一种强透水地层加固帷幕结构的施工方法
【专利摘要】本发明属于一种强透水地层加固帷幕结构的施工方法，包括如下步骤。制备地连墙，用挖掘机沿划定的线路进行向下挖掘，形成地连墙沟，在地连墙沟内浇铸混凝土墙形成与地面齐平的地连墙，地连墙的厚为500～600mm，深度为22～25m；安装袖阀管，在套壳料置换结束后，立即在孔内插入袖阀管，每节袖阀管的长度为4m；第一注浆段注浆，待套壳料达到预定的强度后，按设计要求制备注浆料，进行注浆。本发明具有方法和结构新颖简单，施工工序少，注浆范围可控，工作效率高，施工成本低，安全性高，施工速度快，注浆加固效果好和节能环保好的优点。
【专利说明】
一种强透水地层加固帷幕结构的施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种强透水地层加固帷幕结构的施工方法。
【背景技术】
[0002]
目前，随着地层加固处理施工技术的日益成熟，其具有优秀的安全性、高效性和可靠性的地质改良效果，已经被广泛应用于城市地铁、市政公路隧道施工中。尤其，是在穿越江河的水底隧道施工中、在盾构机进出洞的端头加固中，地层加固处理施工技术更是被广泛应用。
[0003]在盾构机进出洞时，施工地端头的地质加固体效果、止水性能状态的良好情况，是决定盾构机进出洞及隧道安全的关键环节。因此，在施工地端头加固体出现失效的情况下、或在强透水地层中，特别是在水底隧道施工中，如何安全可靠地使盾构机进出洞，如何保证端头加固体的施工质量，使施工地端头的加固效果和止水性能达到最佳，是一项需要深度解决的问题。这不仅仅涉及到盾构机的安全，也是保障已成型隧道安全、周边环境和施工人员人身安全的需要。
[0004]现有技术中对地层加固措施有:袖阀管注浆、高压旋喷粧注浆、水泥搅拌粧等方法。高压旋喷注浆及水泥搅拌粧施工受场地和地质限制，对砂卵石地层适应性比较差。
[0005]袖阀管注浆可实现分层注浆，且注浆压力可根据监测数据实时调整。但袖阀管注浆在富水圆砾卵石地层适应性也较差。
[0006]总之，用现有技术在强透水地层、富水和强透水砂性圆砾卵石地层中，会造成注浆施工中注浆量过大(流失量)、注浆扩散范围不可控及胶结效果不好等情况，严重影响注浆加固效果。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种强透水地层加固帷幕结构的施工方法，具有方法和结构新颖简单，施工工序少，注浆范围可控，工作效率高，施工成本低，安全性高，施工速度快，注浆加固效果好和节能环保好的优点。
[0008]为此，本发明的施工方法包括如下步骤:
(I)划定待加固的强透水地层的施工地的范围，并用白线标出划定的线路。
[0009](2)制备地连墙。用挖掘机沿划定的线路进行向下挖掘，形成地连墙沟。在地连墙沟内浇铸混凝土墙形成与地面齐平的地连墙。地连墙的厚为500?600mm，深度为22?25m。
[0010](3)在施工地内测量定位。利用现场基准点用全站仪按设计要求间距进行布孔和确定钻孔深度，组织相关人员对孔位进行测量和复核，确认无误。先从靠近地连墙周边布孔，靠近地连墙周边的两行布孔为0.5mX0.5m间距的梅花型，其余施工地的布孔为ImX Im间距的梅花型。
[0011](4)钻机就位和钻孔。要求钻机安放平稳、牢固并保持水平，钻机必须垂直，并控制导向架垂直度<0.5%，依进行测量的孔位，确认无误后，依布孔进行钻孔施工，成孔直径100?150_米。
[0012](5)向注入套壳料。成孔后，立即通过钻杆将套壳料置换孔内泥浆。方法是将通过循环泥浆的管接到挤压式注浆机上，在注浆压力的作用下，通过钻杆将孔内泥浆置换成套壳料。套壳料在压力作用下，通过钻杆进入钻孔底部，随着套壳料的进入，孔内泥浆从地面孔口置换出来，发现排出的泥浆中含有套壳料时，停止置换。
