CN113494073B - 一种非开挖联合加固施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非开挖联合加固施工方法，解决现有技术中非开挖管道施工过程中钻孔孔壁失稳而导致的流土流砂和塌孔等情况的技术问题。首先在确定的失稳范围地段中打入两组钢板桩，形成侧向支护以及侧向止水帷幕；在两组钢板桩之间的区域进行注浆，通过浆液对局部岩土体进行加固，形成加固拱以及上方止水结构；加固拱的两端分别与两组钢板桩相接，形成整体止水支护；在整体止水支护限定的区域中进行管道敷设施工。本发明采用钢板桩对失稳范围进行侧向支护，控制了侧向变形，限定了注浆加固范围，且具有止水作用。通过钢板桩支撑、夹持与加固体联合成拱，充分利用拱形效应分散上部覆盖层压力，且具有整体止水的作用，避免持续坍塌导致地面的塌陷。

Description

一种非开挖联合加固施工方法

技术领域

本申请属于非开挖施工方法技术领域，具体涉及一种非开挖联合加固施工方法。

背景技术

近年来，随着城市开发与建设，非开挖施工快速发展。在非开挖施工中，不可避免地会遇到富水砂土地层或其他饱和松软土层，在地下水渗流作用下，易导致孔壁出现流土流砂、局部土层坍塌失稳现象，若不及时加固及止水处理，失稳、坍塌在地下水作用下会不断演化加剧，将导致卡钻、埋钻事故，严重者钻孔报废或造成地面塌陷。在实际钻探施工过程中经常遇到流土流砂导致的钻孔堵塞、局部坍塌等情况，严重影响工程施工工期，增加了施工成本，甚至会引发安全事故。

发明内容

为解决现有技术中非开挖管道施工过程中钻孔孔壁失稳而导致的流土流砂和塌孔等情况的技术问题，本发明提供一种非开挖联合加固施工方法，采用钢板桩与高压注浆联合成拱加固孔壁。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种非开挖联合加固施工方法，包括如下步骤：

(1)确定失稳范围地段；

(2)在所述失稳范围地段中打入两组沿第一方向延伸的钢板桩，且至少一组所述钢板桩的入土深度大于非开挖作业区的最大深度，两组所述钢板桩沿第二方向间隔设置、且位于所述非开挖作业区的两侧，两组所述钢板桩形成侧向支护以及侧向止水帷幕，其中，所述第二方向与所述第一方向呈角度设置；

(3)在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域进行注浆，通过浆液对局部岩土体进行加固，形成加固拱以及上方止水结构；所述加固拱的两端分别与两组所述钢板桩相接，形成整体止水支护；

(4)在所述整体止水支护限定的区域中进行非开挖作业。

进一步地，所述步骤(2)中，在所述失稳范围地段中打入两组沿第一方向延伸的钢板桩，具体包括：

在所述失稳范围地段中打入两组沿第一方向延伸的钢板桩，两组所述钢板桩中至少一组所述钢板桩沿竖直方向倾斜设置，以使两组所述钢板桩的底端间距小于顶端间距。

进一步地，所述非开挖作业区为设计管道敷设区；所述步骤(2)中，在所述失稳范围地段中打入两组沿第一方向延伸的钢板桩，具体还包括：所述钢板桩距离设计管道侧壁30～50cm，所述钢板桩的入土深度在设计管道底部3～5m以下；两组所述钢板桩均沿竖直方向倾斜设置，以使两组所述钢板桩之间限定出漏斗状区域。

进一步地，所述步骤(3)中，在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域进行注浆，具体包括：在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域进行摆喷注浆和/或旋喷注浆。

进一步地，所述摆喷注浆，具体包括：在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域钻进注浆孔；通过高压喷射设备和注浆管在所述注浆孔中注浆，注浆压力为20～40MPa，所述注浆管在设定角度范围内水平方向左右摆喷，相邻两个所述注浆孔所形成的注浆加固区具有重合区域，竖直方向上下注浆范围为0.5～1.5m。

