[发明专利]一种盾构端头加固结构及加固施作方法

说明书

本发明公开了一种盾构端头加固结构及加固施作方法，加固结构包括素墙和端头水平加固结构，素墙与围护结构之间设有用于止水的注浆加固体或旋喷桩加固体。加固施作方法：先在基坑围护结构外侧钻孔咬合成槽或液压抓斗成槽，槽内浇筑混凝土，形成一道平行于围护结构的素墙；再在隧道洞口处钻水平孔，穿过围护结构和素墙，对盾构端头加固区土体进行注浆加固；然后对围护结构和素墙之间的土体进行钻孔注浆止水或旋喷桩止水，最后，在端头水平加固结构周围施工备用降水井。本发明能够有效加强端头加固效果，保证凿除钢筋混凝土围护结构期间的洞门安全的同时降低设备体积和设备投入成本，地面作业面积小，施工成本低，作业时间短。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种盾构端头加固结构及加固施作方法。

背景技术

盾构进出洞时，一般采用的施工方法是先完成盾构井围护及主体结构，再对盾构隧道端头土体进行改良加固，然后凿除洞门处钢筋混凝土围护结构，进而完成盾构机始发或到达。由于东门在凿除钢筋混凝土围护结构期间处于裸露状态，极易发生洞门涌水涌沙、土体坍塌等现象，严重危及附近地下管线和建筑物的安全，影响盾构机进出洞作业，因此才需要提前对端头土体进行改良加固。

目前，端头加固最常用的方法是采用三轴搅拌桩与高压旋喷桩相结合进行地面垂直注浆加固，即在端头一定范围内打设三轴搅拌桩，再采用高压旋喷桩补强，以达到端头加固的效果。但该方法主要存在以下两点缺点：(一)需要使用大型设备三轴搅拌机，机械设备投入大且占用作业面大，施工成本高，工期长，极大影响施工进度；(二)该方法仅适用于地面下18m以上地层加固，当隧道埋深大于20m时，该法加固效果不佳，难以满足盾构始发、接收需要。因此，如何设计一种加固效果好且施工成本低、安全性强的加固结构，是目前亟待解决的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中存在的不足,提供一种盾构端头加固结构及加固施作方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种盾构端头加固结构，设于盾构隧道始发端或接收端的基坑围护结构外侧盾构端头加固区土层内，包括素墙和端头水平加固结构；所述素墙由在咬合钻孔或液压抓斗所形成的连续槽内浇筑素混凝土构成，素墙径向截面边缘超出隧道断面轮廓线3m；所述端头水平加固结构为设于素墙外侧的水泥土实心结构,端头水平加固结构由水平钻孔注浆形成并满布盾构端头加固区，端头水平加固结构径向截面外边缘超出隧道断面轮廓线3m，且沿隧道轴线长度不小于9m；所述素墙与围护结构之间设有用于封堵地下水的加固体，加固体为注浆加固体或旋喷桩加固体。

2、根据权利要求1所述的盾构端头加固结构，其特征在于：所述素墙外设有多个贯穿盾构端头加固区并用于端头加固的注浆孔，注浆孔包括水平孔和斜孔，注浆孔的孔间距小于所用注浆液在端头水平加固区域土体内的扩散半径的2倍。

进一步地，所述端头水平加固结构所用注浆液采用水泥浆或水泥水玻璃双液浆。

进一步地，所述素墙靠近围护结构一侧墙面与基坑围护结构之间的距离不大于100mm，素墙厚度不小于600mm。

进一步地，所述素墙厚度为600mm至800mm。

进一步地，所述加固体强度不小于1Mpa，渗透系数不大于1.0×10^-6cm/s。

一种基于上述盾构端头加固结构的加固施作方法，包括以下步骤：

S01、在基坑围护结构外侧钻孔咬合成槽或液压抓斗成槽，在槽内浇筑混凝土，形成一道平行与围护结构的素墙；素墙靠近围护结构一侧墙面与基坑围护结构之间的距离不大于100mm，素墙厚度为600mm至800mm，素墙径向截面边缘超出隧道断面轮廓线3m；