[0013](6)安装袖阀管。在套壳料置换结束后，立即在孔内插入袖阀管，每节袖阀管的长度为4m。在插入时相邻两节袖阀管用长度为20cm的PVC套管连接。采用U-PVC胶合剂将袖阀管和套管粘牢，第一节袖阀管安装好堵头。再对管中注入清水，以防止袖阀管的弯曲度，下部的袖阀管应保证袖阀管的中心和钻孔中心重合，袖阀管露出地面20cm，再用套头套牢，防止杂物进入管内。
[0014](8)第一注浆段注浆。待套壳料达到预定的强度后，按设计要求制备注浆料，进行注浆。注浆方式采取后退式分段注浆工艺，即在注浆带内由孔底自下而上进行注浆，每次注浆段长0.30m?0.40m，注完第一注浆段后，上提注浆压力管。进行第二注浆段的注浆。注浆过程中如需暂停注浆时，必须先将水泥浆管拿出放入清水桶中，并同时将注浆压力管提升
0.4m，向孔内注清水后再停止注浆，这样既保持管路畅通，又保证注浆不受注水影响。注浆过程中作好注浆工作记录表，注浆孔的注浆工作情况及注浆工序作业时间，在注浆过程中，按注浆压力标准进行注浆控制，注浆终压1.5MPa。当注浆压力达到设计终压，持续时间不少于10分钟，即可结束注浆，袖阀管注浆结束时用清水对袖阀管进行清洗，已备二次注浆。
[0015](9)第二注浆段注浆。若第一注浆段注浆后，经检测符合设计要求，则停止施工。否则，重复第一注浆段注浆进行第二注浆段注浆至符合设计要求为止。
[0016]上述结构设计实现了本发明的目的。
[0017]本发明具有方法和结构新颖简单，施工工序少，注浆范围可控，工作效率高，施工成本低，安全性高，施工速度快，注浆加固效果好和节能环保好的优点。
[0018]本发明在加固体范围外周边设有地连墙止水帷幕，通过袖阀管群对砂卵石强透水地层进行注浆加固。使地连墙完成隔水作用，在加固体范围内采用袖阀管群进行注浆加固地层。这所采用地连墙先行止水再注浆加固地层方法，具有注浆施工效率高、施工质量高、材料不流失及绿色环保等优点。
[0019]本发明相比现有技术所产生的有益效果:
(I)本发明通过检测孔对加固体进行28天强度检测，在传统的袖阀管注浆、高压旋喷粧注浆、水泥搅拌粧等方法不能施工的加固地层中，不满足设计强度和止水要求时，本发明均能进行加固，且达到设计要求。
[0020](2)采用地连墙止水帷幕进行内部注浆，具有注浆施工效率高、质量高、材料不流失，施工成本低及绿色环保等优点。
【具体实施方式】
[0021]一种强透水地层加固帷幕结构的施工方法，包括如下步骤:
包括如下步骤:
(I)划定待加固的强透水地层的施工地的范围。并用白线标出划定的线路。
[0022](2)制备地连墙。用挖掘机沿划定的线路进行向下挖掘，形成地连墙沟。在地连墙沟内浇铸混凝土墙形成与地面齐平的地连墙。所述的混凝土墙的混凝土标高为C20。
[0023]地连墙的厚为500?600mm，深度为22?25m，或深度可依设计要求而定。所述的地连墙的深度大于或等于成孔深度。
[0024]所述的施工地为地连墙的范围内，或地连墙围住施工地的范围。
[0025](3)在施工地内测量定位。利用现场基准点用全站仪按设计要求间距进行布孔和确定钻孔深度。组织相关人员对孔位进行测量和复核，确认无误。先从靠近地连墙周边布孔，靠近地连墙周边的两行布孔为0.5mX0.5m间距的梅花型，其余施工地的布孔为ImX Im间距的梅花型；或所述的靠近地连墙周边的两行布孔为孔距1.5m，排距1.5m，呈三角形布置。所述的其余施工地的布孔为孔距lm，排距lm，呈三角形布置。
[0026](4)钻机就位和钻孔。要求钻机安放平稳、牢固并保持水平，钻机必须垂直，并控制导向架垂直度<0.5%。依进行测量的孔位，确认无误后，依布孔进行钻孔施工，成孔直径100?150毫米或依设定要求而定。