进一步地，所述旋喷注浆，具体包括：在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域钻进注浆孔；通过高压喷射设备和注浆管在所述注浆孔中注浆，注浆压力为20～40MPa，所述注浆管沿顺时针/逆时针方向旋转，相邻两个所述注浆孔所形成的注浆加固区具有重合区域，竖直方向上下注浆范围为0.5～1.5m。

进一步地，所述在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域钻进注浆孔，具体包括：在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域钻进至少一排注浆孔；

当两侧钢板桩距离不大于最大旋喷直径时，在两组所述钢板桩之间的区域每排设置2个所述注浆孔，2个所述注浆孔分别靠近两组所述钢板桩的内侧；当两侧钢板桩距离大于最大旋喷直径时，在两组所述钢板桩之间的区域每排设置2个以上所述注浆孔。

进一步地，所述注浆步骤采用单管注浆、双管注浆或三管注浆；

所述注浆步骤采用复喷工艺，具体包括：

初喷：对于所述单管注浆，在所述注浆管内注水，进行初喷；对于所述双管注浆以及所述三管注浆，在所述注浆管内注水和空气，进行初喷；

复喷：初喷完毕后，将所述注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行复喷；

所述注浆步骤中实时观察冒浆的情况：若冒浆量超过注浆量的20％，则减少注浆量、加快提升速度和回转速度、缩小喷嘴直径或提高喷射压力；若完全不冒浆，则进行故障排查，若判断故障原因为地层中有较大空隙，则在浆液中掺加速凝剂或增大注浆量。

进一步地，所述注浆管上喷嘴的方向为向上倾斜10°～40°。

进一步地，所述步骤(1)中，所述确定失稳范围地段，具体包括：根据岩土工程勘察报告、工程地质勘察报告、水文地质勘察报告以及区域地质资料，圈定地下水丰富的松散岩土层范围，作为所述失稳范围地段；或者，根据实际施工中遇到的流土流砂、局部塌孔事故确定所述失稳范围地段。

由上述技术方案可知，本发明提供的非开挖联合加固施工方法，首先确定非开挖施工过程中可能出现或者已经出现的失稳范围地段；在失稳范围地段中打入两组沿第一方向延伸的钢板桩，且至少一组钢板桩的入土深度大于非开挖作业区的最大深度，施工时可将第一方向设定为与非开挖施工的推进方向相同，且钢板桩能够伸入非开挖作业区的下方，因此能够对施工过程中可能出现或者已经出现的失稳范围地段进行全面防护。

两组钢板桩沿第二方向间隔设置、且位于非开挖作业区的两侧，两组钢板桩形成侧向支护以及侧向止水帷幕，由于第二方向与第一方向呈角度设置，施工时可将第二方向设定为与非开挖施工的推进方向垂直或者成一定角度，则两组钢板桩可完全分布于非开挖作业区的两侧，用钢板桩对失稳范围进行侧向支护，控制了侧向变形，限定了注浆加固范围，且形成侧向止水帷幕，阻止了地下水的侧向渗流。

在位于两组钢板桩之间、且位于非开挖作业区上方的区域进行注浆，通过浆液对局部岩土体进行加固，形成加固拱以及上方止水结构；加固拱的两端分别与两组钢板桩相接，形成整体止水支护。通过钢板桩支撑、夹持加固拱，使得钢板桩与加固拱联合成拱，形成整体止水支护，充分利用拱形效应分散上部覆盖层压力，避免流土流砂导致的孔壁持续坍塌以及地面塌陷；最后在整体止水支护限定的区域中进行非开挖作业。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明提供的非开挖联合加固施工方法，由于采用钢板桩与加固拱联合成拱并形成止水帷幕，能极大的减小在富水、松散砂土或松软岩土层中局部失稳、坍塌、地面塌陷而不得不整体注浆加固的工作量。

2、本发明提供的非开挖联合加固施工方法，采用钢板桩对失稳范围进行侧向支护，控制了侧向变形，限定了注浆加固范围，并形成侧向止水帷幕，阻止了地下水的侧向渗流。通过钢板桩支撑、夹持与加固体联合成拱并形成止水结构，充分利用拱形效应分散上部覆盖层压力，且具有整体止水的作用，避免流土流砂导致的孔壁持续坍塌以及地面塌陷。

