CN110485460A - 一种暗挖车站底部止水的施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种暗挖车站底部止水的施工方法，包括施工准备、施工先导孔、扩孔、搅拌、旋喷、形成旋喷搅拌桩、施工下一旋喷搅拌桩与前一旋喷搅拌桩的桩体边部相互咬合、最终形成止水帷幕的步骤。先导孔的施工可采用沉管法或泥浆护壁法等。上一桩位的旋喷搅拌桩与下一桩位的先导孔可以同时进行。本发明彻底摒弃了降水井的降水技术，有效保护了地下水资源并解决了富水地层车站底部止水问题，同时施工方法简单灵活，工期较短，地层适用性广，可操控性强，具有极强的承载力和抗浮能力，施工影响小，对地下环境无害，对于大面积且地下水位较高的低净空暗挖车站施工具有极强的工程实用价值。

Description

一种暗挖车站底部止水的施工方法
技术领域
本发明属于地下空间施工领域，特别是一种暗挖车站底部止水方法。
背景技术
PBA工法是暗挖车站常采用的施工方法之一，通过边桩、中柱、顶梁、底梁、顶拱共同构成初期受力体系，承受施工过程的荷载，在顶盖的保护下，逐层开挖土体。当地下水比较丰富，地下水位线较高时，这种施工方法使得基坑开挖范围以下没有可利用的隔水层，因此需要大面积封底止水。
当前，我国地铁建设愈来愈深，地下水成为很多城市的地铁建设面临的重大难题之一。长期以来，工程建设大量采用降水井进行降水。数据显示，京津冀地区地下水超采量约18亿吨/年，70%来自工程降水，导致水资源大量浪费。另外，因施工降水导致城市地面沉降、路面塌陷、建筑物倾斜等次生灾害，严重影响了城市生产和生活。随着环保意识和水资源保护意识的提高，施工中急需可替代止水施工技术，严格限制降水。
发明内容
本发明的目的是提供一种暗挖车站底部止水的施工方法，要解决现有降水井技术对暗挖车站底部止水严重浪费水资源，同时降水导致城市地面沉降、路面塌陷、建筑物倾斜的次生灾害，严重影响了城市生产和生活的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种暗挖车站底部止水的施工方法，施工步骤如下：
一种暗挖车站底部止水的施工方法，施工步骤如下：
步骤一，施工准备：
水位线位于待开挖的车站底板的上部、车站中板的下部范围内，施工至水位线以上至少0.5米的位置作为施工作业面，然后对施工作业面进行硬化处理，为后续施工提供场地条件；
步骤二，施工先导孔：在施工作业面上按照设计孔位依次向施工作业面以下空间施工先导孔，所述先导孔的施工深度为自施工作业面向下至车站底板下方5-10m位置处；
步骤三，施工旋喷搅拌桩：
采用扩孔旋喷钻具进行施工，施工包括扩孔、搅拌和旋喷三部分；
扩孔，将可伸缩扩孔钻头下至先导孔的孔底，启动扩孔液压系统使得扩孔钻头前端搅拌翼逐步张开并旋转进行扩孔施工；
搅拌，扩孔钻头搅拌翼旋转时边扩孔边对土体进行搅拌；
旋喷，扩孔至设计孔径后，通过旋转的扩孔钻具喷射提前预制好的水泥浆液，水泥浆液对周围的土体切割二次扩孔，水泥浆液与周围土体充分搅拌混合；
步骤四，继续匀速提升钻具重复步骤三继续在该同一先导孔内进行扩孔、搅拌和旋喷的施工，直至到达桩顶施工至车站底板的范围内，形成核心区为扩孔搅拌部，外侧复合一层旋喷部的旋喷搅拌桩；
步骤五，移动钻机至下一相邻的先导孔设计孔位；
步骤六，重复进行步骤二至步骤四施工下一先导孔和旋喷搅拌桩，该旋喷搅拌桩与前一旋喷搅拌桩的桩体边部相互咬合；
步骤七，继续重复进行步骤五至步骤六施工下一旋喷搅拌桩，直至所有设计的旋喷搅拌桩施工完毕，最终实现横纵双向的相邻旋喷搅拌桩均相互咬合，在车站底部形成水平的封闭的止水帷幕。
