[发明专利]一种控制地铁运营盾构隧道沉降的自膨胀桩施工方法

说明书

本发明提供了一种控制地铁运营盾构隧道沉降的自膨胀桩施工方法，包括以下步骤：1)勘探取样：在隧道工后长期沉降区域钻孔取出岩芯，将岩芯进行的土工试验，得到试样的物理力学指标并划分不同的土层范围，确定坚硬土层顶面所在位置埋深，选择适合不同类别土层的注浆压力P_注浆；2)钢管和圆型土工袋制作：21)选取与钻孔匹配的钢管，并且钢管外壁与钻孔内壁之间间隔一定距离以放置圆形土工袋和钢管箍环；22)通过勘探取样分析划分不同土层范围，在钢管外侧按照土层的划分，依次打上注浆口；23)在钢管外套置圆型土工袋；3)钻机钻注浆孔；4)灌浆施工。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及地铁运营盾构隧道沉降的自膨胀桩施工方法。

背景技术

在软土地层中修建地铁盾构隧道，盾构隧道工后会有不断发展的长期沉降，隧道长期沉降中最常见的病害形式有水害、衬砌破损和运行不平顺。隧道水害不仅增加隧道内湿度，造成电路短路等事故，而且危及运输安全。隧道由于渗水和漏水，将会造成衬砌开裂或使原有裂缝发展变大，加重衬砌的裂损。隧道的长期沉降，使得列车运行不平顺。目前对于控制地铁盾构隧道沉降有许多措施，如扩大承载面积、增大初期支护刚度、增设仰拱、增设锁脚钢管、软基注浆、增设锚杆等。扩大承载面积、增大初期支护刚度、增设仰拱、增设锁脚钢管等这些都是在施工阶段的措施，在隧道开挖时增强地基承载力，需要大空间，软基注浆易被地下水流冲刷，无法保证有效加固范围，增设锚杆在钻孔和安装过程中比较复杂、工作量较大和时间长，会影响地铁的正常运营。但是运营期间的地铁盾构隧道不能进行大规模的开挖和修复，而且运行的隧道空间较小，大型设备无法进入修复，每天的夜间运营隧道停运时间短需要保证在较短的时间里采取控制地铁下沉和加固土体的措施，因此，有必要研究一种有效控制地铁运营盾构隧道下沉的自膨胀桩的施工方法，该方法不需要大型设备，对盾构隧道管片损伤小，施作时间短，并有效加固盾构隧道周围土体。

中国专利(申请号：202022270102.9，公开日：2020-10-13)公开了一种隧道内软基处理的钢管桩复合地基结构，适用于隧道施工阶段，通过开设多个等间距的潜地桩和深地桩，形成的钢管桩复合地基提升地基承载力，但在地桩中直接注入浆液，无法控制注浆范围，极易被地下水冲刷流失，而且需要施作的空间大，无法在狭小的运营盾构隧道内施工。

上述专利只适用于地铁隧道施工阶段，施作空间大，无法控制浆液，与地铁运营盾构隧道要求的小开挖、短时和可注性相违背。

中国专利(申请号：202110236605.0，公开日：2021-03-03)公开了一种盾构隧道破碎带地层注浆加固设备及其注浆加固方法，其利用小型的注浆设备注入盾构管片背部区域和深度注浆区域，两部分区域通过先后注浆加固隧道，破碎地带透水性强，在施作的过程中没办法控制注浆，需要进行多次注浆，并无法保证注浆质量，导致人力物力的增加。中国专利(申请号：202010419966.4，公开日：2020-05-18)公开了一种盾构隧道压密注浆结构，其利用支撑脚和可调节注浆组件组成的注浆装置，提升注浆效率和稳定性，但没有提供可靠稳定的注浆加固方法，无法保证对地基的加固效果。中国专利(申请号：201310554187.5，公开日：2013-11-11)公开了软土地基盾构隧道沉降控制钢套管注浆加固装置，其利用TAM单元串接成的钢套管，结合膨胀式止浆塞，可以在任意埋深向周围土体进行注浆，但无法判断周边土层特性，施加相应的注浆压力，降低了浆液的可注性。

上述专利适用于地铁隧道运营阶段，都没有很好的控制性注浆措施，浪费人力物力，并无法保证形成桩体的质量。

中国专利(申请号：201811252811.5，公开日：2018-10-25)公开了盾构隧道内深孔注浆加固方法及设备，其在注浆管内设置逆止阀，注浆管管口设置球阀，封堵地下水和跑浆的现象，但没有提供小型便捷的注浆装置，无法保证注浆加固的顺利进行。中国专利(申请号：202011618835.5，公开日：2020-12-31)公开了一种盾构隧道沉降控制钢套管注浆加固装置，其钢套管分内钢管和外钢管，两部分钢管通过注浆组件分开注浆，延伸了注浆长度，但没有控制注浆量的措施，形成的微型桩质量无法保证。