3、本发明提供的非开挖联合加固施工方法，钢板桩施工快捷方便，且能重复利用，提高了施工效率。且钢板桩本身具有承载和止水效果，避免了场地大规模整体注浆加固、止水所需的大量工作。

4、本发明提供的非开挖联合加固施工方法，所使用的钢板桩施工及高压注浆均为现有成熟工艺，本发明基于二者的优点加以整合优化，利于工人操作施工。整体而言，本发明施工场地易于布置，施工快捷，材料易于获取，施工干扰因素少，可有效节约大量资源。

5、本发明提供的非开挖联合加固施工方法施工工艺简单、施工效率高，可有效保护加固拱下方钻进、拖管施工的正常作业。

6、本发明提供的非开挖联合加固施工方法使用范围广，其他类似工程抢险加固亦可采用。

附图说明

图1为本发明实施例中非开挖联合加固施工方法的施工原理图。

图2为图1中注浆管与喷嘴的结构示意图。

图3为本发明实施例中非开挖联合加固施工方法中单排注浆孔摆喷注浆的注浆效果示意图。

图4为本发明实施例中非开挖联合加固施工方法中单排注浆孔旋喷注浆的注浆效果示意图。

图5为本发明实施例中非开挖联合加固施工方法中多排注浆孔摆喷注浆的注浆效果示意图。

图6为本发明实施例中非开挖联合加固施工方法中多排注浆孔旋喷注浆的注浆效果示意图。

图7为本发明实施例中非开挖联合加固施工方法中单排注浆孔摆喷注浆与旋喷注浆合并注浆的注浆效果示意图。

附图标记说明：1-钢板桩；2-加固拱；3-失稳范围地段；4-管道；5-钻机；6-钻头；7-泥浆泵；8-注浆管；9-喷嘴；10-注浆加固区。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

本发明提供一种非开挖联合加固施工方法，用于对施工过程中的失稳范围地段进行加固，该失稳范围地段可以是在富水、松散砂土或松软岩土层中容易出现局部失稳、坍塌、地面塌陷等情况的地段，或者是已经发生钻孔失稳的局部范围地段。由于在上述地段中进行钻进或拖管施工经常遇到流土流砂导致的钻孔堵塞、局部坍塌等情况，严重影响工程施工工期，甚至会引发安全事故。为此本发明提供一种非开挖联合加固施工方法，采用钢板桩与高压摆喷注浆联合成拱加固孔壁，充分利用拱形结构的压力分散效应及注浆加固的止水、防止流土流砂作用，确保继续钻进、拖管施工中拱体上方及两侧土体不再失稳、坍塌，避免进一步渗流作用导致土体持续流失造成的地面塌陷，实现非开挖加固的技术效果。

具体参见图1，本实施例中开挖联合加固施工方法包括如下步骤：

(1)在进行具体的加固施工前，首先需要进行施工准备工作，包括：

(1-1)熟悉现场条件、明确施工工艺流程，确保现场条件符合施工要求。

(1-2)确定失稳范围：根据地质勘测结果或实际施工情况确定管路沿线可能发生和/或已经发生钻孔失稳的局部范围。

具体为：根据岩土工程勘察报告、工程地质勘察报告、水文地质勘察报告以及区域地质资料，圈定地下水丰富的松散岩土层范围，作为失稳范围地段；或者，根据实际施工中遇到的流土流砂、局部塌孔事故确定失稳范围地段。

(1-3)设备进场：材料(钢板桩1、水泥浆等)和设备(挖掘机械、注浆设备、打桩机械等)抵达现场。

上述准备工作就绪后，方可进行具体的非开挖联合加固施工。

为方便理解本发明的技术方案，本实施例以非开挖管道敷设施工为例进行说明，即非开挖作业区为设计管道敷设区。针对管道敷设，本发明实施例中所指第一方向意为管道轴向，第二方向意为管道径向(水平)。为方便理解，下文中统一使用管道轴向指代第一方向，以管道径向指代第二方向。

(2)在失稳范围地段3中打入两组沿管道轴向延伸的钢板桩1，且至少一组钢板桩的入土深度大于非开挖作业区的最大深度，两组钢板桩1沿管道径向间隔设置、且位于非开挖作业区的两侧，两组钢板桩1形成侧向支护，钢板桩1同时还可作为侧向止水帷幕。

