適用于砂卵石地層盾構(gòu)端頭井加固的超高壓旋噴注漿方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)端頭井加固方法，尤其是涉及一種適用于砂卵石地層盾構(gòu)端頭井加固的旋噴注漿方法。
【背景技術(shù)】
[0002]端頭加固是盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)技術(shù)的一個重要組成部分，端頭加固的成功與否直接關(guān)系著盾構(gòu)能否安全地始發(fā)、到達(dá)。盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)是最容易發(fā)生事故的，而端頭加固的失敗又是造成事故多發(fā)的最主要因素。因此，合理選擇端頭加固的施工方法，確保加固后的土體在端頭井圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除后能有良好的自穩(wěn)性、防水性、勻質(zhì)性至關(guān)重要。
[0003]目前，常用的盾構(gòu)端頭井加固方法主要有攪拌粧法、SMff方法、常規(guī)旋噴粧法、凍結(jié)法和降水法。
[0004]攪拌粧法是利用攪拌機(jī)械把固化劑送入地層深部并進(jìn)行就地攪拌，使固化劑與地層中的土體拌和均勻，并在水的摻合下，讓固化劑與土體之間發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使之硬化成水泥土粧體。該方法適用于游泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土及無流動地下水的飽和松散砂土等，加固深度一般在30m以內(nèi)。
[0005]SMff方法是一種在相互搭接的水泥土粧墻中插入型鋼而形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，型鋼起到剛度作用，水泥土起到止水、承受剪力以及控制型鋼的側(cè)移及扭轉(zhuǎn)作用。該方法適用的地層與攪拌粧法相同，但受H型鋼限制，一般加固深度在25m以內(nèi)。
[0006]常規(guī)旋噴粧法是利用高壓射流破壞土體結(jié)構(gòu)，使土體和固化劑混合攪拌后凝結(jié)成高強度的固結(jié)體。該方法適用于淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土等，一般加固深度可達(dá)40m。
[0007]凍結(jié)法是采用人工制冷使土體水分凍結(jié)，進(jìn)而固結(jié)不穩(wěn)定松散地層，并隔斷地下水的施工方法。在盾構(gòu)進(jìn)出洞位于承壓水或微承壓水地層中，進(jìn)出洞風(fēng)險顯著增大，采用凍結(jié)法可使高含水量的地層形成強度很高、隔水效果很好的凍土體。凍結(jié)法適用于地下水流速小于5m/d的砂土或軟粘性土層，加固深度可達(dá)45m。
[0008]降水法是在地層中設(shè)置一定數(shù)量的濾水管，通過水栗等設(shè)備疏干地層中的水分，從而使土體固結(jié)，達(dá)到提高地層強度、減少土體側(cè)向位移、消除流砂等作用的施工方法。降水法特別適用于飽和粉、細(xì)砂地層，一般情況下，盾構(gòu)進(jìn)出洞時，降水法多作為端頭加固的輔助措施。
[0009]以上5種盾構(gòu)端頭井加固方法，攪拌粧法、SMff方法、常規(guī)旋噴粧法和凍結(jié)法較適用于粘性土層，凍結(jié)法和降水法較適用于砂性土層，而對于砂卵石地層，由于砂卵石粒徑大、密實度高、透水性強，只有降水法可作為端頭加固的輔助措施，采用其它幾種方法進(jìn)行端頭加固，加固效果難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種適用于砂卵石地層盾構(gòu)端頭加固的超高壓旋噴注漿方法，該方法能實現(xiàn)盾構(gòu)端頭加固與地層量測監(jiān)控動態(tài)協(xié)同工作，可有效加固砂卵石地層盾構(gòu)的端頭井，加固成粧的直徑大、效率高，而且成本低，可確保砂卵石地層盾構(gòu)安全地始發(fā)、到達(dá)。
