CN208564582U - 一种临近河道盾构始发端头地层加固装置 - Google Patents
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Abstract
一种临近河道盾构始发端头地层加固装置,包括在盾构始发端头纵向9m范围内设置咬合桩,咬合桩伸入结构底部以下2m、洞身范围2m,隧道两侧外轮廓线外2m范围内设置袖阀管注浆加固,袖阀管注浆加固沿隧道轴线方向始发端9m接收端10m、隧道洞身上3m、下2m,盾构洞门加固段设置直径为108mm的管棚,管棚内注浆加固,在加固端头设置3口降水井,分部于掘进前方的左侧、中部、右侧纵向位于车站端头附近;本实用新型可用于水位较高、非黄土地质、硬土、透水性较弱的地质层、没有加固条件、地层埋深大、地下水压水流大等地区,地层加固效果明显。
Description
技术领域
本实用新型属于盾构工程施工技术领域,具体涉及城市地铁盾构隧道始发端头近河道时地层加固装置。
背景技术
在城市地铁盾构施工中,盾构机始发前必须进行端头地层加固,以确保盾构进洞安全。根据地质情况的不同,目前常用的加固方法有素混凝土桩法、地表注浆法、旋喷法、冷冻法等。素桩法一般用于水位不高、黄土地质,成本较低。地表注浆法多用于软土地质,或透水性较强的地层、杂土地层,一般施工成本较高,效果不一定很理想。旋喷多用于软土地质,施工成本高。冷冻发多用于地表没有加固条件、地层埋深大、地下水压水流大等情况,施工成本高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克上述方法的不足,提供一种施工成本低、速度快、地层加固效果好的临近河道盾构始发端头地层加固装置。
解决上述技术问题采用的技术方案是:包括在盾构始发端头纵向9m范围内设置咬合桩,咬合桩伸入结构底部以下2m、洞身范围2m,隧道两侧外轮廓线外2m范围内设置袖阀管注浆加固,袖阀管注浆加固沿隧道轴线方向始发端9m接收端10m、隧道洞身上3m、下2m,盾构洞门加固段设置直径为108mm的管棚,管棚内注浆加固,在加固端头设置3口降水井,分部于掘进前方的左侧、中部、右侧纵向位于车站端头附近。
本实用新型的咬合桩加固包括:咬合桩采用素混凝土桩,桩径800mm,间距600mm,混凝土标号C25,采用超缓凝混凝土,咬合桩顶设置导墙,导墙宽度1m,厚度0.4m,垂直度允许偏差0.3%。
本实用新型的袖阀管注浆加固包括:地面注浆孔的间距为纵向1.50m×横向1.25m,梅花型布置;注浆孔扩散半径1.0m;注浆孔开孔直径不小于108mm,终孔直径不小于90mm;孔口管采用直径76mm,壁厚4mm的热轧无缝钢管;所述的钻孔和注浆顺序为先***、后内部,从***进行围、堵、截,内部进行填、压,同一排间隔施工,注浆形式采用后退式注浆,岩层破碎容易造成坍孔时,采用前进式注浆;注浆参数为水泥浆水灰比0.8:1~1:1,注浆压力采用0.2~0.4MPa。
本实用新型的管棚孔口位置在后浇环梁轮廓线外250mm位置布置,管棚环向中心间距400mm,外插角α为1°~2°,管棚个数为19根,范围为拱顶120°;所述的管棚采用108mm,壁厚6mm的无缝钢管,分节安装,管棚分节为5m×3=15m,两节之间用丝扣连接,丝扣螺纹段长大于150mm,相邻两根管棚的接头要错接,其错接长度不小于1.0m,管棚上钻注浆孔,孔径10mm,孔间距200mm,呈梅花型布置,管棚尾部即孔口段2.0m不钻花孔作为止浆段;注浆浆液采用水泥浆,注浆参数为水泥浆水灰比0.8:1~1:1,注浆压力:采用0.2~0.4MPa;管棚导向管在盾构井端墙施工时预埋,管棚导向管长度等于侧墙厚度减去50mm,管棚导向管在后浇环梁轮廓线外250mm处布置,环向间距400mm,外插角α为1°~2°;管棚钢管内注浆,注浆顺序先下后上,全孔可采用后退式分段注浆方式。
