用于城市地铁隧道上方回填造地区复杂地层的排水固结法的制作方法

本发明涉及地铁施工的技术领域，特别涉及一种用于城市地铁隧道上方回填造地区复杂地层的排水固结法。

背景技术：

近年来，我国国民经济的快速增长，国内基础设施建设得到了迅猛发展，尤其是城市轨道交通，都是各大城市争先发展的建设项目。很多城市通过回填土石方等措施来扩大城市面积，这样形成的地质条件就较为复杂，存在着地质松散、水源丰富、地质不均等诸多不利因素，在富水回填区下方直接开挖隧道非常困难。传统隧道下穿富水回填区一般是采用明挖法施工，即直接挖除，消除回填区地质不确定带来的安全隐患，但这种方法主要存在以下两方面问题：

1.受征地拆迁影响大。很多城区，由于地表建筑和地下管线等诸多因素，选择明挖法，需要考虑征地拆迁具备的条件、需要的时间和经济成本等因素。

2.受交通疏解影响大。很多隧道位于市政道路下方，选择明挖法需要较大场地，需要事先考虑交通疏解方案及经济成本是否可行。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于城市地铁隧道上方回填造地区复杂地层的排水固结法。

本发明的技术方案是：一种用于城市地铁隧道上方回填造地区复杂地层的排水固结法，包括以下步骤：

（1）旋喷桩施工：在地铁隧道上方的加固地层中通过旋喷注浆形成若干个梅花型布置的高压旋喷桩柱，每两个相邻的高压旋喷桩柱互相咬合；

（2）钢花管组制作：在底部钢花管的上端用钢箍焊接若干个也用钢箍依次焊接的普通钢花管，最上端的普通钢花管的顶部进行临时密封处理，制成钢花管组；

（3）插入钢花管组：在步骤（1）结束后立即向高压旋喷桩柱的中心处径直插入步骤（2）中制成的钢花管组；

（4）补充注浆：插入钢花管组后，去除最上端的普通钢花管的临时密封，向钢花管组内注入双液浆；

（5）设置降水井：在打井地层打设若干个位于加固地层两侧的降水井。

优选的，在步骤（1）中：所述高压旋喷桩柱的直径为600mm-800mm，所述高压旋喷桩柱从地面延伸到地铁隧道的顶部，若干个所述高压旋喷桩柱之间的间距为高压旋喷桩柱的直径的2倍减去咬合深度，所述咬合深度为200mm-400mm。

优选的，在步骤（2）中：所述底部钢花管的下端为圆锥状的尖端，所述底部钢花管和普通钢花管的侧面从距离上端1m处均设有向下呈梅花形布置的溢浆孔，每两个在竖向相邻的溢浆孔之间的间距为200mm-300mm，所述溢浆孔的直径为6mm。

优选的，在步骤（4）中：所述双液浆由水泥和水玻璃按照1：1体积比配制而成。

优选的，在步骤（5）中：所述降水井距离加固地层两侧边缘的距离为2m-3m。

优选的，所述降水井为管井，所述降水井的孔径为800mm，所述降水井的井管的管径为400mm，所述降水井伸入到地铁隧道的下方，所述降水井的底部到地铁隧道底部的距离为8m。

本发明的有益效果是：

本发明的用于城市地铁隧道上方回填造地区复杂地层的排水固结法，能够加固回填造地区复杂地层；在回填造地区复杂地层中地铁隧道上方的加固地层中通过旋喷注浆形成若干个梅花型布置的高压旋喷桩柱，起排水固结和加固地层作用；向高压旋喷桩柱的中心处径直插入钢花管组，旋喷浆液凝固后便包裹在钢花管组四周，同时周边地层也固结在浆体四周，这样使地铁隧道上方的加固地层形成整体，更加牢固；向钢花管组内注入双液浆，进一步巩固注浆效果；设置地面降水井，在隧道内注浆达不到止水效果时可以进行地面降水，而且，当地表有较大下沉时，该降水井可用作回灌井。