所述先导孔的施工采用沉管法或泥浆护壁法。
上一桩位的施工步骤三与下一桩位的施工步骤二可以同时进行。
所述先导孔的孔径为400mm-600mm。
所述扩孔旋喷钻具的扩孔能力形成的孔径范围为直径1800mm-4600mm。
所述旋喷搅拌桩的桩径为2200mm-5000mm。
相邻旋喷搅拌桩的咬合距离为500mm-800mm。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明提供了一种暗挖车站底部止水的施工方法，通过施做先导孔，并对先导孔进行扩孔、搅拌和旋喷的方式在车站底板下方形成相互咬合的大直径旋喷搅拌桩止水帷幕，从而达到大面积低净空暗挖车站底板止水效果。
本发明彻底摒弃了降水井的降水技术，通过在车站底部施工止水帷幕进行止水，有效解决富水地层车站止水问题；先导孔复合扩孔、搅拌、旋喷形成大直径旋喷搅拌桩，施工方法简单灵活，工期相对较短，地层适用性广；旋喷搅拌桩的桩径大，施工过程中完成双重扩孔，旋喷水泥浆液时，能够对先导孔形成二次扩孔，进一步增大了旋喷搅拌桩直径，使单孔加固面积超过2平方米，对于大面积车站建设，可操控性强。扩孔施工一方面对先导孔进行了一次扩孔，另一方面增加了搅拌旋喷施工的地层适用性，使得搅拌旋喷对于卵石地层的暗挖车站施工亦可适用。
本发明相互咬合的旋喷搅拌桩在车站底板下方5-10m形成止水帷幕墙，能够有效进行止水封堵，具有极强的承载力和抗浮能力。对于水位线在设计结构底板以上、中板以下的暗挖车站、4.5m及4.5m以上的低净空暗挖车站均可适用，施工影响小，对地下环境无害，对于大面积且地下水位较高的低净空暗挖车站施工具有极强的工程实用价值。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明施工方法步骤二先导孔设计孔位示意图。
图2是本发明施工方法步骤三将扩孔旋喷钻具深入先导孔中进行扩孔的示意图。
图3是本发明施工方法步骤四施工完成的成桩示意图。
图4是本发明施工方法步骤六施工咬合的示意图。
图5是本发明施工方法步骤七旋喷搅拌桩成幕示意图。
图6是本发明施工方法旋喷搅拌桩的平面布置图。
附图标记：1－车站底板、2－水位线、3－先导孔、4－扩孔旋喷钻具、5－旋喷搅拌桩、51－扩孔搅拌部、52－旋喷部、6－止水帷幕、7－咬合距离、8－施工作业面、9－车站中板。
具体实施方式
步骤一，施工准备：
水位线位于待开挖的车站底板1的上部、车站中板9的下部范围内，施工至水位线2以上至少0.5米的位置作为施工作业面8，然后对施工作业面8进行硬化处理，为后续施工提供场地条件。
步骤二，施工先导孔：
参见图1所示，在施工作业面上按照设计孔位依次向施工作业面以下空间施工先导孔3，所述先导孔的施工深度为自施工作业面向下至车站底板1下方5-10m位置处，所述先导孔3的施工可以采用沉管法或泥浆护壁法，先导孔孔径为400mm-600mm。
步骤三，施工旋喷搅拌桩：
参见图2所示，采用扩孔旋喷钻具4进行施工，扩孔旋喷钻具4的扩孔能力形成的孔径范围为直径1800mm-4600mm，施工包括扩孔、搅拌和旋喷三部分。
扩孔，将可伸缩扩孔钻头下至先导孔的孔底，启动扩孔液压系统使得扩孔钻头前端搅拌翼逐步张开并旋转进行扩孔施工。
搅拌，扩孔钻头搅拌翼旋转时边扩孔边对土体进行搅拌。
旋喷，扩孔至设计孔径后，通过旋转的扩孔钻具喷射提前预制好的水泥浆液，水泥浆液对周围的土体切割二次扩孔，水泥浆液与周围土体充分搅拌混合。
步骤四，参见图3所示，继续匀速提升钻具重复步骤四继续在该同一先导孔内进行扩孔、搅拌和旋喷的施工，直至到达桩顶施工至车站底板的范围内，形成核心区为扩孔搅拌部51，外侧复合一层旋喷部52的旋喷搅拌桩5，所述旋喷搅拌桩5的桩径为2200mm-5000mm。
