[发明专利]大直径盾构施工遇地层漏斗控制地表沉降的快速处理方法

权利要求书

1.大直径盾构施工遇地层漏斗控制地表沉降的快速处理方法，用于应对大直径盾构隧道施工过程中遭遇地层漏斗的情况，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，探明建筑群地层漏斗的范围；

以方格状布置钻孔查找地层漏斗边界并做好钻探记录，对地层漏斗深度、影响范围、土层分布情况与盾构路径相对位置查探清楚；

步骤S2，调查区间建筑物；

根据地质、隧道埋深确定地表沉降槽宽度及隧道施工的影响范围，在影响范围内调查建筑物位置、建筑物的高度、有无地下室、建造时间、结构类型、内外构件有无损伤、建筑物的基础类型、基础深度、基础尺寸及建筑物与隧道的相对位置关系；

步骤S3，布设地面监测

在距离隧道中线50m以内的建筑物及盾构隧道穿越的建筑物上布设建筑物沉降测点，测点间距在5~10米，沉降测点布置于建筑物角及柱上，各建筑物沉降测点大于等于三个；同时盾构机停机位置亦布设地面监测点，监测频率为1次/1h；

步骤S4，加固地面建筑物的下方土体；使地面建筑物与位于建筑物下方的地基基础形成整体以保证建筑物结构安全；具体如下：

（4.1）孔位布设：沿建筑物周边轮廓线布置地面注浆孔，地面注浆孔选择垂直孔钻进行，地面注浆孔需要斜孔布置时，倾斜角度小于等于10度；根据建筑物基础、地层漏斗各土层深度、隧道埋深确定注浆孔的分层距离；首层注浆深度到底层注浆深度依次记为h₁、h₂…h_i；首层注浆深度h₁应当大于建筑物基础埋深2m；用于控制建筑物下方土体的固结稳定，提高地层漏斗上部土体的承载力；h₂、h₃…h_i的每层注浆深度为3~5m；注浆时严格按照深度划分层次施工，最终注浆孔深距离隧道顶正上方大于等于2m；

（4.2）开钻前的钻头点位与布设的注浆孔点偏差小于等于5cm，垂直注浆孔偏差小于等于1%；采用分段式注浆方式，每一循环进尺控制在3~5m；钻至指定深度时，安装孔口管和止水装置，然后钻到指定深度退出钻杆，安装注浆堵头进行注浆施工，注浆完成后再钻下一深度，再注浆，如此反复，直至完成该孔所有深度的注浆；

（4.3）浆液配合比通过在注浆前及最初3个注浆孔注浆时的现场试验确定，浓度调整步骤为：先稀后浓，根据进浆量和注浆压力的变化调整浆液浓度；浆液采用水泥浆液和水玻璃溶液1：1的方式配比而成，水泥浆液水灰质量比为0.8：1，水玻璃溶液体积配比为水玻璃：水＝0.6：1；

（4.4）在对首层注浆深度注浆时注浆压力控制在1.0MPa以内；当注浆量越来越少直到注浆终压并持续半小时，即视为当前段深度注浆完成，继续钻孔进行下一步施工；对首层注浆深度注浆时当注浆压力突然上升或者从孔壁溢出浆液时，立即停止注浆；当沉降测点数据有剧烈变化时停止注浆，查明原因后调整注浆参数或采取移位措施重新实施注浆；

步骤S5，采用逐层深孔注浆方式改善不良地质区段的土体性质；当建筑物基础下方土体注浆工作达到要求时，进行下一步的深孔注浆；随着注浆孔深度的增加，地面和建筑物与隧道间土体由上往下形成树根状水泥网状脉体，整个地层漏斗范围内土层与土层之间浆脉交错形成稳定的整体，将地层漏斗中的水顶向远方；浆液固结后在地层漏斗内部形成封闭，阻止地层漏斗继续出水；按照每层深度注浆，钻孔达到指定深度时，退出钻杆进行注浆，当注浆量越来越少趋向不变时，灌至终压后稳压10min，注浆完成后再钻下一深度，如此循环直至完成所有孔深的注浆；注浆过程中每分钟记录一次注浆压力、浆液量数据，同时记录监测地面变形位移情况

步骤S6，对隧道及其上方地质进行预注浆加固，封闭地层漏斗底部形成阻水层，提高稳定性；具体如下：

（6.1）孔位布设：注浆孔布设应具体根据监测沉降程度和地层漏斗范围确定a值，最外侧一排注浆孔距离隧道外边缘距离a大于2m，注浆孔按梅花状布置，孔间距为2m；注浆孔深度依据地层漏斗与隧道相对埋深位置确定，A为注浆加固垂直方向的作用范围，包含隧道及拱顶之上的范围B内的土体；B值大于5m，根据地层漏斗底深度确定，以确保浆液加固能有效封堵住地层漏斗底部出水通道；

（6.2）钻孔：开钻前的钻头点位与布设的注浆孔点偏差小于等于5cm，垂直注浆孔偏差小于等于1%；首先安装孔口管和止水装置，自地面往下钻孔至A范围底后在注浆孔口上安装排沙和浆液密封系统，并将钻杆后的供水接头拆下，换成注浆装置准备注浆；注浆完成后，匀速回抽；钻杆往上提1~2m，进行下一指定注浆段注浆，重复以上步骤直至结束当前注浆孔的注浆；

（6.3）注浆施工：钻孔至指定深度后，在注浆带内由孔底自下而上进行注浆，每次注浆浆段长度0.4~0.6m，灌至注浆压力后稳压20min；注完第一段浆段后，上提注浆芯管，进行第二段注浆施工； 在注浆施工过程中，以定压达到设计注浆终压为第一控制原则，单孔注浆满足标准后，将钻具提升至地面，该孔的注浆结束；

步骤S7，检测加固效果。

2.根据权利要求1所述大直径盾构施工遇地层漏斗控制地表沉降的快速处理方法，其特征在于，步骤7具体包括：对整体加固区间采用分析法、钻孔检查、沉降位移方法进行加固效果检测，判断是否能够继续盾构穿越；未达到目标加固效果则进行补孔加固，重复S4、S5施工处理步骤。