一种减小沉降槽范围和沉降量的装置及其施工方法与流程

本发明属于岩土工程加固领域，具体涉及一种减小沉降槽范围和沉降量的装置及其施工方法。

背景技术：

沉降槽在和基坑、盾构隧道工程中产生。在基坑工程中，基坑开挖对坑周围土体产生影响，使坑外土体往坑内滑移，从而基坑周围产生沉降槽；同上，盾构隧道开挖过程中也伴随着周围土体损失，从而使一定范围内产生沉降槽。当对沉降槽控制不当时，基坑和盾构隧道工程中产生的沉降槽往往会对周围环境产生不利影响，主要使周围道路、建筑物和各种设施产生变形甚至破坏，甚至造成人员伤亡，减小沉降槽范围和沉降量对生命和财产的保护尤为重要。

减小沉降槽范围和沉降量的方法有很多，针对基坑工程中主要采用加大基坑支护结构刚度，从而减小围护结构变形，基坑开挖过程中对周围土体影响减小；针对盾构隧道工程中主要通过性能更好的盾构机控制周围土体的损失。但增大围护结构刚度和减小盾构隧道施工过程中土体损失率对滑裂面的控制有限，技术经济合理性较差。

技术实现要素：

为了解决现有的减小沉降槽范围和沉降量的装置和方法效果差的缺点，本发明提供了一种减小沉降槽范围和沉降量的装置及其施工方法，以减小基坑和盾构隧道工程中产生的沉降槽范围和沉降量。

本发明采用的技术方案是：

本申请实施例提供一种减小沉降槽范围和沉降量的装置，包括滑裂面，所述滑裂面为斜面，且所述斜面自所述滑裂面与地表的交线向盾构隧道或基坑向下倾斜延伸；

所述滑裂面上设有所述装置，所述装置包括自所述滑裂面与地表的交线向盾构隧道或基坑所在方向间隔设置的若干个注浆管组；

所述注浆管组包括若干个沿盾构隧道的长度方向或基坑的长度方向间隔设置并排成一列的若干个注浆管；且相邻两注浆管组内的注浆管相互错开；

注浆管所述注浆管沿轴向的底端是实心的尖头端，且所述注浆管的底端固定嵌设在所述滑裂面以下，所述注浆管沿轴向的顶端竖直向上延伸并位于所述滑裂面以上；所述注浆管内沿轴向设有注浆通道，且所述注浆通道的注浆口设置在所述注浆管的顶端，所述注浆通道的底端设有若干个沿所述注浆管的径向向所述注浆管外辐射的出浆口；所述出浆口的内端与所述注浆通道连通，所述出浆口的外端沿所述注浆管的径向向所述滑裂面延伸并与所述滑裂面连通，且所述出浆口的外端与所述滑裂面平齐。

进一步的，各所述注浆管组相互平行。

进一步的，相邻两注浆管组之间的间距相等。

进一步的，各注浆管组内相邻两注浆管之间的间距相等。

进一步的，所述尖头端呈圆锥状。

进一步的，所述注浆管顶端的外壁上设有用于与外部注浆设备连接的螺纹。

进一步的，所述出浆口的内端开口小于所述出浆口的外端开口。

进一步的，所述装置包括m个注浆管组，m≥2，且m为正整数；当n为偶数时，第n列注浆管组内的第k个注浆管位于第n-1列注浆管组内的第k个注浆管和第n-1列注浆管组内的第k+1个注浆管之间的连线的中垂线上；且第n列注浆管组内的第k个注浆管位于第n+1列注浆管组内的第k个注浆管和第n+1列注浆管组内的第k+1个注浆管之间的连线的中垂线上；

当n为奇数时，第n列注浆管组内的第k个注浆管、第k+1个注浆管与第n-1列注浆管组内的第k个注浆管的距离相等；且第n列注浆管组内的第k个注浆管、第k+1个注浆管与第n+1列注浆管组内的第k个注浆管的距离相等；

其中，1≤n≤m，且n为正整数，k为正整数。

进一步的，各注浆管相互平行。

本申请实施例还提供一种减小沉降槽范围和沉降量的装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照预设的注浆管组内相邻两注浆管之间的间距，在所述滑裂面上最靠近盾构隧道或基坑的位置压入第一列注浆管组的各注浆管，并用密封盖盖住各注浆管的注浆口，所述第一列注浆管组沿所述盾构隧道3的长度方向或基坑的长度方向延伸；

