[发明专利]高承压水下盾构进出洞口土体加固方法

说明书

本发明涉及一种高承压水下盾构进出洞口土体加固方法，其步骤为：(1)钻孔探测；(2)施工前准备，平整场地，地面硬化，根据加固桩平面图测量放桩位；(3)桩机就位；(4)制备高分子聚合物溶液；(5)制备泥浆；(6)钻机下钻；(7)提升喷高分子聚合物溶液；(8)桩机下钻，提升喷浆；(9)重复上下搅拌，桩机提升至顶面后再下沉至底部，然后再提升，重复3～5次；(10)桩机移位，下一个桩的施工。本发明通过施工预处理技术，即水泥系土体加固施工时先采用喷射高分子聚合物溶液对砂性土层进行改良，然后喷射水泥浆、水、膨润土进行加固，保证最后水泥系土体加固效果，实现高承压水下盾构安全进出洞。

技术领域

本发明涉及一种地下隧道施工方法，尤其涉及一种含高承压水盾构进出洞土体加固方法。

背景技术

盾构机的进出洞是盾构施工中最关键的环节，它对这个工程的成败起决定性作用。据数据统计，盾构施工事故有超过50％是由于盾构进出洞导致的，尤其是在含高承压水地层进行盾构进出洞施工。当风险发生时，最主要、最常见的表现形式便是洞口处的涌水、涌砂以及地面坍塌。关于控制承压水地层盾构进出洞的方法，而盾构进出洞土体加固质量是控制盾构进出洞风险的第一道防线。目前在承压含水层中常用的是在洞口加固技术包括水泥系加固和冻结加固。其中水泥系加固主要包括三轴搅拌桩、高压旋喷桩、MJS、RJP、N-jet等等，当前水泥系加固技术主要存在以下不足：在高承压水地层中，随着含水层埋深增大，加固土层深度也达60m，大范围的洞口土体加固技术取芯效果不理想，加固土体强度难于满足设计要求，同时地下加固效果难于有效检测。

据此，需要通过对现有水泥系加固进行改进，得到盾构进出洞水泥加固效果好、防水性能佳、安全性好的承压水地层施工方法。

发明内容

针对含高承压水地层盾构进出洞施工风险大，洞口水泥系加固土体强度难于满足设计要求的技术问题，本发明提供一种高承压水下盾构进出洞口土体加固方法，通过施工预处理技术，即水泥系土体加固施工时先采用喷射高分子聚合物溶液对砂性土层进行改良，然后喷射水泥浆、水、膨润土进行加固，保证最后水泥系土体加固效果，实现高承压水下盾构安全进出洞。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高承压水下盾构进出洞口土体加固方法，具体包括以下步骤：

(1)钻孔探测，根据洞口加固深度探测影响范围内砂性土层埋深及分布，探明并清除一切地面及地下障碍物；

(2)施工前准备，平整场地，地面硬化，确保地基承载力能满足设备的自重和平稳行走的要求，根据加固桩平面图测量放桩位；

(3)桩机就位，按照设计桩位就位，调节桩机底盘的水平度以及桩架的垂直度；

(4)制备高分子聚合物溶液，制备浓度为1％～2％的水溶性高分子聚合物溶液；

(5)制备泥浆，采用硅酸盐水泥合膨润土进行泥浆制备，制备的泥浆倒入集料池内不断的搅拌；

(6)钻机下钻，桩机钻头以0.3～0.5m/min速度开始钻进，直到钻头达到设计深度；

(7)提升喷高分子聚合物溶液，钻头达到设计深度后，开始边提升边注射高分子聚合物，掺量为10％～20％，提升速度为0.2～0.3m/min，到达承压含水层顶部2m以上时停止注射；

(8)桩机下钻、提升喷浆，钻杆再次下钻到设计深度后开始提升注浆，边提升边搅拌，同时注入浆液，浆液注入量为额定量的1/4～1/3；

(9)重复上下搅拌，桩机提升至顶面后再下沉至底部，然后再提升注浆，重复3～5次；

(10)桩机移位，下一个桩的施工。

进一步，步骤(4)中，预处理材料采用水溶性高分子聚合物，掺量为10％～20％。