[发明专利]风积砂地层隧道洞口段咬合桩加固方法

说明书

本发明涉及一种隧道咬合桩的加固方法，尤其是风积砂地层隧道洞口段咬合桩加固方法，包括以下步骤：现场准备、浆液备制、掌子面水平桩孔位设置、测量放线、钻机定位角度调整、钻孔和水平旋喷施工；将竖直方向的旋喷桩以水平方向打入隧道开挖轮廓外，进行隧道围岩的预加固，当旋喷桩相互咬合后，在隧道拱顶及周边固结形成封闭的水平旋喷帷幕体，起到防流砂、抗滑移、防渗透的稳定拱売保护作用，基本实现隧道拱顶下沉和水平收敛变形“零”位移，支护效果好，适用风积砂、淤泥层、粘性土、砂砾层、砂类土、泥页岩等软弱地层，能够更好的改善此类颗粒较小、性状松散的软弱围岩的力学性能，隧道超前预加固后开挖时具备良好的安全保证。

技术领域

本发明涉及一种隧道咬合桩的加固方法，尤其是风积砂地层隧道洞口段咬合桩加固方法。

背景技术

旋喷桩兴起于二十世纪七十年代的高压喷射注浆法，八、九十年代在全国得到全面发展和应用。实践证明此法对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，通常为垂直竖向桩体，用于基坑加固。是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的固结浆液通过高压泵获得巨大能量后，从喷嘴中高速喷射进入土体，将一定范围内的土体切削，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，浆液凝固后，在土体中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基得到加固。

风积砂地层的隧道洞口风积沙地层长度达到76m，较松散，易坍塌。通常隧道洞口超前预支护采用大管棚和超前小导管注浆，钢管钻后注浆依靠管壁上的注浆孔向四周扩散，没有将钢管周围软弱围岩切割并与注入浆液搅拌混合这一道程序，不论前进式或后退式注浆法均存在注浆不饱满、地层加固不均匀、浆液延裂隙渗透漏浆等情况，需要在掘进过程出现漏砂和坍塌时反复补注浆进行加固。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种将竖直方向的旋喷桩以水平方向打入隧道开挖轮廓外，进行隧道围岩的预加固，当旋喷桩相互咬合后，在隧道拱顶及周边固结形成封闭的水平旋喷帷幕体，起到防流砂、抗滑移、防渗透的稳定拱売保护作用，能有效保证风积砂地层隧道掘进过程的安全，基本实现隧道拱顶下沉和水平收敛变形“零”位移，支护效果好的风积砂地层隧道洞口段咬合桩加固方法，具体技术方案为：

风积砂地层隧道洞口段咬合桩加固方法，包括以下步骤：

现场准备，所述现场准备包括采用台阶法挖洞，并将高压泵站及浆液搅拌站设置在洞外；

浆液备制，所述浆液备制包括向制浆桶内注入水和水泥，浆液材料水灰比1:0.8～1:1.5，每桶搅拌时间不少于2min；

掌子面水平桩孔位设置，所述掌子面水平桩孔位设置包括水平旋喷桩沿着隧道开挖线范围布置，循环加固长度15m，每循环开挖10m，预留5m作为搭接，先由下至上跳孔施工周边水平旋喷桩，再施工掌子面稳定水平旋喷桩；

测量放线，施工前在掌子面画出隧道开挖轮廓，将所有的开孔孔位测量放线并标好孔号，确定旋喷次序，保证钻机钻孔孔位正确后，再确定钻机定位角度；

钻机定位角度调整，测量放线后按计算的水平旋喷机对位的参数，用垂球、钢尺、配合坡度尺量测，检查钻臂前点和后点坡度，即可调整钻机的倾角及摆角，使钻杆方向符合外插角要求；

钻孔，钻机定位角度调整后启动旋喷钻机，钻头边旋转边钻进，同时用低压低流量清水从喷嘴喷出，达到设计位置停止钻进；

水平旋喷施工，钻孔完成后施作拱部旋喷，次序为拱顶中央孔，然后每次间隔一个孔位从上到下，左右交替补注所缺孔位，拱部完成后施作边墙部位旋喷桩，钻杆钻到位后开始给浆，先旋转半分钟再开始后退，旋喷时，边喷便转动边后退，距离洞口1米左右开始停止旋喷，插入纤维锚杆，封堵洞口，然后开挖隧道上台阶，台阶长度控制在3m左右，施作上台阶初期支护，接着开挖隧道下台阶，施作下台阶初期支护。