CN113944473A - 一种增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法 - Google Patents

Abstract

一种增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，包括以下步骤：(1)确定盾构断面的高度和尺寸；(2)搭设设备；(3)掘进开挖；(4)土体搅拌运输；(5)回旋开挖；(6)桩身加固；(7)注浆；(8)同理，对于具有一定长度的立柱桩，将装置上移一个工作高度，重复步骤(3)‑(7)进行不同高度的分层分步加固，以达到对整个被截断桩基的加固过程。本发明能有效的增加地下被截断桩基的延性，提高承载力，而且简单易行、操作方便、造价低、工期短。

Description

一种增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法

技术领域

本发明涉及地铁隧道及地下工程相关领域，特别是涉及一种增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法。

背景技术

遇到穿越既有车站底板的情况时，如果既有车站地下结构桩基间距不足，需要截断桩基以留出足够空间穿越盾构隧道，那么被截断的桩基通常会丧失部分承载力。当桩基被截断的部分过长，丧失的承载力过多，那么极有可能会影响到既有运营车站的正常使用。目前通常采用MJS等加固方法对既有运营车站及施工场地之间的区域进行加固，以减小截断桩基等施工所带来的扰动。但在实际施工中，在不影响既有车站的正常运营情况下，需要保证被截断的桩基所损失的承载力能够得到补偿，同时需要保证既有车站的安全性。使用目前现有的施工技术难以达到上述的使用需求，即使用MJS加固等方法难以补偿局部桩基被截断后所损失的承载力，且风险较高。那么需要一种增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，可以极大地减小既有运用车站桩基被截断后可能产生的风险，可极大地降低成本，也可以运用到同等类型的工程当中。

发明内容

为了克服地铁盾构施工过程中截断桩基对既有运营车站造成的影响，本发明提供了一种增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，能有效的增加地下被截断桩基的延性，提高承载力，而且简单易行、操作方便、造价低、工期短。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，包括以下步骤：

(1)确定盾构断面的高度和尺寸：确定盾构将要穿越桩基的位置及高度，在盾构接收井侧墙确定施工洞圈，提前预埋导向管的方形钢管；

(2)搭设设备：对需要加固的目标桩基进行分层加固，确定好第一层加固位置后，在盾构接收井内固定好后方配套装置，待前方开挖钻头部分准备工作完成后开始调试工作；

(3)掘进开挖：设备调试完成后，开始第一段的掘进开挖，配套设备可以将土体切割后带入方形管道内并慢速向前掘进；

(4)土体搅拌运输：根据配比制备好润滑剂并喷射到挖掘掉的泥渣中，经过搅拌后可以运输到腔室内，然后将混合渣土通过泥水输送孔排至后方管道；

(5)回旋开挖：当掘进至目标桩基的位置时，逆时针切割桩身周圈土体，将桩身裸露出来，并清洗洁净桩身；

(6)桩身加固：桩身处理完好后，对相应位置的桩身表面进行逆时针喷射底胶，然后在桩基表面粘贴碳纤维布；

(7)注浆：桩身加固后，设备缓慢后退同时对土体中空隙进行注浆回填，直至设备全部退出，完成该高度面的桩基的加固工作，至此完成一个高度面的施工步骤；

(8)同理，对于具有一定长度的桩基，将装置上移一个工作高度，重复步骤(3)-(7)进行不同高度的分层分步加固，以达到对整个被截断桩基的加固过程。

进一步，实现所述一种增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法的装置包括方形主体管道、连接支架、旋转支架、可旋半轮主体、卡轨、输水管、拉绳、切割履带、清水喷射孔、泥水输送孔和联结绳；所述方形主体管道与十字形连接支架固定连接，连接支架的中心位置与旋转支架连接，可旋半轮主体的背壁设有卡轨，所述卡轨可滑动地安装在旋转支架的滑槽内，所述旋转支架的滑槽内设有驱动卡轨的电动轮滑；所述输水管从后方方形主体管道输出并通入可旋半轮主体内部，与可旋半轮主体上的各个清水喷射孔相通；联结绳将多个切割履带串联起来并设置于可旋半轮主体内，拉绳一端连接在可旋半轮主体内壁上，另一端用环形套连接在相邻切割履带之间；泥水输送孔位于可旋半轮主体底部。

进一步，所述智能装置还包括底胶喷射线、浸渍胶喷射线和碳纤维布布设线，所述底胶喷射线、浸渍胶喷射线、碳纤维布布设线分别为可旋半轮主体内置的工作部件，所述底胶喷射线、浸渍胶喷射线、碳纤维布布设线开口朝向内壁且呈缝状。

再进一步，所述智能装置还包括小转轴和联结绳收束轴，所述小转轴位于可旋半轮主体的末端切口内，用于支撑和改变联结绳的方向，联结绳收束轴内置于可旋半轮主体内部。

更进一步，所述智能装置还包括后部辅助管线、渣土输送系统、电子距离检测系统、加固材料输送系统和电力与信号输送系统，后部辅助管线则集成渣土输送系统、电子距离检测系统、加固材料输送系统、电力与信号输送系统的线路。

