[发明专利]地下水富集的砂层地段地铁管棚施工方法

摘要

本发明属于地铁施工技术领域，具体是一种地下水富集的砂层地段管棚施工方法。解决了普通的管棚施工工艺无法施做下穿地下水富集的砂层地段超前支护施工的问题，具体施工步骤如下：一.超前大管棚施工。二.降水井施工。三.WSS注浆加固。四.孤石、漂石处理。五.隧道开挖施工。本发明有效防止流水流砂的情况。

主权项

1.一种地下水富集的砂层地段管棚施工方法，其特征在于：具体施工步骤如下：一.超前大管棚施工；1）预施做堵头墙，采用混凝土模筑，堵头墙做成环梁形式，环梁内采用钢筋与已经完成的初支结构连接，环梁的厚度为40~50cm，宽度为0.9~1m，浇筑时保证混凝土的密实性，在浇筑过程中间断性的敲击模板，增加混凝土的密实度；2）在施做管棚前采用金刚钻机开孔，开孔要保证角度的精确性，线路坡度为θ°，管头下垂挠度为θ°+0.8°，金刚钻机开孔时，在钻孔上安装孔口密封装置；3）根据在拱部放出的中线点来控制钻机与设计线路的平行，并用量角器控制管棚钻机的打设倾角，保证每一根管棚的角度在同一个轮廓面上，防止管棚角度不一造成的环切面不整齐，出现掉块现象；4）在管棚施做断面之前，预施做正常断面的加大断面，本部管棚室断面较设计断面加大70cm，长度为6m，正常断面进加大断面需架立两榀缓冲拱架，拱架半径介于正常段和管棚室断面半径之间，保证断面的平稳过度和有效连接；5）钻进开始时采用金刚钻头，如果在已经探知前方地层中有孤石或者不宜成孔的粗砂地层，提前将钻头更换为复合片钻头，保证成孔率，在探知前方孤石或者风化岩体距离孔口0‑10m时，直接用复合片钻头，如果超过10m，将复合片钻头更换为冲击钻，如果碰见不易成孔地层，增加膨润土，形成泥浆护壁，保证钻机在研磨过程中钻孔用水回流时，带出大量前方地层中的砂，形成松散和空洞区；二.降水井施工；三.WSS注浆加固；四.孤石、漂石处理；1）孤石、漂石完全发育在开挖轮廓线外时，严格按设计控制超前管棚施工，保证管棚与开挖轮廓的位置关系，保证管棚贯穿孤石进而形成整体结构，在局部管棚间隙过大或孤石粒径较小的区域补打超前小导管；2）孤石、漂石一部分发育在开挖轮廓线外，另一部在轮廓线内时，局部破除，现场依据短进尺、弱爆破的原则，从孤石临空面下部往上，分多次爆破，每次布置4~6个炮孔，减振孔4个，每个炮孔内装填100g炸药，炮孔深度以孤石粒径和循环进尺综合考虑为0.8~1m；3）孤石、漂石发育在开挖轮廓线内时，如果石头粒径不大于1m，先行开挖，避开孤石、漂石，待挖出后，将孤石运至已经闭合的初支段后续爆破的方式施工；如果石头粒径大于1m且不大于1.5m，开挖一榀，爆破一榀，爆破在临空部分一次进行；如果石头粒径大于1.5m，依据短进尺、弱爆破的原则，从临空面大的一侧开始分多次爆破，每次布置4~6个炮孔，4个减振孔，每个炮孔内装填100g炸药，炮孔深度为0.8~1m；五.隧道开挖施工；台阶法施工采取人工开挖为主，局部孤石或硬质岩石部分采用小药量预裂爆破，拱部开挖每循环进尺0.5~1m，随即安装格栅钢架网喷砼初期支护；并在拱脚两侧设φ42锁脚锚管，与格栅钢架焊连，形成锁脚，打设系统锚杆，防止拱部下沉，下部左右两侧交错开挖，及时架设钢拱架，并尽快封闭成环；下穿段施工时，每循环开挖前，在上断面施做超前探孔，采用风枪打设，每次7个孔，每个探孔深2m，均布于开挖轮廓线内，根据探孔出水及流砂，预判前方地下水及孤石情况；1）如出水流砂，则注浆止水，注浆结束后，进行超前探孔，确认无水后方可再行开挖；2）如流清水无砂带出且开挖位置不在砂层，继续开挖，在距离出水深度1.5m时，暂停开挖，注浆止水，注浆结束后，进行超前探孔，确认后方可再行开挖；3）如流清水无砂带出且出水位置位于砂层，则注浆止水，注浆结束后，进行超前探孔，确认后方可进行下步序施工；4）针对拱架背后出现突水突泥的应急处理，第一进行锚喷，突泥突水的前兆是小范围或间歇性的出水出泥，在这个阶段对出水点进行铺钢筋网锚喷注浆加固堵水处理；如若延误时机，小范围变成大范围，水压增大现象时，应立即组织锚喷，并硬性塞填砂袋和棉被充填物，预留泄水孔，泄水孔根据流水流砂判断预留，如不含砂直接用φ42小导管，如含砂选用φ100PVC钢管。