步骤五，移动钻机至下一相邻的先导孔3设计孔位。
步骤六，参见图4所示，重复进行步骤二至步骤四施工下一先导孔和旋喷搅拌桩，该旋喷搅拌桩5与前一旋喷搅拌桩5的桩体边部相互咬合，相邻旋喷搅拌桩5的咬合距离7为500mm-800mm。
步骤七，参见图5-6所示，继续重复进行步骤五至步骤六施工下一旋喷搅拌桩，直至所有设计的旋喷搅拌桩施工完毕，最终实现横纵双向的相邻旋喷搅拌桩5均相互咬合，在车站底部形成水平的封闭的止水帷幕6。
为了提高施工效率，先导孔可以与旋喷搅拌桩分开施工，待所有设计孔位的先导孔均施工完毕后，扩孔和搅拌旋喷设备进场进行止水搅拌桩施工。如果场地有条件，二者亦可以同步进行，即上一桩位的施工步骤三与下一桩位的施工步骤二可以同时进行。

Claims (7)

1.一种暗挖车站底部止水的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：
步骤一，施工准备：
水位线位于待开挖的车站底板（1）的上部、车站中板（9）的下部范围内，施工至水位线（2）以上至少0.5米的位置作为施工作业面（8），然后对施工作业面（8）进行硬化处理，为后续施工提供场地条件；
步骤二，施工先导孔：在施工作业面上按照设计孔位向施工作业面以下空间施工先导孔（3），所述先导孔的施工深度为自施工作业面向下至车站底板（1）下方5-10m位置处；
步骤三，施工旋喷搅拌桩：
采用扩孔旋喷钻具（4）进行施工，施工包括扩孔、搅拌和旋喷三部分；
扩孔，将可伸缩扩孔钻头下至先导孔的孔底，启动扩孔液压系统使得扩孔钻头前端搅拌翼逐步张开并旋转进行扩孔施工；
搅拌，扩孔钻头搅拌翼旋转时边扩孔边对土体进行搅拌；
旋喷，扩孔至设计孔径后，通过旋转的扩孔钻具喷射提前预制好的水泥浆液，水泥浆液对周围的土体切割二次扩孔，水泥浆液与周围土体充分搅拌混合；
步骤四，继续匀速提升钻具重复步骤三继续在该同一先导孔内进行扩孔、搅拌和旋喷的施工，直至到达桩顶施工至车站底板的范围内，形成核心区为扩孔搅拌部（51），外侧复合一层旋喷部（52）的旋喷搅拌桩（5）；
步骤五，移动钻机至下一相邻的先导孔（3）设计孔位；
步骤六，重复进行步骤二至步骤四施工下一先导孔和旋喷搅拌桩，该旋喷搅拌桩（5）与前一旋喷搅拌桩（5）的桩体边部相互咬合；
步骤七，继续重复进行步骤五至步骤六施工下一旋喷搅拌桩，直至所有设计的旋喷搅拌桩施工完毕，最终实现横纵双向的相邻旋喷搅拌桩（5）均相互咬合，在车站底部形成水平的封闭的止水帷幕（6）。
2.根据权利要求1所述的暗挖车站底部止水的施工方法，其特征在于：
所述先导孔（3）的施工采用沉管法或泥浆护壁法。
3.根据权利要求1或2所述的暗挖车站底部止水的施工方法，其特征在于：
上一桩位的施工步骤三与下一桩位的施工步骤二可以同时进行。
4.根据权利要求3所述的暗挖车站底部止水的施工方法，其特征在于：所述先导孔（3）的孔径为400mm-600mm。
5.根据权利要求3所述的暗挖车站底部止水的施工方法，其特征在于：所述扩孔旋喷钻具（4）的扩孔能力形成的孔径范围为直径1800mm-4600mm。
6.根据权利要求3所述的暗挖车站底部止水的施工方法，其特征在于：所述旋喷搅拌桩（5）的桩径为2200mm-5000mm。
7.根据权利要求3所述的暗挖车站底部止水的施工方法，其特征在于：相邻旋喷搅拌桩（5）的咬合距离（7）为500mm-800mm。
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