[0027](5 )向注入套壳料。成孔后立即通过钻杆将套壳料置换孔内泥浆。方法是将通过循环泥浆的管接到挤压式注浆机上，在注浆压力的作用下，通过钻杆将孔内泥浆置换成套壳料。套壳料在压力作用下，通过钻杆进入钻孔底部，随着套壳料的进入，孔内泥浆从地面孔口置换出来，发现排出的泥浆中含有套壳料时，停止置换。
[0028]所述的套壳料的原料重量配比是水泥:膨胀土:水=1:1.5:2。
[0029](6)安装袖阀管。在套壳料置换结束后，立即在孔内插入袖阀管。每节袖阀管的长度为4m。在插入时，相邻两节袖阀管用长度为20cm的PVC套管连接，采用U-PVC胶合剂将袖阀管和套管粘牢，第一节袖阀管安装好堵头(形成球阀结构)。再对管中注入清水，以防止袖阀管的弯曲度。下部的袖阀管应保证袖阀管的中心和钻孔中心重合。袖阀管露出地面20cm，再用套头套牢，防止杂物进入管内。
[0030](8)第一注浆段注浆。待套壳料达到预定的强度后，按设计要求制备注浆料，进行注浆(为传统注浆方式，即袖阀管内下入注浆器，注浆器的中间约20cm长开槽孔，在其上下各带有止浆塞，将注浆压力管与袖阀管内的注浆器进行连接)。注浆方式采取后退式分段注浆工艺。即:在注浆带内由孔底自下而上进行注浆。每次注浆段长0.30m?0.40m，注完第一注浆段后。上提注浆压力管，进行第二注浆段的注浆。
[0031 ]注浆过程中如需暂停注浆时，必须先将水泥浆管拿出放入清水桶中，并同时将注浆压力管提升0.4m。向孔内注清水后再停止注浆，这样既保持管路畅通，又保证注浆不受注水影响。注浆过程中作好注浆工作记录表，注浆孔的注浆工作情况及注浆工序作业时间，在注浆过程中，按注浆压力标准进行注浆控制，注浆终压1.5MPa。当注浆压力达到设计终压，持续时间不少于10分钟，即可结束注浆，袖阀管注浆结束时用清水对袖阀管进行清洗，已备二次注浆。
[0032]所述的袖阀管采用Φ48mm的PVC材质。所述的注浆料为水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水:水泥比为1:1，浆液扩散半径为0.75m，注浆压力0.5?1.5MPa，终压为I.5MPa，注浆流量30-40L/min。
[0033](9)第二注浆段注浆，若第一注浆段注浆后，经检测符合设计要求，则停止施工；否则重复第一注浆段注浆进行第二注浆段注浆至符合设计要求为止。
[0034]在没有实施注浆的注浆孔，应采取:所述的袖阀管上端采用快硬水泥进行封口，防止注浆过程中产生冒浆现象。
[0035]本发明的亦可采用传统的袖阀管注浆，故不再累述。
[0036]总之，本发明具有方法和结构新颖简单，施工工序少，注浆范围可控，工作效率高，施工成本低，安全性高，施工速度快，注浆加固效果好和节能环保好的优点。可推广使用。
【主权项】
1.一种强透水地层加固帷幕结构的施工方法，其特征是，包括如下步骤: (1)划定待加固的强透水地层的施工地的范围，并用白线标出划定的线路； (2)制备地连墙，用挖掘机沿划定的线路进行向下挖掘，形成地连墙沟，在地连墙沟内浇铸混凝土墙形成与地面齐平的地连墙，地连墙的厚为500?600mm，深度为22?25m; (3)在施工地内测量定位，利用现场基准点用全站仪按设计要求间距进行布孔和确定钻孔深度，组织相关人员对孔位进行测量和复核，确认无误，先从靠近地连墙周边布孔，靠近地连墙周边的两行布孔为0.5mX0.5m间距的梅花型，其余施工地的布孔为ImX