合桩采用素混凝土桩，桩径800mm，间距600mm，混凝土标号C25，采用超缓凝混凝土，咬合桩顶设置导墙，导墙宽度1m，厚度0.4m，垂直度允许偏差0.3％。
3.据权利要求1所述的一种临近河道盾构始发端头地层加固方法，其特征在于所述的袖阀管注浆加固包括：地面注浆孔的间距为纵向1.50m×横向1.25m，梅花型布置；注浆孔扩散半径1.0m；注浆孔开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm；孔口管采用直径76mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管；所述的钻孔和注浆顺序为先外围、后内部，从外围进行围、堵、截，内部进行填、压，同一排间隔施工，注浆形式采用后退式注浆，岩层破碎容易造成坍孔时，采用前进式注浆；注浆参数为水泥浆水灰比0.8：1～1：1，注浆压力采用0.2～0.4MPa。
4.据权利要求1所述的一种临近河道盾构始发端头地层加固方法，其特征在于所述的大管棚加固包括：管棚孔口位置在后浇环梁轮廓线外250mm位置布置，管棚环向中心间距400mm，外插角α为1°～2°，管棚个数为19根，范围为拱顶120°；所述的管棚采用108mm，壁厚6mm的无缝钢管，分节安装，管棚分节为5m×3＝15m，两节之间用丝扣连接，丝扣螺纹段长大于150mm，相邻两根管棚的接头要错接，其错接长度不小于1.0m，管棚上钻注浆孔，孔径10mm，孔间距200mm，呈梅花型布置，管棚尾部即孔口段2.0m不钻花孔作为止浆段；注浆浆液采用水泥浆，注浆参数为水泥浆水灰比0.8:1～1:1，注浆压力：采用0.2～0.4MPa；管棚导向管在盾构井端墙施工时预埋，管棚导向管长度等于侧墙厚度减去50mm，管棚导向管在后浇环梁轮廓线外250mm处布置，环向间距400mm，外插角α为1°～2°；管棚钢管内注浆，注浆顺序先下后上，全孔可采用后退式分段注浆方式。
5.根据权利要求1所述的一种临近河道盾构始发端头地层加固方法，其特征在于所述的步骤S2包括：降水过程中严格按照规范要求控制抽水含沙率，将距离洞门10m范围内的地下水位至少降至洞门环梁底部以下0.5m。
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