明挖隧道砂层涌水涌砂基坑加固方法与流程

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及明挖隧道砂层涌水涌砂基坑加固方法。

背景技术

在富水饱和砂层进行明挖隧道施工的过程中，时有发生涌水或涌砂事故，在对涌水或涌砂事故进行应急处理之后，为了防止涌水或涌砂事故的再次发生甚至发生塌方事故，需要对发生涌水或涌砂的位置处的砂层进行加固处理。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种明挖隧道砂层涌水涌砂基坑加固方法，加固流程简单易于操作，并能够达到较好的加固效果，对保障基坑围护结构稳定，保护临近建筑以及周边设施的安全起到了重要的作用。

本发明提供一种明挖隧道砂层涌水涌砂基坑加固方法，所述基坑包括围护结构，该方法包括以下步骤：1)在发生涌水或涌砂的基坑的围护结构位置处背向所述基坑一侧通过设置旋喷桩形成用于堵水或堵砂的止水帷幕，所述止水帷幕由两排旋喷桩组成且所述止水帷幕的两端与所述围护结构咬合封闭，以与所述围护结构之间形成围合的空间；2)在所述围合的空间内均布设置多个袖阀管，并采用水泥—水玻璃双液浆对所述多个袖阀管进行注浆加固；3)在所述围合的空间外紧贴所述止水帷幕设置多排钢花管，并采用水泥单液浆对所述多个钢花管进行注浆加固。

优选地，在步骤1)中，所述旋喷桩施工包括：钻孔；在孔中插入注浆管至预定深度；向所述注浆管内腔中旋转喷射水泥浆，同时按预定压力、预定转速、预定速度提升所述注浆管至预定标高以形成旋喷桩。

优选地，所述预定速度小于12厘米/分钟。

优选地，在步骤2)中在所述围合的空间内均布设置多个袖阀管，并采用水泥—水玻璃双液浆对所述多个袖阀管进行注浆加固，包括：使用中空钻杆钻设注浆孔；待所述注浆孔钻设至设计位置后，从所述中空钻杆内腔向所述注浆孔内注入封壳料；取出所述中空钻杆，将所述袖阀管插入至注入有封壳料的注浆孔的孔底；待所述封壳料的强度达到预定强度后，向所述袖阀管的内腔中进行第一轮次注浆；待所述第一轮次注浆完成且所述双液浆凝固达第一预定时间后，向所述袖阀管的内腔中进行第二轮次注浆；待所述第二轮次注浆完成且所述双液浆凝固达第二预定时间后，向所述袖阀管的内腔中进行第三轮次注浆，待所述双液浆凝固达第三预定时间后完成所述注浆加固。

优选地，所述袖阀管的材料为硬质塑料管。

优选地，所述水泥—水玻璃双液浆中，水泥与水玻璃的配合比为1:1。

优选地，步骤3)中在所述围合的空间外紧贴所述止水帷幕设置多排钢花管，并采用水泥单液浆对所述多个钢花管进行注浆加固，包括：钻孔；在孔中插入所述钢花管；向所述钢花管的内腔中注入浆液；封堵所述钢花管的开放端口。

优选地，所述孔呈梅花形布置。

优选地，所述钢花管为无缝钢管，所述钢花管的钻入端呈尖锥形，所述钢花管的尾端焊接有钢筋加劲箍。

优选地，在所述钢花管的管壁上间隔预定距离钻设有梅花型溢浆孔，所述钢花管的尾部具有预定长度的无钻眼的止浆段。

采用本发明提供的明挖隧道砂层涌水涌砂基坑加固方法，通过设置止水帷幕、设置多个袖阀管以及多排钢花管对发生涌水或涌砂位置处的砂层进行加固，加固流程简单易于操作，并能够达到较好的加固效果，对保障基坑围护结构稳定，保护临近建筑以及周边设施的安全起到了重要的作用。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施方式的明挖隧道砂层涌水涌砂基坑加固方法中基坑和砂层的横截面示意图；

图2是根据本发明实施方式的明挖隧道砂层涌水涌砂基坑加固方法中基坑和砂层的纵截面示意图。

附图标记说明

1基坑2围护结构

3止水帷幕4袖阀管

5钢花管

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。

本发明提供一种明挖隧道砂层涌水涌砂基坑加固方法，如图1-图2所示，所述基坑包括围护结构，该方法包括以下步骤：1)在发生涌水或涌砂的基坑1的围护结构2位置处背向所述基坑1一侧通过设置旋喷桩形成用于堵水或堵砂的止水帷幕3，所述止水帷幕3由两排旋喷桩组成且所述止水帷幕3的两端与所述围护结构2咬合封闭，以与所述围护结构2之间形成围合的空间；2)在所述围合的空间内均布设置多个袖阀管4，并采用水泥—水玻璃双液浆对所述多个袖阀管4进行注浆加固；3)在所述围合的空间外紧贴所述止水帷幕3设置多排钢花管5，并采用水泥单液浆对所述多个钢花管5进行注浆加固。

根据本发明的技术方案，步骤1)在发生涌水或涌砂的基坑1的围护结构2位置处背向所述基坑1一侧通过设置旋喷桩形成用于堵水或堵砂的止水帷幕3，所述止水帷幕3由两排旋喷桩组成且所述止水帷幕3的两端与所述围护结构2咬合封闭，以与所述围护结构2之间形成围合的空间。

根据本发明的一种实施方式，组成所述止水帷幕3两端的所述旋喷桩的圆周与所述围护结构2部分相嵌，使得所述止水帷幕3的两端与所述围护结构2实现咬合封闭，以达到封闭防渗的作用。