具体的，在确定易失稳地段或者已坍塌地段，沿着管道轴线方向，使用施工打桩机械于失稳范围左右两侧打入钢板桩1，由于管道敷设一定长度，因此为了全面加固易失稳、坍塌地段，往往需要沿管道轴向打入成排的钢板桩1，钢板桩1的长宽尺寸、厚度、数量等视实际需要而定，本发明对此不做具体限定。

在失稳范围地段3中打入的两组钢板桩1中，两组钢板桩1中至少一排钢板桩1沿竖直方向倾斜设置，以使两组钢板桩的底端间距小于顶端间距，两组钢板桩1的底端相互靠近，使得两组钢板桩1之间限定的区域为上大下小的结构，利用钢板桩1本身的优秀承载能力，避免大范围整体加固，可有效节约成本。

具体参见图1，本实施例中，两组钢板桩1均沿竖直方向倾斜设置，钢板桩1与竖直面之间的夹角为0～60°，即钢板桩1可以直接垂直打入地层中，也可以以5°、10°、18°、25°、35°、40°、49°、56°等角度倾斜打入地层中，以使两组钢板桩1之间限定出漏斗状(倒八字形状)区域，可根据实际需要选择相对的两个钢板桩1的底端接触或间隔设置。

钢板桩1距离设计管道侧壁30～50cm，具体是钢板桩1与管道4的外侧壁的间距为30～50cm，例如31cm、34cm、37cm、43cm、45cm、49cm等。钢板桩1的入土深度在设计管道底部3～5m以下，即钢板桩的底端的入土深度在管道4外管壁最低点的3～5m以下位置，例如3.5m、3.8m、4m、4.5m、4.8m等。钢板桩可以起到一定承载上部土体重力的作用。

(3)在位于两组钢板桩1之间、且位于非开挖作业区上方的区域进行注浆，通过浆液对局部岩土体进行加固，形成加固拱2，加固拱2起到加固作用的同时还可充当上方止水结构。加固拱2的两端分别与两组钢板桩1相接，形成整体止水支护。

注浆加固的具体步骤如下：

(3-1)钻孔：钻头6在两组钢板桩1之间、且位于非开挖作业区上方的区域钻进至少一排注浆孔。钻孔的位置(即注浆孔的设计孔位)、排数应根据两侧钢板桩1距离、管道直径、失稳范围地段3的延伸长度(沿管道轴向)进行设计，实际施工位置偏差不得大于50mm。钻机5就位时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°。

当两侧钢板桩1距离不大于最大旋喷直径时，每排可仅钻进2个注浆孔，钻孔可紧贴钢板桩1内侧。若钢板桩1距离较大，大于最大旋喷直径时，为了保证加固拱2的连续性以及结构强度，每排可设置多个钻孔，例如注浆孔数量应当在2个以上。

钻孔完成后通过钻机将注浆管8下放至注浆孔中，使得安装在注浆管8底部侧面的高压喷嘴9置入土层预定深度。在喷嘴9的选取上，当在砂层中注浆时，喷头的外径不大于注浆管8内径，否则易夹钻。为了形成上拱的注浆加固区10，参见图2，注浆管8上注浆喷嘴9的喷嘴方向为向上倾斜10°～40°，实际倾斜角度根据地层状态、两侧钢板桩1距离、设计管道直径而确定，本发明不做限制。综合考虑成拱情况以及出浆情况，本实施例中，喷嘴9的喷嘴方向为向上倾斜20°～30°，例如20°、22°、23.5°、25°、26°、27.5°、29.5°等。

在喷射注浆前还需要进行必要的准备工作，例如：检查高压喷射设备和管路系统。高压喷射设备的压力和排量必须满足设计要求。管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴9内不得有杂物。

