[发明专利]富水砂卵石地层盾构隧道端头水平注浆加固结构施工方法

说明书

本发明公开了一种富水砂卵石地层盾构隧道端头水平注浆加固结构施工方法。富水砂卵石地层盾构隧道端头水平注浆加固结构，为两端封堵的水平放置的筒状结构，其是以水泥浆和水玻璃溶液混合后填充至盾构隧道端头区加固区域的砂卵石空隙内形成，所述筒状结构的内部土体为不加固结构，所述筒状结构的筒壁内径比隧道开挖轮廓线半径小1‑2m，所述筒状结构的筒壁外径比隧道开挖轮廓线半径大2‑3m，所述筒状结构的两端封堵区域的厚度为2m，所述筒状结构的长度比盾构机长3‑4m。本发明施工效率高，加固效果好，能保证盾构始发或接收施工中的端头土体稳定和密封，保证盾构施工安全。

技术领域

本发明涉及一种富水砂卵石地层盾构隧道端头水平注浆加固结构，属于隧道施工技术领域。本发明还涉及上述的加固结构的施工方法。

背景技术

目前国内城市地铁工程软弱地层施工多采用盾构法，它是将盾构机在地层中推进，通过盾构外壳和管片、管片壁后同步注浆支承四周围岩防止坍塌。同时在开挖面前方通过刀盘旋转进行土体开挖，开挖土体时对掌子面施加压力确保土体稳定，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构始发和盾构接收因刀盘土体压力不能确保掌子面土体稳定，需对土体加固。目前加固方式多样，但加固效果好、经济安全方法极少。且盾构始发和接收如果加固失效未及时补救会导致土体坍塌甚至盾构机被埋造成隧道改线，尤其是富水砂卵石地层，风险极大。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种施工效率高，加固效果好的富水砂卵石地层盾构隧道端头水平注浆加固结构，其能保证盾构始发或接收施工中的端头土体稳定和密封，保证盾构施工安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种富水砂卵石地层盾构隧道端头水平注浆加固结构，其特征是：其为两端封堵的水平放置的筒状结构，其是以水泥浆和水玻璃溶液混合后填充至盾构隧道端头区加固区域的砂卵石空隙内形成，所述筒状结构的内部土体为不加固结构，所述筒状结构的筒壁内径比隧道开挖轮廓线半径小1-2m，所述筒状结构的筒壁外径比隧道开挖轮廓线半径大2-3m，所述筒状结构的两端封堵区域的厚度为2m，所述筒状结构的长度比盾构机长3-4m。

本发明还提供了一种上述的的富水砂卵石地层盾构隧道端头水平注浆加固结构的施工方法，其特征是：在隧道端头加固区域按照所述加固结构的形状采用地质钻机分别钻出若干注浆孔，在所述注浆孔内放入PVC注浆管，采用注浆机分别将水泥浆和水玻璃溶液通过钢圈橡胶注浆管注入所述PVC注浆管内，水泥浆和水玻璃溶液在PVC注浆管底部混合注浆形成所述加固结构，对土体进行加固；所述注浆孔的孔底分布在隧道开挖轮廓线半径内1-2m、隧道开挖轮廓线半径外2-3m以及加固区域的起点、终点2m范围的掌子面位置。

进一步的，所述注浆孔的孔始端位于隧道开挖轮廓线内侧。

进一步的，为保证施工效果，注浆钻孔顺序为由上到下，由前向后；先钻孔成孔后注浆，注浆完成后再钻孔，如此循环，直至探孔、取芯检测达到加固效果。

进一步的，为确保钻进作业的顺利实施，在钻机的钻杆内设有两根注浆管A，钻孔时通过所述注浆管A注入高压水，高压水在钻头处喷出松动钻头处的小粒径卵石，实现注浆孔的成孔。

进一步的，注浆孔成孔后，分别向钻杆内的两根注浆管A注入水玻璃溶液和磷酸溶液，两种溶液在钻头处混合并在注浆压力下沿钻杆的外壁和钻孔壁间的空隙向孔外方向流动，至浆液均匀流出孔外停止注浆，待浆液初步凝固形成护壁后再分节抽出钻杆。通过采用水玻璃溶液和磷酸溶液在注浆孔的孔壁上形成护壁，可以有效地防止孔壁坍塌，保证施工顺利。

进一步的，防止高压注浆时爆管，向PVC注浆管内注浆前在所述PVC注浆管的外侧端头处接有钢注浆管，钢注浆管通过三通分别与两根钢圈橡胶注浆管连接。

进一步的，向PVC注浆管内注浆时，水泥浆和水玻璃溶液通过PVC注浆管与孔道护壁之间的间隙向孔外涌流并逐渐凝固包裹所述PVC注浆管并封堵密实。