[0011]本發(fā)明的以下技術(shù)方案為:通過反循環(huán)鉆機(jī)在砂卵石層跟管鉆進(jìn)成孔后，利用PVC套管代替跟管進(jìn)行護(hù)壁，通過超高壓旋噴機(jī)噴射高壓水、空氣及水泥漿液加固砂卵石層，同時，布設(shè)監(jiān)測儀器量測監(jiān)控；具體包括以下步驟:
(1)開挖溝槽，修建排污和灰漿拌制系統(tǒng)，并進(jìn)行粧位放樣；
(2)采用反循環(huán)鉆機(jī)在砂卵石地層跟管鉆進(jìn)，進(jìn)行引孔；
(3)引孔結(jié)束后，移除引孔鉆機(jī)，下放PVC護(hù)壁套管至孔底；
(4)RJP旋噴機(jī)就位，將其調(diào)整平穩(wěn)，待機(jī)具正常運轉(zhuǎn)后，下放鉆桿至設(shè)計深度；
(5)調(diào)整施工參數(shù)到符合要求后開旋噴，在設(shè)計粧底Im范圍內(nèi)增加旋噴時間，而后按要求提升速度邊旋轉(zhuǎn)邊噴注邊提升，直至旋噴管提到設(shè)計粧頂以上Im范圍；
(6)在旋噴加固的同時，量測監(jiān)控地層的孔隙水壓力及位移；
(7)清洗旋噴注漿管及鉆桿，移位后進(jìn)行下一孔位施工。
[0012]鉆機(jī)鉆孔的直徑在200mm或以上，孔位偏差不超過20mm，PVC護(hù)壁套管直徑為180-200mm。
[0013]超高壓旋噴機(jī)在設(shè)計粧底Im高度范圍旋轉(zhuǎn)噴射至少在5分鐘以上，在設(shè)計粧頂增加Im范圍的噴射高度。
[0014]超高壓旋噴機(jī)的水壓力在35~40MPa，流量在60~70L/min ;空氣壓力在
0.7-1.0MPa，流量在 3.0-7.0m3 /min ;水泥漿液壓力在 40~45MPa，流量在 130~150L/min ;鉆桿的提升速度在Im /30mi η。
[0015]水泥楽液是采用42.5級普通娃酸鹽水泥配置，水灰比在1:1~1:1.5。
[0016]在盾構(gòu)端頭井加固區(qū)附近埋設(shè)監(jiān)測儀器，包括孔隙水壓力計、測斜管及沉降磁環(huán)，施工期間每3小時測量I次，施工結(jié)束后每天測I次，直至基本穩(wěn)定。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果:
(O成粧直徑、深度大，加固效果可靠；
(2)施工效率高，設(shè)備損耗小，經(jīng)濟(jì)效益顯著；
(3)可通過地層量測監(jiān)控手段控制旋噴注漿參數(shù)，實現(xiàn)旋噴注漿加固與地表量測監(jiān)控的動態(tài)協(xié)同工作。
[0018]本發(fā)明通過對砂卵石地層盾構(gòu)端頭井進(jìn)行超高壓旋噴注漿加固，可增強盾構(gòu)端頭土體的自穩(wěn)性、防水性，確保盾構(gòu)的始發(fā)、到達(dá)安全可靠。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明的實施例:本發(fā)明的適用于砂卵石地層盾構(gòu)端頭井加固的超高壓旋噴注漿方法如下:
通過大扭矩工程鉆機(jī)在砂卵石層跟管鉆進(jìn)成孔后，利用PVC套管代替跟管進(jìn)行護(hù)壁，通過超高壓旋噴機(jī)噴射高壓水、空氣及水泥漿液加固砂卵石層，同時，布設(shè)監(jiān)測儀器量測監(jiān)控，實現(xiàn)旋噴注漿與量測監(jiān)控的動態(tài)協(xié)同工作。
[0021]所述的大扭矩工程鉆機(jī)為大扭矩風(fēng)動回轉(zhuǎn)式液壓鉆機(jī)或多功能巖土鉆機(jī)等。
[0022]所述的鉆孔直徑在200mm以上，孔位偏差不超過20mm。
[0023]所述的PVC護(hù)壁套管直徑在180mm，噴射灌漿時通過高壓水切割使其破碎，與水泥漿及砂卵石固結(jié)在一起。
[0024]所述的跟管在PVC護(hù)壁套管下至孔底后，采用液壓拔管機(jī)將其分節(jié)拔出。
[0025]所述的超高壓旋噴機(jī)為RJP旋噴機(jī)。
[0026]所述的超高壓旋噴機(jī)在粧底Im范圍旋轉(zhuǎn)噴射至少5分鐘以上，噴射時，先達(dá)到預(yù)定噴射壓力，待噴漿后再逐漸旋轉(zhuǎn)和提升旋噴管，旋轉(zhuǎn)和提升要確保連續(xù)。
[0027]所述的超高壓旋噴機(jī)在粧頂應(yīng)適當(dāng)增加Im范圍的噴射高度。
[0028]所述的超高壓旋噴機(jī)的水壓力在35~40MPa，流量在60~70L/min ;空氣壓力在
0.7-1.0MPa,流