Im间距的梅花型； (4)钻机就位和钻孔，要求钻机安放平稳、牢固并保持水平，钻机必须垂直，并控制导向架垂直度<0.5%，依进行测量的孔位，确认无误后，依布孔进行钻孔施工，成孔直径100?150晕米； (5)向注入套壳料，成孔后立即通过钻杆将套壳料置换孔内泥浆，方法是将通过循环泥浆的管接到挤压式注浆机上，在注浆压力的作用下，通过钻杆将孔内泥浆置换成套壳料，套壳料在压力作用下，通过钻杆进入钻孔底部，随着套壳料的进入，孔内泥浆从地面孔口置换出来，发现排出的泥浆中含有套壳料时，停止置换； (6)安装袖阀管，在套壳料置换结束后，立即在孔内插入袖阀管，每节袖阀管的长度为4m，在插入时相邻两节袖阀管用长度为20cm的PVC套管连接，采用U-PVC胶合剂将袖阀管和套管粘牢，第一节袖阀管安装好堵头，再对管中注入清水，以防止袖阀管的弯曲度，下部的袖阀管应保证袖阀管的中心和钻孔中心重合，袖阀管露出地面20cm，再用套头套牢，防止杂物进入管内； (8)第一注浆段注浆，待套壳料达到预定的强度后，按设计要求制备注浆料，进行注浆，注浆方式采取后退式分段注浆工艺，即在注浆带内由孔底自下而上进行注浆，每次注浆段长0.30m?0.40m，注完第一注浆段后，上提注浆压力管，进行第二注浆段的注浆，注浆过程中如需暂停注浆时，必须先将水泥浆管拿出放入清水桶中，并同时将注浆压力管提升0.4m，向孔内注清水后再停止注浆，这样既保持管路畅通，又保证注浆不受注水影响，注浆过程中作好注浆工作记录表，注浆孔的注浆工作情况及注浆工序作业时间，在注浆过程中，按注浆压力标准进行注浆控制，注浆终压1.5MPa，当注浆压力达到设计终压，持续时间不少于10分钟，即可结束注浆，袖阀管注浆结束时用清水对袖阀管进行清洗，已备二次注浆； (9)第二注浆段注浆，若第一注浆段注浆后，经检测符合设计要求，则停止施工；否则重复第一注浆段注浆进行第二注浆段注浆至符合设计要求为止。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的施工地为地连墙的范围内，或地连墙围住施工地的范围。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的套壳料的原料重量配比是水泥:膨胀土:水=1:1.5:204.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的靠近地连墙周边的两行布孔为孔距1.5m，排距1.5m，呈三角形布置。5.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的其余施工地的布孔为孔距lm，排距lm，呈三角形布置。6.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的地连墙的深度大于或等于成孔深度。7.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的袖阀管上端采用快硬水泥进行封口，防止注浆过程中产生冒浆现象。8.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的袖阀管采用Φ48mm的PVC材质。9.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的注浆料为水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥楽液的水:水泥比为I: I，楽液扩散半径为0.75m，注楽压力0.5?1.5MPa，终压为1.5MPa，注浆流量30-40L/min。10.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的混凝土墙的混凝土标高为C20。
【文档编号】E21D11/38GK106013078SQ201610540372
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】李江波, 李金强, 王强伟, 李新, 丁训秀
【申请人】中建市政工程有限公司, 中国建筑局（集团）有限公司, 中国建筑一局(集团)有限公司