本發(fā)明涉及城市隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及富水砂層盾構(gòu)下穿既有隧道m(xù)js工法樁加固體系及其施工方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國城市化水平不斷提高，對城市軌道交通需求日益增大，城市軌道施工技術(shù)得到迅猛發(fā)展。在現(xiàn)行軌道施工技術(shù)中，通常使用盾構(gòu)機進行隧道掘進，然而城市軌道線路規(guī)劃不可避免地會出現(xiàn)下穿既有隧道的情況，若施工不當(dāng)，將引至上部已運營隧道附加應(yīng)力及差異沉降?，F(xiàn)行施工技術(shù)中，通常采用地面注漿加固以減小擬建隧道盾構(gòu)掘進施工對既有運營隧道的影響。

當(dāng)交叉隧道間土體為富水砂層時，如果繼續(xù)采用上述施工方法，則可能由于富水砂層孔隙比大，漿液膠凝時間長，擴散速度快，擴散范圍大，導(dǎo)致土體注漿不飽滿，無法有效實現(xiàn)止水功能，也無法提高土體強度，當(dāng)下部隧道盾構(gòu)掘進施工時，土體極易發(fā)生沉降變形，表現(xiàn)為已運營隧道差異沉降及附加應(yīng)力增大，管片受損嚴(yán)重等問題，同時，地面注漿加固施工方法施工強度大，且按常規(guī)全斷面加固方式易造成較大工程浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：在富水砂層中進行隧道盾構(gòu)掘進施工，當(dāng)施工隧道上方存在已運營隧道，采用地面注漿加固時，由于富水砂層孔隙比大，注漿質(zhì)量差，不能有效止水和支撐土體自身重量，導(dǎo)致上部已運營隧道差異變形及附加應(yīng)力過大，管片受損嚴(yán)重，且地面注漿加固施工強度大，工程浪費多等問題時，提供一種富水砂層盾構(gòu)下穿既有隧道m(xù)js工法樁加固體系及其施工方法，該方法通過在豎井內(nèi)施作mjs水平樁體對交叉隧道間土體進行加固，并在施工完成后予以檢測，確保加固效果，避免隧道盾構(gòu)掘進施工過程中上部已運營隧道工后沉降與變形過大及管片受損嚴(yán)重等問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

富水砂層盾構(gòu)下穿既有隧道m(xù)js工法樁加固體系的施工方法，包括以下步驟：

a、運營隧道管片安全現(xiàn)狀調(diào)查；

b、隧道內(nèi)監(jiān)測系統(tǒng)布置；

c、施工豎井；

d、mjs水平樁加固施工；

e、檢測加固效果；

f、豎井填埋。

上述施工步驟中，通過對上部已運營地鐵隧道管片安全現(xiàn)狀調(diào)查，探明其隧道襯砌既有變形與既有裂縫情況，為后續(xù)分析mjs工法樁施工對上部已運營隧道影響提供依據(jù)，并通過裂縫修補消除部分mjs工法樁施工時的安全隱患。其中所述變形調(diào)查主要為隧道襯砌環(huán)向變形與縱向變形所致隧道拱軸形狀與管片形態(tài)的改變；所述裂縫調(diào)查主要包括對環(huán)縫、縱縫、管片裂縫及注漿孔、螺栓孔處裂縫等的探查。

采取上述施工步驟時，隧道內(nèi)監(jiān)測系統(tǒng)布置即隧道內(nèi)應(yīng)變計、裂縫計及沉降監(jiān)測體系的布置。其中，所述應(yīng)變計為環(huán)向應(yīng)變計，裂縫計為環(huán)縫裂縫計及縱縫裂縫計。通過在上部已運營隧道內(nèi)布置沉降監(jiān)測體系、環(huán)向應(yīng)變計及環(huán)、縱縫裂縫計，可以實時監(jiān)測查明mjs工法樁施工過程對上部已運營隧道的影響規(guī)律，從而判明上部已運營隧道變形現(xiàn)狀，并指導(dǎo)施工。

