[发明专利]一种水平搅喷内插管棚桩施工工法

说明书

本发明公开了一种水平搅喷内插管棚桩施工工法。本发明首先用水平定向钻机将带有导向装置的引孔钻头钻进土层，贯穿加固土层后，换上搅拌钻头并连接管棚，启动水平定向钻机开始回拉，设置泄压孔并封堵洞口，接着开始回拉搅喷过程，在出洞段一定范围内停止搅喷，卸掉搅拌钻头，安置回灌孔，封堵洞口并回灌浆液，将管棚留在桩体内，形成水平搅喷内插管棚桩。本发明中施工工法能够在隧道外轮廓施作相互咬合的水平搅喷内插管棚桩形成连续墙，一次性贯穿加固土层成桩，具有地层适应性强、施工效率高、使用范围广、环境扰动小和加固止水效果好等优点。

技术领域

本发明属于隧道施工工艺技术领域，具体涉及一种水平搅喷内插管棚桩施工工法。

背景技术

城市轨道交通工程修建过程中，经常穿越软弱、松散砂土地层，而软弱砂土层具有胶结能力差、粘聚力低和振动易液化等特点。在工程扰动和地下水作用下，直接开挖隧道，极易发生地表塌陷和隧道渗漏水问题。

现有技术一般是采用帷幕注浆在隧道周围形成加固止水圈或者在隧道周围轮廓施作水平旋喷桩连续墙来承载上覆土体并形成止水帷幕。但隧道穿越超浅埋软弱砂土层时，传统的土层加固工法除了设备占地大，施工周期长等问题外，帷幕注浆自身过大的注浆量和水平旋喷桩自身过大的注浆压力等都会导致地表开裂隆起和管线变形破坏。注浆过程中浆液易在软弱砂土层内发生跑浆，也使得浆液无法有效注入治理区域地层或者有效成桩。上述问题导致目标地层加固效果差，在隧道穿越超浅埋砂土层时更是无法适用。

随着施工技术的不断改进，管棚工法得到了普遍的利用。管棚工法是采用专用钻机将钢管沿隧道开挖轮廓线外一节一节地打入需支护的地层中的预定位置，然后进行注浆，通过浆液在围岩中的扩散，形成一个类似钢筋混凝土的拱形帷幕，从而达到支护开挖线外侧围岩的作用。但是传统管棚工法中采用的是成管后进行注浆加固，管棚与水泥、土的粘接性难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种水平搅喷内插管棚桩施工工法，本发明开始用水平定向钻机贯穿加固土层，设置泄压孔并封堵端口，回拉搅喷的同时安装管棚，使桩体一次性回拉成型，大幅度提高了桩体外侧地层密实度及抗剪强度、抗渗性，而且还具有地层适应性强、施工效率高、使用范围广等优点。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种水平搅喷内插管棚桩施工工法，其特征在于它包括以下步骤：

（1）启动水平定向钻机，引孔钻头旋转钻进，同时引孔钻头上的出水口喷射高压水，直至贯穿加固土层；

（2）引孔钻头贯穿土层后，拆下引孔钻头，换上搅拌钻头，将搅拌钻头一端连接钻杆，另一端连接管棚；

（3）启动水平定向钻机开始回拉，同时搅拌土体并喷射注浆，在出洞段1-2m范围内停止喷射注浆，设置泄压孔并用速凝混凝土封堵洞口；

（4）回拉搅喷并内插管棚：先拌泥浆，然后开启喷射泥浆，孔口冒浆正常后开始回拉钻杆，搅拌钻头打碎土体，土体与泥浆混合填充，管棚随钻杆回拉内插入桩体，边回拉钻杆边连接管棚；

（5）在出洞段1-2m范围内停止喷射注浆，卸下搅拌钻头，安置回灌孔，封堵洞口并回灌浆液；

（6）一根桩施作完成后，根据预先设计的钻孔位置重复上述施作过程。

进一步的：所述步骤（1）中引孔钻头包括圆柱形钢管和钢管上焊接的呈长方体的旋转叶片，引孔钻头内安装有信号发射器。

进一步的：所述步骤（2）中搅拌钻头由呈风扇状排列的三片搅拌叶片组成，搅拌叶片上有浆液出浆口。

进一步的：所述步骤（3）中设置泄压孔的方法为：停止喷射注浆，待管棚到位后，人工清除出洞段1-2m范围内松动土体，将一根直径为5-15cm的L形管一端插入洞内的长度0.5-1m，另一端垂直向上，在洞外的垂直向上的部分长度为0.5-1m。