(3-2)注浆：注浆采用高压喷射设备完成，高压喷射设备的高压泥浆泵以20～40MPa的压力，将浆液从喷嘴9中喷射出去，高压浆液冲击破坏土体，使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成一定形状的致密且坚固的固结体，根据实际地质情况，可在注浆过程中调节注浆压力来改变注浆直径。竖直方向上，注浆范围为上下延伸0.5～1.5m，也即所形成的注浆加固体2的上下高度为0.5～1.5m，例如0.5m、0.7m、0.95m、1.1m、1.35m、1.45m等，具体注浆高度范围范围根据现场实际情况而定。

相邻两个注浆孔所形成的注浆加固区10应当具有重合区域，也即，同一排中相邻两个注浆孔所形成的注浆加固区10具有重合区域，并且不同排中位置相对的两个注浆孔所形成的注浆加固区10同样具有重合区域，使得形成的注浆加固体2在管道轴向以及管道径向均是连续不断的，如图1所示。

具体的，在位于两组钢板桩1之间、且位于非开挖作业区上方的区域可采用高压旋喷注浆和/或高压摆喷注浆加固土体，且在钢板桩1限定范围内通过两侧对喷，形成一个向上拱的加固拱2，加固拱2的两端支撑在钢板桩1上，利用拱形的压力分散效应支撑上部土压力，避免垮塌。

旋喷注浆与摆喷注浆的操作步骤相似，均包括钻孔和高压注浆两个步骤。旋喷注浆与摆喷注浆的主要区别在于高压注浆步骤，具体是注浆管8的旋转角度以及旋转方向不同，也即旋喷注浆时注浆管8沿设定方向不停旋转，而摆喷注浆时注浆管8在设定角度范围内往复旋转摆动，因此摆喷注浆也可视为是一种特殊的旋喷注浆。

a)对于摆喷注浆，高压喷射设备控制注浆管8旋转的角度和方向，使得注浆管8在设定角度范围内水平方向左右摆喷，单个注浆管8所形成的注浆加固区10的横截面形状为扇形。进行摆喷注浆时应采用对喷注浆，即：将位置相对的两个注浆孔中的注浆管8的喷嘴9相对设置，相对喷射注浆，左右两侧分别进行摆喷注浆后在土体中形成一定厚度的拱形加固体。

b)对于旋喷注浆，高压喷射设备控制注浆管8沿顺时针/逆时针方向360°不停旋转，单个注浆管8所形成的注浆加固区10的横截面形状为圆形。

在注浆方式的选择上，当两侧钢板桩1距离不大于最大旋喷直径时，在两组钢板桩之间的区域每排设置2个注浆孔，2个注浆孔分别靠近两组钢板桩的内侧，采用对喷式摆喷注浆或者旋喷注浆。

例如，图3示出了两侧钢板桩1间距较小的情况下对喷式摆喷注浆的效果图，由于板间距小于最大旋喷直径，采用180°对喷摆喷注浆即可保证两个注浆加固区10具有重合区域，并且采用180°对喷摆喷，可以节约一定的水泥浆。为了保证注浆加固区10与钢板桩1充分接触，可以将摆喷角度适当增加，例如摆喷角度范围为-10°至190°。

图4示出了两侧钢板桩1间距较小的情况下旋喷注浆的效果图，双孔旋喷注浆可适用于板间距小于两倍最大旋喷直径的情况，保证两个注浆孔所形成的注浆加固区10具有重合区域即可。

当两侧钢板桩距离大于最大旋喷直径时，在两组钢板桩之间的区域每排设置2个以上注浆孔，采用对喷式摆喷注浆或者旋喷注浆，并且，注浆顺序上，可选择从中间注浆孔开始注浆，该孔注浆完成后向两侧移动至相邻注浆孔，直至完成靠近钢板桩1的注浆孔的注浆操作。

例如，图5示出了两侧钢板桩1间距较大的情况下摆喷注浆的注浆效果图，在两组钢板桩之间的区域设置多排注浆孔，摆喷角度优选180°，即注浆管8在0°至180°之间往复旋转，形成交叠的扇形注浆加固区10。

图6示出了两侧钢板桩1间距较大的情况下旋喷注浆的注浆效果图，在两组钢板桩之间的区域设置多排注浆孔，注浆管8在高压喷射设备的驱动下360°不停旋转，形成交叠的圆形注浆加固区10。