优选的，所述方形主体管道与十字形连接支架焊接为一体，连接支架的中心位置与旋转支架焊接，卡轨焊接于可旋半轮主体背壁上并与贴合连接支架的滑槽。

本发明的有益效果主要表现在：

1)设计新颖，该方法可用于加固埋置在地下的桩基，使用特殊的可收缩钻头抵达目标桩基，前排切割履带可束缩至内壁，将桩基与钻头紧密贴合，然后通过旋转并在桩基表面缠绕碳纤维布达到加固的效果。

2)对地下桩基的加固过程，无需占用上部空间位置，且不影响既有运营车站的正常使用。

3)方法步骤简单，设计合理且易于施工，投入成本较低，实现方便。

附图说明

图1是用于增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工的示意图。

图2是联结绳工作局部详图。

图3是后部辅助线路图。

图4是工作进程一的示意图。

图5是工作进程二的示意图。

图6是工作进程三的示意图。

图7是工作进程四的示意图。

图8是工作进程五的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图8，一种增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，某地下车站工程埋深约20.7m，左右线间距约16.3m。盾构隧道外径6.2m，内径5.5m，环宽1.2m，与既有车站相接，其间下穿既有车站底板，最小净距为4.2m，利用两侧结构的地连墙，采用旋喷桩加固后垂直开挖。其中区间左线盾构需要穿越运营车站钢筋混凝土地下连续墙(墙厚800mm)2次及桩基1根(直径800mm，为钢筋混凝土钻孔灌注桩)。其中穿越的桩基属原有运营车站的一道支撑，盾构穿越后，桩基的侧摩阻力所提供的综合承载力将大大的减少，而端部承受的压力将大幅提升，因此对于原有的桩基而言，其正截面的承载力及延性难以得到保障，易造成桩基的损坏。利用一套可以提高地下桩基延性的加固装置及方法可以做到保障截断桩基的安全性。

本发明的实施方案如下：

(1)确定盾构断面的高度和尺寸。确定盾构将要穿越桩基的位置及高度，在盾构接收井侧墙确定施工洞圈，提前预埋导向管的方形钢管，本次实例中高度为18m，边长为0.25m的方形钢管。

(2)搭设设备。对需要加固的目标桩基进行分层加固，确定好第一层加固位置后，在盾构接收井内固定好后方配套装置，待前方钻头部分准备工作完成后开始调试工作。

(3)掘进开挖。设备调试完成后，开始第一段的掘进切割。相邻的两条切割履带9转动方向相反，可以将土体切割后带入方形管道内并慢速向前掘进。

(4)土体搅拌运输。通过清水喷射孔10内喷射出来的清水将挖掘掉的泥渣冲刷至可旋半轮主体4的腔室内搅拌，然后将混合渣土通过泥水输送孔11排至后方管道。

(5)回旋开挖。当掘进至目标桩基的位置时，由中心向左右方向开始收缩拉绳7，将对应的切割履带9全部拉至贴在可旋半轮主体4的内壁上，收缩拉绳7的同时，联结绳12缓慢放松，为收缩切割履带9留出足够长度。然后可旋半轮主体4结构依托旋转支架3开始逆时针旋转。

(6)桩身加固。可旋半轮主体4旋转时，处在端头处的切割履带工作，其他履带停止工作。旋转开始的同时，处在相应位置的底胶喷射线13开始沿线喷射底胶，待浸渍胶喷射线14旋转至原底胶喷射线13的初始位置时开始工作，同理待碳纤维布布设线旋转至该位置时开始沿着桩基表面粘贴碳纤维布。

(7)注浆。直至旋转180°后尾部卡轨5走出旋转支架3，注浆孔8开始工作注浆，将旋转过后空缺的土体填补上。旋转过程中底胶、浸渍胶与碳纤维布持续工作。当旋转好一个周期后，整体回到初始位置，注浆孔8及三条工作线13、14和15皆停止工作，完成该高度面的桩基的加固工作。、后方配套装置及前方钻头缓慢退出，在退出的同时使用高压喷射注浆的方法对空缺土体进行填补。至此完成一个高度面的施工步骤。

(8)同理，对于具有一定长度的桩基，将装置上移一个工作高度，重复步骤(3)-(7)可进行不同高度的分层分步加固，以达到对整个被截断桩基的加固过程。

本实施例的用于修增桩基延性的束缩旋回裹包式智能装置，包括方形主体管道1、连接支架2、旋转支架3、可旋半轮主体4、卡轨5、输水管6、拉绳7、注浆孔8、切割履带9、清水喷射孔10、泥水输送孔11、联结绳12、底胶喷射线13、浸渍胶喷射线14、碳纤维布布设线15、地下桩基16、既有地下结构17、土体18、后部辅助管线19、渣土输送系统20、电子距离检测系统21、加固材料输送系统22、电力与信号输送系统23、小转轴24和联结绳收束轴25；

