適用于砂卵石地層盾構端頭井加固的超高壓旋噴注漿方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種盾構端頭井加固方法，尤其是涉及一種適用于砂卵石地層盾構端頭井加固的旋噴注漿方法。
【背景技術】
[0002]端頭加固是盾構始發、到達技術的一個重要組成部分，端頭加固的成功與否直接關系著盾構能否安全地始發、到達。盾構始發、到達是最容易發生事故的，而端頭加固的失敗又是造成事故多發的最主要因素。因此，合理選擇端頭加固的施工方法，確保加固后的土體在端頭井圍護結構鑿除后能有良好的自穩性、防水性、勻質性至關重要。
[0003]目前，常用的盾構端頭井加固方法主要有攪拌粧法、SMff方法、常規旋噴粧法、凍結法和降水法。
[0004]攪拌粧法是利用攪拌機械把固化劑送入地層深部并進行就地攪拌，使固化劑與地層中的土體拌和均勻，并在水的摻合下，讓固化劑與土體之間發生一系列物理化學反應，使之硬化成水泥土粧體。該方法適用于游泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土及無流動地下水的飽和松散砂土等，加固深度一般在30m以內。
[0005]SMff方法是一種在相互搭接的水泥土粧墻中插入型鋼而形成的復合結構，型鋼起到剛度作用，水泥土起到止水、承受剪力以及控制型鋼的側移及扭轉作用。該方法適用的地層與攪拌粧法相同，但受H型鋼限制，一般加固深度在25m以內。
[0006]常規旋噴粧法是利用高壓射流破壞土體結構，使土體和固化劑混合攪拌后凝結成高強度的固結體。該方法適用于淤泥質土、粘性土、粉土、砂土等，一般加固深度可達40m。
[0007]凍結法是采用人工制冷使土體水分凍結，進而固結不穩定松散地層，并隔斷地下水的施工方法。在盾構進出洞位于承壓水或微承壓水地層中，進出洞風險顯著增大，采用凍結法可使高含水量的地層形成強度很高、隔水效果很好的凍土體。凍結法適用于地下水流速小于5m/d的砂土或軟粘性土層，加固深度可達45m。
[0008]降水法是在地層中設置一定數量的濾水管，通過水栗等設備疏干地層中的水分，從而使土體固結，達到提高地層強度、減少土體側向位移、消除流砂等作用的施工方法。降水法特別適用于飽和粉、細砂地層，一般情況下，盾構進出洞時，降水法多作為端頭加固的輔助措施。
[0009]以上5種盾構端頭井加固方法，攪拌粧法、SMff方法、常規旋噴粧法和凍結法較適用于粘性土層，凍結法和降水法較適用于砂性土層，而對于砂卵石地層，由于砂卵石粒徑大、密實度高、透水性強，只有降水法可作為端頭加固的輔助措施，采用其它幾種方法進行端頭加固，加固效果難以保證。
【發明內容】
[0010]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種適用于砂卵石地層盾構端頭加固的超高壓旋噴注漿方法，該方法能實現盾構端頭加固與地層量測監控動態協同工作，可有效加固砂卵石地層盾構的端頭井，加固成粧的直徑大、效率高，而且成本低，可確保砂卵石地層盾構安全地始發、到達。
[0011]本發明的以下技術方案為:通過反循環鉆機在砂卵石層跟管鉆進成孔后，利用PVC套管代替跟管進行護壁，通過超高壓旋噴機噴射高壓水、空氣及水泥漿液加固砂卵石層，同時，布設監測儀器量測監控；具體包括以下步驟:
(1)開挖溝槽，修建排污和灰漿拌制系統，并進行粧位放樣；
(2)采用反循環鉆機在砂卵石地層跟管鉆進，進行引孔；
(3)引孔結束后，移除引孔鉆機，下放PVC護壁套管至孔底；
(4)RJP旋噴機就位，將其調整平穩，待機具正常運轉后，下放鉆桿至設計深度；
(5)調整施工參數到符合要求后開旋噴，在設計粧底Im范圍內增加旋噴時間，而后按要求提升速度邊旋轉邊噴注邊提升，直至旋噴管提到設計粧頂以上Im范圍；
(6)在旋噴加固的同時，量測監控地層的孔隙水壓力及位移；
(7)清洗旋噴注漿管及鉆桿，移位后進行下一孔位施工。
[0012]鉆機鉆孔的直徑在200mm或以上，孔位偏差不超過20mm，PVC護壁套管直徑為180-200mm。
[0013]超高壓旋噴機在設計粧底Im高度范圍旋轉噴射至少在5分鐘以上，在設計粧頂增加Im范圍的噴射高度。
[0014]超高壓旋噴機的水壓力在35~40MPa，流量在60~70L/min ;空氣壓力在
0.7-1.0MPa，流量在 3.0-7.0m3 /min ;水泥漿液壓力在 40~45MPa，流量在 130~150L/min ;鉆桿的提升速度在Im /30mi η。
[0015]水泥楽液是采用42.5級普通娃酸鹽水泥配置，水灰比在1:1~1:1.5。
[0016]在盾構端頭井加固區附近埋設監測儀器，包括孔隙水壓力計、測斜管及沉降磁環，施工期間每3小時測量I次，施工結束后每天測I次，直至基本穩定。
[0017]與現有技術相比，本發明具有以下優點及有益效果:
(O成粧直徑、深度大，加固效果可靠；
(2)施工效率高，設備損耗小，經濟效益顯著；
(3)可通過地層量測監控手段控制旋噴注漿參數，實現旋噴注漿加固與地表量測監控的動態協同工作。
[0018]本發明通過對砂卵石地層盾構端頭井進行超高壓旋噴注漿加固，可增強盾構端頭土體的自穩性、防水性，確保盾構的始發、到達安全可靠。
【具體實施方式】
[0019]下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0020]本發明的實施例:本發明的適用于砂卵石地層盾構端頭井加固的超高壓旋噴注漿方法如下:
通過大扭矩工程鉆機在砂卵石層跟管鉆進成孔后，利用PVC套管代替跟管進行護壁，通過超高壓旋噴機噴射高壓水、空氣及水泥漿液加固砂卵石層，同時，布設監測儀器量測監控，實現旋噴注漿與量測監控的動態協同工作。
[0021]所述的大扭矩工程鉆機為大扭矩風動回轉式液壓鉆機或多功能巖土鉆機等。
[0022]所述的鉆孔直徑在200mm以上，孔位偏差不超過20mm。
[0023]所述的PVC護壁套管直徑在180mm，噴射灌漿時通過高壓水切割使其破碎，與水泥漿及砂卵石固結在一起。
[0024]所述的跟管在PVC護壁套管下至孔底后，采用液壓拔管機將其分節拔出。
[0025]所述的超高壓旋噴機為RJP旋噴機。
[0026]所述的超高壓旋噴機在粧底Im范圍旋轉噴射至少5分鐘以上，噴射時，先達到預定噴射壓力，待噴漿后再逐漸旋轉和提升旋噴管，旋轉和提升要確保連續。
[0027]所述的超高壓旋噴機在粧頂應適當增加Im范圍的噴射高度。
[0028]所述的超高壓旋噴機的水壓力在35~40MPa，流量在60~70L/min ;空氣壓力在
0.7-1.0MPa,流