在间距较大的情况下，也可将旋喷注浆与摆喷注浆相结合，部分注浆孔采用旋喷注浆，部分注浆孔采用摆喷注浆，图7则示出了两侧钢板桩1间距较大的情况下摆喷注浆与旋喷注浆合并注浆的注浆效果图。

摆喷注浆/旋喷注浆的具体注浆步骤的喷射方法，可采用单管注浆，当然也可以根据实际情况选择双管注浆和三管注浆工艺。例如，当失稳范围地段3以及设计管径均较小时，旋喷注浆采用单管注浆，单管注浆法中采用超高压浆液兼做射流介质，单管注浆可以使用76型旋转振动钻机，钻进深度可达30m以上，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层。

当失稳范围地段3以及设计管径均较大时，旋喷注浆采用双管注浆(又称二重管法，或浆液、气体喷射法)或三管注浆(又称三重管法)。二重管注浆法以超高压浆液和超高压水(或压缩空气)作为射流介质，用两根喷射管，将超高压水泥浆和空气同时横向喷射，水泥浆在四周形成的空气膜的条件下喷射，加固范围较大，加固直径可超过1m。三重管法是一种水、气喷射，浆液灌注的方法。三重管注浆法的射流介质是超高压水或浆液、压缩空气，即用三根喷射管使高压水和空气同时横向喷射，并切割地基土体，借空气的上升力把破碎的土由地表排出；与此同时，另一个喷射将水泥浆以稍低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中，使水泥浆与土混合达到加固目的，其加固直径可达1.5～2m。

二重管法和三重管法都是将水泥浆(或水)与压缩空气同时喷射，除可延长喷射距离外，也可促进废土的排除，增大切削能力，减轻加固单位体积的重量。双管注浆或三管注浆宜用地质钻机钻孔，当失稳范围地段3中包含比较坚硬的地层时，也需要用地质钻机钻孔。

进行摆喷注浆时，为了加大固结体尺寸，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转速度与提升速度等措施，也可以采用复喷工艺。复喷工艺的具体内容如下：

初喷(即第一次喷射)：用于将土体弄松动、打碎土体，方便后续与水泥浆的拌合。对于单管注浆，在注浆管8内注水，进行初喷；对于双管注浆和三管注浆，在注浆管8内注水和空气，进行初喷。

复喷(即第二次喷射)：初喷完毕后，将注浆管8边送水边下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行复喷。浆液凝结时间可根据实际情况进行调节，必要时可添加合适的速凝剂。

喷射注浆过程中应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理，一般认为冒浆量小于注浆量20％为正常现象。若完全不冒浆，应查明原因并采取相应的措施。一般因地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量；如冒浆过大，冒浆量超过注浆量的20％，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴9直径，提高喷射压力。

对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣。在砂层中用单管或二重管注浆时，可以利用冒浆进行补灌已施工过的钻孔。但在淤泥层或用三重管注浆时，因冒浆中掺入粘土或清水，故不宜利用冒浆回灌。

摆喷注浆/高压旋喷形成的加固拱2的两端分别与两侧的钢板桩1相连，通过钢板桩1支撑、夹持局部注浆加固拱体联合成拱，形成整体止水支护，整体止水支护的结构近似为三角形，如图1所示，三角形内部用于敷设管道或者进行其他非开挖隧道的施工。

(4)在整体止水支护限定的区域中进行管道敷设施工，管道敷设施工完成后，拔出钢板桩，钢板桩可重复使用。本发明未对管道敷设步骤进行改进，因此该步骤此处不做展开说明，管道敷设施工的具体内容可参照现有技术的相关公开。

本实施例仅仅示出了非开挖联合加固施工方法在管道敷设过程中，出现失稳、坍塌地段后的具体应用，应当知晓的是，在其他类似工程抢险加固亦可采用本发明的非开挖联合加固施工方法。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种非开挖联合加固施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）确定失稳范围地段；

（2）在所述失稳范围地段中打入两组沿第一方向延伸的钢板桩，且至少一组所述钢板桩的入土深度大于非开挖作业区的最大深度，所述非开挖作业区为设计管道敷设区；两组所述钢板桩沿第二方向间隔设置、且位于所述非开挖作业区的两侧，两组所述钢板桩形成侧向支护以及侧向止水帷幕，其中，第一方向为管道轴向，第二方向为管道径向，所述第二方向与所述第一方向呈角度设置；