上述施工步驟中，在施工mjs水平樁前，平面位置上，在擬建隧道軸線上距離上部已運營隧道一側(cè)5m位置處施工豎井，豎井內(nèi)空尺寸8m×6m，長邊方向與擬建隧道軸線方向垂直；豎井內(nèi)設(shè)有橫支撐和底板，底板深度大于mjs水平樁加固深度。

交叉隧道間土體加固區(qū)域橫截面呈拱形，加固區(qū)長度為自豎井至遠(yuǎn)側(cè)運營隧道外3m，厚度基本為交叉隧道間土體厚度；mjs樁水平施工，樁長方向為擬建隧道軸線方向；每根mjs樁均為下半圓形，樁徑2m；為使?jié){液逐步填充擠壓交叉隧道間土體，mjs樁施工順序為左下側(cè)樁體(右下側(cè)樁體)——中下部樁體——右下側(cè)樁體(左下側(cè)樁體)——其余樁體間隔施工。

采取上述施工方式對擬建隧道與上部已運營隧道間土體進行加固處理時，mjs樁體采用純水泥漿，其水灰比為1:1，最大噴漿壓力為40mpa。

在步驟d中，mjs水平樁施工過程可詳細(xì)分解為以下步驟：

d1、采用全站儀在施工區(qū)域內(nèi)布置控制點，通過控制點進行樁位放樣；

d2、鉆桿送放，即在引孔內(nèi)將鉆桿水平送放至設(shè)計位置，如果鉆桿送放困難，打開削孔水進行正常削孔鉆進；

d3、對接鉆桿和鉆頭，對接時，認(rèn)真檢查密封圈情況，看是否缺失或損壞，地內(nèi)壓力是否顯示正常；

d4、重復(fù)c2和c3步驟，直到鉆頭、鉆桿到位；

d5、鉆頭到達(dá)預(yù)定位置后，設(shè)定各工藝參數(shù)，包括搖擺角度、引拔速度、回轉(zhuǎn)數(shù)等，并開始改良；

d6、定位噴射，先開倒吸水流和倒吸空氣，在確認(rèn)排漿正常時，打開排泥閥門，開啟高壓水泥泵和主空氣空壓機。首先用水向下噴設(shè)50cm，壓力為10mpa，然后把水切換成水泥漿，鉆桿重新送放到位后開始向下噴射改良；

d7、在開啟高壓水泥泵時，壓力不可太高，應(yīng)逐步增壓，直到達(dá)到指定壓力，即40mpa，在達(dá)到指定壓力并確認(rèn)地內(nèi)壓力正常后，才可開始回拔；

d8、施工時密切監(jiān)測地內(nèi)壓力，壓力不正常時，必須及時調(diào)整排漿閥大小，控制地內(nèi)壓力在安全范圍以內(nèi)；

d9、mjs水平加固樁封孔施工；

d10、當(dāng)回拔一根鉆桿后，對鉆桿進行拆卸；

d11、重復(fù)以上步驟，直到施工結(jié)束。

采取上述方式進行水平樁施工時，水平成孔施工過程中應(yīng)首先安裝防噴涌裝置，防止噴漿過程中漿液自孔口噴涌滲出，造成成樁直徑小，漿液不飽滿，加固體滲透系數(shù)大，強度低等問題。

上述施工步驟中，mjs工法樁施工采用了獨特的多孔管和前端造成裝置，所述多孔管由排泥管、高壓水泥漿管、主空氣管、倒吸空氣管、倒吸水管、排泥閥傳感器控制線路管、削孔噴水管、多孔管連接螺栓孔、備用管路等組成；所述前端造成裝置上分布有壓力傳感器、排泥口、噴漿口等。

mjs水平樁施工完成后，須對加固區(qū)土體選取10個取芯點進行豎向抽芯檢測，檢測內(nèi)容包括成樁有效樁徑、芯樣單軸抗壓強度、樁體搭接厚度、成樁水平度誤差等。mjs水平樁加固區(qū)應(yīng)滿足成樁有效樁徑不小于樁體直徑，即不小于2m；芯樣單軸抗壓強度不小于1.0mpa；樁體搭接厚度不小于0.4m，且搭接體應(yīng)連續(xù)；成樁水平度誤差不大于1/100。檢查合格后，填埋豎井。

