[发明专利]一种盾构隧道地质勘探钻孔的封孔方法

权利要求书

1.一种盾构隧道地质勘探钻孔的封孔方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：勘探钻孔下部回填；

S2：在勘探钻孔中部内施工与勘探钻孔螺旋配合的螺旋桩体；

S3：对勘探钻孔上部进行回填；

螺旋桩体的长度采用如下方法进行确定：

步骤一：确定所需单桩极限承载力

泥水盾构或土压平衡式盾构非满仓推进时，对封孔材料最大的顶升力P_s与其泥水仓或土仓压力相等，因此取最大顶升压力为泥水仓或土仓压力值，再根据钻孔直径d₀，计算出所需的单桩承载力P_a，其计算公式如下所示：

步骤二：确定螺旋桩体长度

由于桩身带有螺纹，改变了桩与土之间的相互作用关系，其侧阻力主要为螺旋桩的螺牙与土的机械咬合作用力；其破坏以螺纹外的土体剪切强度达到了土的抗剪强度为特征；单桩竖向极限承载力按下式计算：

式中:

Q_uk－－单桩竖向极限承载力标准值；

Q_sk－－单桩竖向总极限侧阻力标准值；

μ－－桩身周长；

l_i－－桩穿越第i层土的厚度；

q_sik－－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

γ_c－－水泥浆重度；

β_si－－单桩第i层土的极限侧阻力标准值增强系数，β_si＝1/α，参数α为粘着力系数，α＝0.2～1.0，取决于土的不排水剪切强度C_ui和桩进入粘土层的深度与桩径之比h_c/d；

由公式(1)中的P_a＝Q_uk，求得螺旋桩体长度l；

将袋装盾构废弃渣土作为下部封孔材料进行封孔，袋装盾构废弃渣土填充高度在盾构机上部1m处。

2.根据权利要求1所述的盾构隧道地质勘探钻孔的封孔方法，其特征在于：螺旋桩体由顺次连接的上桩体和下桩体组成，所述下桩体为旋装在勘探钻孔中以使勘探钻孔内壁形成螺纹的螺纹钻杆，所述上桩体为填充在勘探钻孔螺纹段内的水泥浆填充体。

3.根据权利要求2所述的盾构隧道地质勘探钻孔的封孔方法，其特征在于，螺旋桩体的具体施工过程为：

步骤一、将导浆管放入钻孔内，通过导浆管将配制好的水泥浆注入钻孔内，边注浆边提升导浆管，水泥砂浆灌注高度达设定高度时先停止注浆，拔出导浆管；

步骤二、放置螺纹钻杆

将螺纹钻杆旋入至袋装盾构渣土上方设定位置处，并在勘探钻孔内壁上形成螺纹；

步骤三、二次注浆

再次将导浆管放入勘探钻孔内，继续灌注水泥浆至所需高度为止，注浆完成后，提升出导浆管，并使水泥浆凝固。

4.根据权利要求2所述的盾构隧道地质勘探钻孔的封孔方法，其特征在于：所述螺纹钻杆由一个或多个顺次连接的钻杆组件组成，所述钻杆组件包括外周壁形成有螺旋叶片的杆体，所述杆体中设有导泥孔，相邻钻杆组件上的导泥孔相互连通。

5.根据权利要求4所述的盾构隧道地质勘探钻孔的封孔方法，其特征在于：所述导泥孔由预埋在杆体内的PVC导泥管构成，所述杆体由混凝土或橡胶制成，所述杆体外壁与PVC导泥管之间预埋有环形布置的配筋。

6.根据权利要求2所述的盾构隧道地质勘探钻孔的封孔方法，其特征在于：相邻两钻杆组件在对接处形成有插槽和与所述插槽相配合的插头，相邻两钻杆组件通过横向贯穿所述插头和插槽的销轴实现连接。

7.根据权利要求1或2所述的盾构隧道地质勘探钻孔的封孔方法，其特征在于：钻孔上部回填的覆土层按“以土还土,以砂还砂”的原则进行回填。

8.根据权利要求1或2所述的盾构隧道地质勘探钻孔的封孔方法，其特征在于：在钻孔上部回填前还需要对封孔质量进行检查。