所述步骤（2）中，在所述失稳范围地段中打入两组沿第一方向延伸的钢板桩，具体包括：在所述失稳范围地段中打入两组沿第一方向延伸的钢板桩，两组所述钢板桩中至少一组所述钢板桩沿竖直方向倾斜设置，以使两组所述钢板桩的底端间距小于顶端间距；

（3）在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域进行注浆，通过浆液对局部岩土体进行加固，形成加固拱以及上方止水结构；所述加固拱的两端分别与两组所述钢板桩相接，形成整体止水支护；

所述步骤（3）中，在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域进行注浆，具体包括：在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域进行摆喷注浆和/或旋喷注浆；通过高压喷射设备和注浆管在注浆孔中注浆，所述注浆管上喷嘴的方向为向上倾斜10°~40°；

（4）在所述整体止水支护限定的区域中进行非开挖作业。

2.如权利要求1所述的非开挖联合加固施工方法，其特征在于：所述步骤（2）中，在所述失稳范围地段中打入两组沿第一方向延伸的钢板桩，具体还包括：所述钢板桩距离设计管道侧壁30~50cm，所述钢板桩的入土深度在设计管道底部3~5m以下；两组所述钢板桩均沿竖直方向倾斜设置，以使两组所述钢板桩之间限定出漏斗状区域。

3.如权利要求2所述的非开挖联合加固施工方法，其特征在于：所述摆喷注浆，具体包括：在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域钻进注浆孔；通过高压喷射设备和注浆管在所述注浆孔中注浆，注浆压力为20~40MPa，所述注浆管在设定角度范围内水平方向左右摆喷，相邻两个所述注浆孔所形成的注浆加固区具有重合区域，竖直方向上下注浆范围为0.5~1.5m。

4.如权利要求2所述的非开挖联合加固施工方法，其特征在于：所述旋喷注浆，具体包括：在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域钻进注浆孔；通过高压喷射设备和注浆管在所述注浆孔中注浆，注浆压力为20~40MPa，所述注浆管沿顺时针/逆时针方向旋转，相邻两个所述注浆孔所形成的注浆加固区具有重合区域，竖直方向上下注浆范围为0.5~1.5m。

5.如权利要求3或4所述的非开挖联合加固施工方法，其特征在于：所述在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域钻进注浆孔，具体包括：在位于两组所述钢板桩之间、且位于所述非开挖作业区上方的区域钻进至少一排注浆孔；

当两侧钢板桩距离不大于最大旋喷直径时，在两组所述钢板桩之间的区域每排设置2个所述注浆孔，2个所述注浆孔分别靠近两组所述钢板桩的内侧；当两侧钢板桩距离大于最大旋喷直径时，在两组所述钢板桩之间的区域每排设置2个以上所述注浆孔。

6.如权利要求3或4所述的非开挖联合加固施工方法，其特征在于：所述注浆步骤采用单管注浆、双管注浆或三管注浆；

所述注浆步骤采用复喷工艺，具体包括：

初喷：对于所述单管注浆，在所述注浆管内注水，进行初喷；对于所述双管注浆以及所述三管注浆，在所述注浆管内注水和空气，进行初喷；

复喷：初喷完毕后，将所述注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行复喷；

所述注浆步骤中实时观察冒浆的情况：若冒浆量超过注浆量的20%，则减少注浆量、加快提升速度和回转速度、缩小喷嘴直径或提高喷射压力；若完全不冒浆，则进行故障排查，若判断故障原因为地层中有较大空隙，则在浆液中掺加速凝剂或增大注浆量。

7.如权利要求1-4中任一项所述的非开挖联合加固施工方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述确定失稳范围地段，具体包括：根据岩土工程勘察报告、工程地质勘察报告、水文地质勘察报告以及区域地质资料，圈定地下水丰富的松散岩土层范围，作为所述失稳范围地段；或者，根据实际施工中遇到的流土流砂、局部塌孔事故确定所述失稳范围地段。

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