附圖說明

圖1為本發(fā)明富水砂層盾構(gòu)下穿既有隧道m(xù)js工法樁加固體系的施工方法流程圖。

圖2為mjs工法樁施工平面示意圖。

圖3為mjs工法樁施工縱剖面示意圖。

圖4為mjs工法樁施工橫剖面示意圖。

圖5為mjs工法樁施工流程圖。

圖中標(biāo)記：1—上部已運營隧道；2—下部擬建隧道；3—豎井；4—mjs加固區(qū)；5—豎井地連墻；6—mjs樁；7—豎井橫支撐；8—豎井底板。

具體實施方式

下面結(jié)合試驗例及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)闡述。但不應(yīng)理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范疇。

本實施例用于一種在富水砂層盾構(gòu)下穿既有隧道m(xù)js工法樁加固體系的施工場合。

如圖1所示，富水砂層盾構(gòu)下穿既有隧道m(xù)js工法樁加固體系及其施工方法，包括以下步驟：

a、運營隧道管片安全現(xiàn)狀調(diào)查；

b、隧道內(nèi)監(jiān)測系統(tǒng)布置；

c、施工豎井；

d、mjs水平樁加固施工；

e、檢測加固效果；

f、豎井填埋；

上述施工步驟中，通過對上部已行運營隧道管片安全現(xiàn)狀調(diào)查，探明其隧道襯砌既有變形與既有裂縫情況，為分析后續(xù)mjs工法樁施工對上部已運營隧道影響規(guī)律提供依據(jù)，并通過裂縫修補消除部分mjs工法樁時的安全隱患。(mjs工法,mjs工法(mixedjetsystem)又稱全方位高壓噴射工法)。

采取上述施工步驟時，監(jiān)測系統(tǒng)布置即上部運營隧道內(nèi)應(yīng)變計、裂縫計及沉降監(jiān)測體系布置。所述應(yīng)變計為環(huán)向應(yīng)變計，裂縫計主要為環(huán)縫裂縫計及縱縫裂縫計。通過在上部已運營隧道內(nèi)布置沉降監(jiān)測體系、環(huán)向應(yīng)變計及環(huán)、縱縫裂縫計，可以實時監(jiān)測查明mjs工法樁施工過程中對上部已運營隧道的影響規(guī)律，從而判明上部已運營隧道安全與否，并根據(jù)實時監(jiān)測反饋信息指導(dǎo)施工，及時調(diào)整施工參數(shù)，減小對上部已運營隧道的影響。

如圖2所示，在對交叉隧道間土體進行mjs水平樁加固處理前，為方便施工，從平面位置看，須在在下部擬建隧道軸線上距離上部已運營隧道一側(cè)5m位置處設(shè)置豎井，豎井內(nèi)空8m×6m，長邊方向與擬建隧道軸線方向垂直。

如圖2所示，mjs樁水平施工，樁長方向為擬建隧道軸線方向，圖中虛線部分表示mjs水平樁加固范圍；交叉隧道間土體加固長度為自豎井至遠(yuǎn)側(cè)運營隧道外3m，加固厚度基本為交叉隧道間土體厚度。