本实用新型相比于现有技术具有以下优点:
1、可用于水位较高、非黄土地质的地区,施工成本低。
2、可用于硬土、透水性较弱的地质层,施工成本低、施工效果更理想。
3、可用于没有加固条件、地层埋深大、地下水压水流大等地区,地层加固效果更好。
附图说明
图1是本实用新型车站端头盾构始发加固平面示意图。
图2是本实用新型盾构井端头地层加固纵剖面。
图3是本实用新型盾构进洞横断面图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是管棚9结构示意图。
图6是管棚导向管结构示意图。
图7是图6的左视图。
图8是管棚9连接示意图。
图中:1、车站围护结构;2、车站内墙;3、后浇环梁;4、玻璃纤维筋围护桩;5、咬合桩;6、袖阀管注浆加固;7、侧墙;8、盾构井;9、管棚;10、盾构管片;11、洞门环梁外边线;12、管棚导向管;13、定位钢筋;14、丝扣;α、外插角。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明,但本实用新型不限于这些实施例。
实施例1
在图1~8中,本实用新型一种临近河道盾构始发端头地层加固装置,包括在盾构始发端头纵向9m范围内设置咬合桩5,咬合桩5伸入结构底部以下2m、洞身范围2m,本实施例的咬合桩5咬合桩5采用素混凝土桩,桩径800mm,间距600mm,混凝土标号C25,采用超缓凝混凝土,咬合桩5桩顶设置导墙,导墙宽度1m,厚度0.4m,垂直度允许偏差0.3%;咬合桩5施工时,应在素混凝土桩初凝前,通过成孔切割部分素混凝土桩身形成素混凝土的相互咬合,但应避免过早切割;加固完成后,需对加固效果进行检测,各项参数指标满足要求后盾构开始掘进,其无侧限抗压强度应大于1MPa,渗透系数应小于1.0×10-6cm/s。
隧道两侧外轮廓线外2m范围内设置袖阀管注浆加固6,袖阀管注浆加固6沿隧道轴线方向始发端9m接收端10m、隧道洞身上3m、下2m,地面注浆孔的间距为纵向1.50m×横向1.25m,梅花型布置;注浆孔扩散半径1.0m;注浆孔开孔直径不小于108mm,终孔直径不小于90mm;孔口管采用直径76mm,壁厚4mm的热轧无缝钢管;所述的钻孔和注浆顺序为先***、后内部,从***进行围、堵、截,内部进行填、压,同一排间隔施工,注浆形式采用后退式注浆,岩层破碎容易造成坍孔时,采用前进式注浆;钻进过程中遇涌水或因岩层破碎造成卡钻时,应停止钻进,进行注浆扫孔后再行钻进,注浆参数为水泥浆水灰比0.8:1~1:1,注浆压力采用0.2~0.4MPa,施工中应根据实际地质情况,并通过实验确定有关施工参数;注浆完成后,在开挖轮廓线范围内打设检查孔,检测注浆效果,检查孔5个,其中上部2个,左右侧各1个,底部1个,检查孔直径110mm,长度约7m,平均出水量小于0.2L/min,也可采用任一孔出水量小于5L/min;压水检查,在1.0MPa压力下,吸水量小于2L/min。加固体抗压强度不小于1MPa;渗透系数小于等于1×10-6cm/s。