附图说明

图1为未插入钢花管组时加固地层的平面结构示意图；

图2为图1的a-a剖视图；

图3为插入钢花管组时加固地层的平面结构示意图；

图4为图3的b-b剖视图；

图5为图4的局部放大示意图；

图6为底部钢花管的主视结构示意图；

图7为普通钢花管的主视结构示意图；

图8为设置降水井后打井地层的结构示意图

图中：1.加固地层、2.高压旋喷桩柱、3.钢花管组、31.底部钢花管、32.普通钢花管、4.打井地层、5.降水井。

具体实施方式

本发明的具体实施方式参见图1-8：

一种用于城市地铁隧道上方回填造地区复杂地层的排水固结法，包括以下步骤：

（1）旋喷桩施工：在地铁隧道上方的加固地层1中通过旋喷注浆形成若干个梅花型布置的高压旋喷桩柱2，每两个相邻的高压旋喷桩柱互相咬合，所述高压旋喷桩柱2的直径为600mm-800mm，所述高压旋喷桩柱2从地面延伸到地铁隧道的顶部，若干个所述高压旋喷桩柱2之间的间距为高压旋喷桩柱2的直径的2倍减去咬合深度，所述咬合深度为200mm-400mm；

（2）钢花管组3制作：在底部钢花管31的上端用钢箍焊接若干个也用钢箍依次焊接的普通钢花管32，最上端的普通钢花管32的顶部进行临时密封处理，制成钢花管组3，所述底部钢花管31的下端为圆锥状的尖端，所述底部钢花管31和普通钢花管32的侧面从距离上端1m处均设有向下呈梅花形布置的溢浆孔，每两个在竖向相邻的溢浆孔之间的间距为200mm-300mm，所述溢浆孔的直径为6mm；

（3）插入钢花管组3：在步骤（1）结束后立即向高压旋喷桩柱2的中心处径直插入步骤（2）中制成的钢花管组3；

（4）补充注浆：考虑到地下水可能存在流动性和旋喷实际注浆效果不一定理想，现场对每根钢花管都要补充注双液浆，插入钢花管组3后，去除最上端的普通钢花管32的临时密封，向钢花管组3内注入双液浆，所述双液浆由水泥和水玻璃按照1：1体积比配制而成；

（5）设置降水井5：在打井地层4打设若干个位于加固地层1两侧的降水井5，所述降水井5距离加固地层1两侧边缘的距离为2m-3m，所述降水井5为管井，所述降水井5的孔径为800mm，所述降水井5的井管的管径为400mm，所述降水井5伸入到地铁隧道的下方，所述降水井5的底部到地铁隧道底部的距离为8m。

在回填造地区复杂地层开挖地铁隧道时，该地层分为地铁隧道上方的加固地层1、位于地铁隧道两侧的打井地层4以及位于加固地层下方的开挖地层，打井地层4的厚度大于加固地层1和开挖地层的厚度之和，按照上述步骤进行完之后，开始在开挖地层挖地铁隧道，在隧道内全断面或半断面帷幕注浆后，如果掌子面（礃子面）和侧壁均仍然有明显水流和涌水，就要通过降水井5进行地面管井降水，再补充洞内全断面或半断面帷幕注浆，当地表沉降量超过设计警戒值时，降水井5做回灌井使用。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种用于城市地铁隧道上方回填造地区复杂地层的排水固结法，在地铁隧道上方的加固地层中通过旋喷注浆形成若干个梅花型布置的高压旋喷桩柱，之后立即向高压旋喷桩柱的中心处径直插入制成的钢花管组，插入钢花管组后，去除最上端的普通钢花管的临时密封，向钢花管组内注入双液浆，最后在打井地层打设若干个位于加固地层两侧的降水井，该排水固结法能够加固回填造地区复杂地层。

技术研发人员：聂振宇;谢泽福;王铁法;黄晴;李秋霜
受保护的技术使用者：中交一公局厦门工程有限公司
技术研发日：2017.03.21
技术公布日：2017.07.04