所述注浆孔8为卡轨5末端上的开口，与卡轨5内置的浆液输送管道相连。

所述方形主体管道1与十字形连接支架2固定连接，连接支架2的中心位置与旋转支架3连接，可旋半轮主体4的背壁设有卡轨5，所述卡轨5可滑动地安装在旋转支架3的滑槽内，所述旋转支架3的滑槽内设有驱动卡轨5的电动轮滑；所述输水管6从后方方形主体管道1输出并通入可旋半轮主体4内部，与可旋半轮主体4上的各个清水喷射孔10相通；联结绳12将多个切割履带9串联起来并设置于可旋半轮主体4内，拉绳7一端连接在可旋半轮主体4内壁上，另一端用环形套连接在相邻切割履带9之间；泥水输送孔11位于可旋半轮主体4底部，所述底胶喷射线13、浸渍胶喷射线14、碳纤维布布设线15分别为可旋半轮主体4内置的工作部件，所述底胶喷射线13、浸渍胶喷射线14、碳纤维布布设线15开口朝向内壁且呈缝状；所述小转轴24位于可旋半轮主体4的末端切口内，用于支撑和改变联结绳12的方向，联结绳收束轴25内置于可旋半轮主体4内部，后部辅助管线19则集成以下四系统的线路：渣土输送系统20、电子距离检测系统21、加固材料输送系统22、电力与信号输送系统23。

优选的，所述方形主体管道1与十字形连接支架2焊接为一体，连接支架2的中心位置与旋转支架3焊接，卡轨5焊接于可旋半轮主体4背壁上并恰好贴合。

本说明书的实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本发明的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。

Claims (6)

1.一种增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)确定盾构断面的高度和尺寸：确定盾构将要穿越桩基的位置及高度，在盾构接收井侧墙确定施工洞圈，提前预埋导向管的方形钢管；

(2)搭设设备：对需要加固的目标桩基进行分层加固，确定好第一层加固位置后，在盾构接收井内固定好后方配套装置，待前方开挖钻头部分准备工作完成后开始调试工作；

(3)掘进开挖：设备调试完成后，开始第一段的掘进开挖，配套设备可以将土体切割后带入方形管道内并慢速向前掘进；

(4)土体搅拌运输：根据配比制备好润滑剂并喷射到挖掘掉的泥渣中，经过搅拌后可以运输到腔室内，然后将混合渣土通过泥水输送孔排至后方管道；

(5)回旋开挖：当掘进至目标桩基的位置时，逆时针切割桩身周圈土体，将桩身裸露出来，并清洗洁净桩身；

(6)桩身加固：桩身处理完好后，对相应位置的桩身表面进行逆时针喷射底胶，然后在桩基表面粘贴碳纤维布；

(7)注浆：桩身加固后，设备缓慢后退同时对土体中空隙进行注浆回填，直至设备全部退出，完成该高度面的桩基的加固工作，至此完成一个高度面的施工步骤；

(8)同理，对于具有一定长度的桩基，将装置上移一个工作高度，重复步骤(3)-(7)进行不同高度的分层分步加固，以达到对整个被截断桩基的加固过程。

2.如权利要求1所述的增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，其特征在于，实现所述增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法的装置包括方形主体管道、连接支架、旋转支架、可旋半轮主体、卡轨、输水管、拉绳、切割履带、清水喷射孔、泥水输送孔和联结绳；所述方形主体管道与十字形连接支架固定连接，连接支架的中心位置与旋转支架连接，可旋半轮主体的背壁设有卡轨，所述卡轨可滑动地安装在旋转支架的滑槽内，所述旋转支架的滑槽内设有驱动卡轨的电动轮滑；所述输水管从后方方形主体管道输出并通入可旋半轮主体内部，与可旋半轮主体上的各个清水喷射孔相通；联结绳将多个切割履带串联起来并设置于可旋半轮主体内，拉绳一端连接在可旋半轮主体内壁上，另一端用环形套连接在相邻切割履带之间；泥水输送孔位于可旋半轮主体底部。

3.如权利要求2所述的增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，其特征在于，所述智能装置还包括底胶喷射线、浸渍胶喷射线和碳纤维布布设线，所述底胶喷射线、浸渍胶喷射线、碳纤维布布设线分别为可旋半轮主体内置的工作部件，所述底胶喷射线、浸渍胶喷射线、碳纤维布布设线开口朝向内壁且呈缝状。

4.如权利要求2或3所述的增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，其特征在于，所述智能装置还包括小转轴和联结绳收束轴，所述小转轴位于可旋半轮主体的末端切口内，用于支撑和改变联结绳的方向，联结绳收束轴内置于可旋半轮主体内部。

5.如权利要求2或3所述的增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，其特征在于，所述智能装置还包括后部辅助管线、渣土输送系统、电子距离检测系统、加固材料输送系统和电力与信号输送系统，后部辅助管线则集成渣土输送系统、电子距离检测系统、加固材料输送系统、电力与信号输送系统的线路。

6.如权利要求2或3所述的增加运营地铁车站桩基延性的回旋喷涂施工方法，其特征在于，所述方形主体管道与十字形连接支架焊接为一体，连接支架的中心位置与旋转支架焊接，卡轨焊接于可旋半轮主体背壁上并与贴合连接支架的滑槽。

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