如圖3及圖4所示，豎井由地連墻、橫支撐與底板組成，地連墻厚0.8m，底板深度大于mjs工法樁加固深度；mjs加固區(qū)橫截面呈拱形，加固區(qū)域內(nèi)共有13根樁體，每根mjs樁均為下半圓形，樁徑2m；mjs樁施工順序為左下側(cè)樁體(右下側(cè)樁體)——右下側(cè)樁體(左下側(cè)樁體)——中下部樁體——其余樁體間隔施工，運用此種施工順序可有效逐步改變上下部隧道間土體密實性，降低加固區(qū)土體滲透性，提高加固區(qū)土體強度，減小隧道盾構(gòu)掘進下穿上部已運營隧道時土體變形，并有助于減小工后沉降，從而保護上部已運營隧道。

如圖5所示，mjs水平樁施工過程包括以下步驟：

d1、采用全站儀在施工區(qū)域內(nèi)布置控制點，通過控制點進行樁位放樣；

d2、鉆桿送放，即在引孔內(nèi)將鉆桿水平送放至設(shè)計位置，如果鉆桿送放困難，打開削孔水進行正常削孔鉆進；

d3、對接鉆桿和鉆頭，對接時，認(rèn)真檢查密封圈情況，看是否缺失或損壞，地內(nèi)壓力是否顯示正常；

d4、重復(fù)c2和c3步驟，直到鉆頭、鉆桿到位；

d5、鉆頭到達(dá)預(yù)定位置后，設(shè)定各工藝參數(shù)，包括搖擺角度、引拔速度、回轉(zhuǎn)數(shù)等，并開始改良；

d6、定位噴射，先開倒吸水流和倒吸空氣，在確認(rèn)排漿正常時，打開排泥閥門，開啟高壓水泥泵和主空氣空壓機。首先用水向下噴設(shè)50cm，壓力為10mpa，然后把水切換成水泥漿，鉆桿重新送放到位后開始向下噴射改良；

d7、在開啟高壓水泥泵時，壓力不可太高，應(yīng)逐步增壓，直到達(dá)到指定壓力，即40mpa，在達(dá)到指定壓力并確認(rèn)地內(nèi)壓力正常后，才可開始回拔；

d8、施工時密切監(jiān)測地內(nèi)壓力，壓力不正常時，必須及時調(diào)整排漿閥大小，控制地內(nèi)壓力在安全范圍以內(nèi)；

d9、mjs水平加固樁封孔施工；

d10、當(dāng)回拔一根鉆桿后，對鉆桿進行拆卸；

d11、重復(fù)以上步驟，直到施工結(jié)束。

采取上述施工方式對擬建隧道與上部已運營隧道間土體進行加固處理時，mjs水平樁樁體采用純水泥漿，水泥漿水灰比為1:1，最大噴漿壓力為40mpa。

mjs水平樁施工完成后，須對加固區(qū)土體選取10個取芯點進行豎向抽芯檢查，檢查內(nèi)容包括成樁有效樁徑、芯樣單軸抗壓強度、樁體搭接厚度、成樁水平度誤差等。mjs水平樁加固區(qū)應(yīng)滿足成樁有效樁徑不小于樁體直徑，即不小于2m；芯樣單軸抗壓強度不小于1.0mpa；樁體搭接厚度不小于0.4m，且搭接體應(yīng)連續(xù)；成樁水平度誤差不大于1/100。檢查合格后，填埋豎井。

本實施例富水砂層盾構(gòu)下穿既有隧道m(xù)js工法樁加固體系及其施工方法通過在下部擬建隧道與上部已運營隧道間施作mjs水平樁對交叉段土體進行加固，提高交叉隧道間土體強度，降低土體滲透性，減小了下部隧道盾構(gòu)掘進下穿過程所致土體變形及工后沉降變形，保護了上部已運營隧道及下部已成型隧道安全。

由上述實施例可知，本專利的加固體系，包括上部已運營隧道和下部擬建隧道，上部已運營隧道和下部擬建隧道之間設(shè)置mjs加固區(qū)；mjs加固區(qū)沿下部擬建隧道的軸向設(shè)置；mjs加固區(qū)包括若干沿下部擬建隧道的軸向設(shè)置的mjs水平樁。下部擬建隧道連通有豎井，豎井內(nèi)安裝有豎井橫支撐。