[发明专利]一种盾构始发及到达端头土体加固的施工方法

说明书

本发明公开了一种盾构始发及到达端头土体加固的施工方法。其技术方案要点是包括以下施工步骤：测量放样出桩体位置；长螺旋钻机就位，并对一序桩进行钻孔；水泥土浆液配制和拌合；采用长螺旋钻机将水泥土浆液压灌至一序桩的桩孔内；待一序桩中的水泥土浆液强度上升后用长螺旋钻机进行二序桩的钻孔施工，同时切削一序桩，使施工完成后的二序桩能够与一序桩相互咬合；二序桩压灌水泥土浆液；三序桩和四序桩采用长螺旋钻机钻孔施工并压灌水泥土浆液，最终所有桩体相互咬合形成连续的加固土体。该发明可以不依赖原状土实现盾构始发与到达端头的土体加固，尤其适用于有机质含量高的地层和砂卵石地层。

技术领域

本发明涉及地基加固工程，特别涉及一种盾构始发及到达端头土体加固的施工方法。

背景技术

目前，随着地铁施工的快速发展，盾构技术由于具有不影响地面交通、对周围建筑物影响较小、施工速度快等优点，在地铁工程中得到广泛应用。为保证盾构始发时顺利进入土体，到达时安全从土体中出来，需要对盾构的始发和到达相应区域的土体进行加固处理。如图8所示，盾构91已经放入始发站的基坑92内，在线路掘进方向洞口93的背后为土体加固区94。加固土体目的是增强土体强度，保证进出洞时开挖面稳定以及起到止水作用。有统计资料显示，盾构施工事故中超过70%是出现在始发和到达端头部位的，事故类型主要为涌水、涌沙和地面塌陷等，造成事故的主要原因之一是加固方法与地层不适用。

目前，土体加固的方法有旋喷桩、搅拌桩、搅喷桩、水泥土搅拌墙、降水、注浆和冷冻等方法。其中，旋喷桩、搅拌桩、搅喷桩和水泥土搅拌墙的原理为在原状土内高压注入水泥浆或将钻孔内土体与水泥浆进行搅拌，从而使原状土变成水泥土桩；相邻水泥土桩相互重叠,以保证土体加固区94范围内的原状土均被处理成具有较高强度和抗渗性且密实无空洞的加固土体。

旋喷桩（包括单管、双管和三管）主要适用于软土地区的基坑支护、止水帷幕及地基处理,但在施工较硬土层时，受到极大限制，尤其遇到砂层或砂卵石层更是无法实施。搅拌桩在现有设备条件下施工较硬土层时，同样受到极大限制，尤其搅拌砂层或砂卵石层基本无法实施。搅喷桩相比前两种方法有了改进，但是遇到砂卵石层时效果也大打折扣。

水泥土搅拌墙工法在硬土地层应用也极为有限，到目前为止，在北京地区采用三轴搅拌机施工水泥土连续墙仅有一个案例，而且未涉及到北京的砂卵石地层。而且,该方法所用的设备需要较大的场地，给施工带来困扰。

以上施工方法有一个共同缺点，就是需要依赖原状土，在遇到泥炭土层等有机质含量高的地层或砂卵石层时，加固土体很容易形成空洞，引起渗漏，从而导致加固失效，引发事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构始发及到达端头土体加固的施工方法，该方法可以不依赖原状土实现盾构始发与到达端头的土体加固，尤其适用于有机质含量高的地层和砂卵石地层。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种盾构始发及到达端头土体加固的施工方法的施工工艺如下：包括以下施工步骤：测量放样出桩体位置；长螺旋钻机就位并对一序桩进行钻孔；水泥土浆液配制和拌合；采用长螺旋钻机将水泥土浆液压灌至一序桩的桩孔内；待一序桩中的水泥土浆液强度上升后用长螺旋钻机进行二序桩的钻孔施工，同时切削一序桩，使施工完成后的二序桩能够与一序桩相互咬合；二序桩压灌水泥土浆液；三序桩和四序桩采用长螺旋钻机钻孔施工并压灌水泥土浆液，最终所有桩体相互咬合形成连续的加固土体。

通过采用上述技术方案，较硬土层中钻进，尤其在遇到有机质含量高的地层或大的卵砾石、块石时，能达到设计深度及桩径，而且能够适用于有机质含量高的地层，克服了现有方法依赖地层原状土的弊病；通过桩体之间更好的咬合，形成可靠的闭合连续的加固土体；同时由于事先搅拌使得水泥土浆液更均匀，更容易达到加固土体对强度、渗透性和稳定性等参数的要求，从而提高了加固土体的可靠性。