盾构洞门加固段设置直径为108mm的管棚9,管棚9内注浆加固,同时辅以地面注浆和邻近洞门的8环管片二次注浆,利用车站端头井作管棚工作室,管棚工作室可根据施工机具设备及施工工艺要求调整设计;管棚9孔口位置在后浇环梁3轮廓线外250mm位置布置,管棚9环向中心间距400mm,可根据地质情况适当调整,以保证盾构机顺利出洞为准,管棚9外插角α为1°~2°,实施范围为拱顶120°;所述的管棚9采用108mm,壁厚6mm的无缝钢管,分节安装,管棚分节为5m×3=15m,两节之间用丝扣14连接,丝扣14螺纹段长大于150mm,相邻两根管棚9的接头要错接,其错接长度不小于1.0m,管棚9上预钻注浆孔,孔径10mm,孔间距200mm,呈梅花型布置,管棚9尾部即孔口段2.0m不钻花孔作为止浆段;注浆浆液采用水泥浆,注浆参数为水泥浆水灰比0.8:1~1:1,注浆压力:采用0.2~0.4MPa,施工中应据实际地质情况,并通过试验确定有关施工参数;管棚导向管12在盾构井8端墙施工时预埋,管棚导向管12长度等于侧墙7厚度减去50mm,管棚导向管12在后浇环梁3轮廓线外250mm处布置,环向间距400mm,外插角α约1°~2°,管棚导向管12按设计钻孔,钻孔时将钢管随钻头一起钻入地层内,当达到设计深度后停机,所述的管棚导向管外侧环向设置有2根定位钢筋13,2根定位钢筋13之间的圆心角为60°,管棚导向管12应严格定位,管棚9钻进过程中应采用水平测斜仪经常量测管棚9的偏斜度,发现偏斜值超出设计要求时,应及时纠偏;管棚9钢管内注浆,注浆顺序先下后上,全孔可采用后退式分段注浆方式,管棚9孔口处需采用切实有效的封堵措施,确保满足主体结构防水要求。
在加固端头设置3口降水井进行辅助降水,分部于掘进前方的左侧、中部、右侧纵向位于车站端头附近;降水过程中严格按照规范要求控制抽水含沙率,将距离洞门10m范围内的地下水位至少降至洞门环梁底部以下0.5m。
Claims (3)
1.一种临近河道盾构始发端头地层加固装置,其特征在于:包括在盾构始发端头纵向9m范围内设置咬合桩,咬合桩伸入结构底部以下2m、洞身范围2m,隧道两侧外轮廓线外2m范围内设置袖阀管注浆加固,袖阀管注浆加固沿隧道轴线方向始发端9m接收端10m、隧道洞身上3m、下2m,盾构洞门加固段设置直径为108mm的管棚,管棚内注浆加固,在加固端头设置3口降水井,分部于掘进前方的左侧、中部、右侧纵向位于车站端头附近。
2.据权利要求1所述的一种临近河道盾构始发端头地层加固装置,其特征在于所述的咬合桩加固包括:咬合桩采用素混凝土桩,桩径800mm,间距600mm,混凝土标号C25,采用超缓凝混凝土,咬合桩顶设置导墙,导墙宽度1m,厚度0.4m,垂直度允许偏差0.3%。
3.据权利要求1所述的一种临近河道盾构始发端头地层加固装置,其特征在于:所述的管棚孔口位置在后浇环梁轮廓线外250mm位置布置,管棚环向中心间距400mm,外插角α为1°~2°,管棚个数为19根,范围为拱顶120°;所述的管棚采用108mm,壁厚6mm的无缝钢管,分节安装,管棚分节为5m×3=15m,两节之间用丝扣连接,丝扣螺纹段长大于150mm,相邻两根管棚的接头要错接,其错接长度不小于1.0m,管棚上钻注浆孔,孔径10mm,孔间距200mm,呈梅花型布置,管棚尾部即孔口段2.0m不钻花孔作为止浆段;注浆浆液采用水泥浆,注浆参数为水泥浆水灰比0.8:1~1:1,注浆压力:采用0.2~0.4MPa;管棚导向管在盾构井端墙施工时预埋,管棚导向管长度等于侧墙厚度减去50mm,管棚导向管在后浇环梁轮廓线外250mm处布置,环向间距400mm,外插角α为1°~2°;管棚钢管内注浆,注浆顺序先下后上,全孔可采用后退式分段注浆方式。
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