根据本发明的一种实施方式，为了保证旋喷桩的质量，需要按照设计要求的水灰比配制水泥浆，搅拌时间需要大于60秒，配制完成后需要进行过滤，过滤筛孔要小于旋转喷射的喷嘴直径的1/2，在旋转喷射的过程中应当经常搅动浆液以防止浆液沉淀或浓度降低而影响桩体的强度；为防止浆液凝固收缩影响施工桩顶标高，可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆的措施。

根据本发明的一种实施方式，优选地，在步骤1)中，所述旋喷桩施工包括：钻孔；在孔中插入注浆管至预定深度；向所述注浆管内腔中旋转喷射水泥浆，同时按预定压力、预定转速、预定速度提升所述注浆管至预定标高以形成旋喷桩

根据本发明的一种实施方式，在孔中插入所述注浆管至预定深度后，需要停留预定时间，待孔口冒浆正常后再进行提升。

根据本发明的一种实施方式，优选地，提升所述注浆管的预定速度小于12厘米/分钟。

根据本发明的一种实施方式，所述水泥浆的水灰比为1:1，水泥宜采用普通硅酸盐水泥。

根据本发明的一种实施方式，所述旋喷桩为高压旋喷桩，能够通过桩与桩之间的紧密咬合，形成竖向的帷幕，有效的防止砂层中涌水或涌砂的发生，桩与桩之间在先施工的桩体混凝土初凝之前完成后施工的的桩体浇筑，使得桩与桩之间部份圆周相嵌，桩与桩之间实现紧密咬合。

根据本发明的技术方案，在步骤2)中在所述围合的空间内均布设置多个袖阀管4，并采用水泥—水玻璃双液浆对所述多个袖阀管4进行注浆加固。为了保证所述多个袖阀管4进行注浆加固的质量，需要按照设计要求的配比配备所述双液浆。

根据本发明的一种实施方式，优选地，步骤2)中在所述围合的空间内均布设置多个袖阀管4，并采用水泥—水玻璃双液浆对所述多个袖阀管4进行注浆加固，包括：使用中空钻杆钻设注浆孔；待所述注浆孔钻设至设计位置后，从所述中空钻杆内腔向所述注浆孔内注入封壳料；取出所述中空钻杆，将所述袖阀管4插入至注入有封壳料的注浆孔的孔底；待所述封壳料的强度达到预定强度后，向所述袖阀管4的内腔中进行第一轮次注浆；待所述第一轮次注浆完成且所述双液浆凝固达第一预定时间后，向所述袖阀管4的内腔中进行第二轮次注浆；待所述第二轮次注浆完成且所述双液浆凝固达第二预定时间后，向所述袖阀管4的内腔中进行第三轮次注浆，待所述双液浆凝固达第三预定时间后完成所述注浆加固。

根据本发明的一种实施方式，所述第一预定时间和第二预定时间均为12小时；所述预定强度为0.3兆帕。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述袖阀管4的材料为硬质塑料管，能够承受的最大压力为3兆帕。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述水泥—水玻璃双液浆中，水泥与水玻璃的配合比为1:1。

根据本发明的一种实施方式，在注浆过程中，对地面、周围建筑物、地下管线等进行沉降、倾斜、变形和位移观测，并根据监测情况及时调整注浆压力、注浆量等施工参数。

根据本发明的一种实施方式，所述袖阀管4的底部端头密封以防止所述封壳料进入所述袖阀管4内腔中，所述袖阀管4靠近开口端的外壁上紧套有橡胶套，所述橡胶套紧贴所述注浆孔的孔壁，使得在注浆的过程中不会产生晃动而损坏孔壁。

根据本发明的技术方案，步骤3)在所述围合的空间外紧贴所述止水帷幕3设置多排钢花管5，并采用水泥单液浆对所述多个钢花管5进行注浆加固。根据本发明的一种实施方式，为了保证所述多个钢花管5注浆加固的质量，注浆压力介于0.3～2.0兆帕，当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆进行调整。

根据本发明的一种实施方式，优选地，步骤3)中在所述围合的空间外紧贴所述止水帷幕3设置多排钢花管5，并采用水泥单液浆对所述多个钢花管5进行注浆加固，包括：钻孔；在孔中插入所述钢花管5；向所述钢花管5的内腔中注入浆液；封堵所述钢花管5的开放端口。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述孔呈梅花形布置，钻孔间距可以设置为1.0米。

根据本发明的一种实施方式，所述钢花管5为无缝钢管，所述钢花管5的钻入端呈尖锥形，所述钢花管5的尾端焊接有钢筋加劲箍。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述钢花管5为无缝钢管，对所述多排钢花管5进行注浆，在紧贴所述止水帷幕3的外围土体中形成多排钢花管桩，提高了土体的承载力及稳定性。

根据本发明的一种实施方式，优选地，在所述钢花管5的管壁上间隔预定距离钻设有梅花型溢浆孔，所述钢花管5的尾部具有预定长度的无钻眼的止浆段。

根据本发明的一种实施方式，使用塑胶泥或锚固剂封堵所述钢花管5的开放端口。

根据本发明的一种实施方式，在注浆的过程中注浆压力不能提高到预定压力的情况下，应当重新调整水泥单液浆的浓度及配合比，以缩短凝固时间。

采用本发明提供的明挖隧道砂层涌水涌砂基坑加固方法，通过设置止水帷幕、设置多个袖阀管以及多排钢花管对发生涌水或涌砂位置处的砂层进行加固，加固流程简单易于操作，并能够达到较好的加固效果，对保障基坑围护结构稳定，保护临近建筑以及周边设施的安全起到了重要的作用。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。