(2)按照预设的相邻注浆管组之间的间距沿着所述斜面向上依次压入第n列注浆管组内的各注浆管，并用密封盖盖住各注浆管的注浆口，且相邻两注浆管组内的注浆管相互错开，则：当n为偶数时，第n列注浆管组内的第k个注浆管位于第n-1列注浆管组内的第k个注浆管和第n-1列注浆管组内的第k+1个注浆管之间的连线的中垂线上(所述中垂线位于滑坡面2上)；且第n列注浆管组内的第k个注浆管位于第n+1列注浆管组内的第k个注浆管和第n+1列注浆管组内的第k+1个注浆管之间的连线的中垂线上(所述中垂线位于滑坡面2上)；

当n为奇数时，第n列注浆管组内的第k个注浆管、第k+1个注浆管与第n-1列注浆管组内的第k个注浆管的距离相等；且第n列注浆管组内的第k个注浆管、第k+1个注浆管与第n+1列注浆管组内的第k个注浆管的距离相等；

其中，1≤n≤m，且n为正整数，k为正整数；

(3)依次对各所述注浆管组进行注浆：依次对注浆管组内的各注浆管进行注浆，先取下密封盖，将所述注浆管的注浆口与注浆设备连接，并通过所述注浆管下端出浆口外端处的竖向土压力确定注浆管的注浆压力，所述注浆设备通过注浆口向注浆通道内浇灌满足所述注浆压力的浆液，减少盾构隧道周围或基坑周围的土体损失，从而减小沉降槽范围和沉降量；

(4)注浆全部完成后，依次拔出注浆管并回收。

本发明利用注浆管在滑裂面处进行注浆，注浆充填了滑裂面同时对滑裂面进行加固，以达到在基坑开挖、盾构隧道开挖工程中减小沉降槽范围和沉降量，从而减小工程周围既有建构筑物的目的。

本发明的有益效果体现在：

本发明利用浆液减小工程土体损失率，从而减小沉降槽范围和沉降量，相对于现有方法大大降低难度。每一根注浆管的出浆口都是位于滑裂面处，通过注浆管向滑裂面注浆，可减小土体损失率，同时提高滑裂抗剪力，从而可以减小沉降槽范围和沉降量。另外，注浆管组内的注浆管错开布置，以此达到对整个区域注浆的目的。

附图说明

图1是一实施例中本发明的正视图。

图2是一实施例中注浆管的结构示意图。

图3是一实施例中注浆管的俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照附图，本发明提供一种减小沉降槽范围和沉降量的装置，包括滑裂面2，所述滑裂面2为斜面，且所述斜面自所述滑裂面2与地表的交线向盾构隧道3或基坑向下倾斜延伸；

具体的，在修建所述盾构隧道3或所述基坑时，在所述盾构隧道3沿长度方向的两侧或所述基坑沿长度方向的两侧均会出现所述滑裂面2。

所述滑裂面2上设有所述装置，所述装置包括自所述滑裂面2与地表的交线向盾构隧道3或基坑所在方向间隔设置的若干个注浆管组；

所述注浆管组包括若干个沿盾构隧道3的长度方向或基坑的长度方向间隔设置并排成一列的若干个注浆管1；且相邻两注浆管组内的注浆管1相互错开；

具体的，所述注浆管1是钢管，且钢管长度可按要求加工。

所述注浆管1沿轴向的底端是实心的尖头端13，且所述注浆管1的底端固定嵌设在所述滑裂面2以下，所述注浆管1沿轴向的顶端竖直向上延伸并位于所述滑裂面2以上；所述注浆管1内沿轴向设有注浆通道12，且所述注浆通道12的注浆口设置在所述注浆管1的顶端，所述注浆通道12的底端设有若干个沿所述注浆管1的径向向所述注浆管1外辐射的出浆口14；所述出浆口14的内端与所述注浆通道12连通，所述出浆口14的外端沿所述注浆管1的径向向所述滑裂面2延伸并与所述滑裂面2连通，且所述出浆口14的外端与所述滑裂面2平齐。

具体的，所述出浆口14沿所述注浆管1周向布置4个，出浆口14为内小外大的通孔，防止在插入过程中泥土压入到所述注浆管1内。

进一步的，各所述注浆管组相互平行。

进一步的，相邻两注浆管组之间的间距相等。

进一步的，各注浆管组内相邻两注浆管1之间的间距相等。

进一步的，所述尖头端13呈圆锥状。

具体的，注浆管1呈圆管状，且底端由圆锥状的尖头端13封口，形成尖头端13，从而减小将注浆管压入滑裂面2的难度。

进一步的，所述注浆管1顶端的外壁11上设有用于与外部注浆设备连接的螺纹15。

进一步的，所述出浆口的内端开口小于所述出浆口的外端开口。

进一步的，所述装置包括m个注浆管组，m≥2，且m为正整数；当n为偶数时，第n列注浆管组内的第k个注浆管1位于第n-1列注浆管组内的第k个注浆管1和第n-1列注浆管组内的第k+1个注浆管1之间的连线的中垂线上(所述中垂线位于滑坡面2上)；且第n列注浆管组内的第k个注浆管1位于第n+1列注浆管组内的第k个注浆管1和第n+1列注浆管组内的第k+1个注浆管1之间的连线的中垂线上(所述中垂线位于滑坡面2上)；

当n为奇数时，第n列注浆管组内的第k个注浆管1、第k+1个注浆管1与第n-1列注浆管组内的第k个注浆管1的距离相等；且第n列注浆管组内的第k个注浆管1、第k+1个注浆管1与第n+1列注浆管组内的第k个注浆管1的距离相等；

其中，1≤n≤m，且n为正整数，k为正整数。

进一步的，各注浆管1相互平行。

首先，本发明利用浆液减小工程土体损失率，从而减小沉降槽范围和沉降量，相对于现有方法大大降低难度。其次每一根注浆管1的出浆口14都是位于滑裂面处，通过注浆管1向滑裂面2注浆，减小土体损失率，同时提高滑裂面2抗剪力，从而可以减小沉降槽范围和沉降量。另外，注浆管组内的注浆管1错开布置，以此达到对整个区域注浆的目的。

本实施例所述的一种滑裂面加固装置的施工方法，包括以下步骤：

(1)按照预设的注浆管组内相邻两注浆管1之间的间距，在所述滑裂面2上最靠近盾构隧道3或基坑的位置压入第一列注浆管组的各注浆管1，并用密封盖盖住各注浆管1的注浆口；

(2)按照预设的相邻注浆管组之间的间距沿着所述斜面向上依次压入第n列注浆管组内的各注浆管1，并用密封盖盖住各注浆管1的注浆口，且相邻两注浆管组内的注浆管相互错开，则：当n为偶数时，第n列注浆管组内的第k个注浆管1位于第n-1列注浆管组内的第k个注浆管1和第n-1列注浆管组内的第k+1个注浆管1之间的连线的中垂线上(所述中垂线位于滑坡面2上)；且第n列注浆管组内的第k个注浆管1位于第n+1列注浆管组内的第k个注浆管1和第n+1列注浆管组内的第k+1个注浆管1之间的连线的中垂线上(所述中垂线位于滑坡面2上)；

当n为奇数时，第n列注浆管组内的第k个注浆管1、第k+1个注浆管1与第n-1列注浆管组内的第k个注浆管1的距离相等；且第n列注浆管组内的第k个注浆管1、第k+1个注浆管1与第n+1列注浆管组内的第k个注浆管1的距离相等；

其中，1≤n≤m，且n为正整数，k为正整数；

(3)依次对各所述注浆管组进行注浆：依次对注浆管组内的各注浆管1进行注浆，取下密封盖，将所述注浆管1的注浆口与注浆设备连接，并通过所述注浆管1下端出浆口外端处的竖向土压力确定注浆管1的注浆压力，所述注浆设备通过注浆口向注浆通道12内浇灌满足所述注浆压力的浆液，减少盾构隧道3周围或基坑周围的土体损失，从而减小沉降槽范围和沉降量；

具体的，所述注浆管1下端出浆口外端处的竖向土压力指的是所述注浆管1下端出浆口外端上所覆盖的土体产生的压力，所述竖向土压力的大小由所述土体的重量和所述土体所处的深度共同决定。

具体的，所述的浆液指的是水泥浆液，即水泥和水的混合物。

(4)注浆全部完成后，依次拔出注浆管1并回收。本发明通过所述的注浆管对滑裂面进行注浆，减少盾构隧道3或基坑周围土体损失，从而减小沉降槽范围和沉降量，保护基坑或盾构隧道周围既有建构筑物。

具体的，注浆管组内相邻两注浆管1之间的间距和相邻注浆管组之间的间距需要根据滑裂面2控制效果进行选择。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的例举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。