海底隧道穿越富水砂层复合注浆加固方法技术

本发明专利技术公开了一种海底隧道穿越富水砂层复合注浆加固方法。所述方法包括：第一注浆步骤，针对隧道拱部地层，在到达富水砂层之前和结束之后，在预设长度范围内，采用导管开始注浆施作和结束注浆施作；所述注浆施作用于加固所述拱部地层；第二注浆步骤，与所述第一注浆步骤同步进行，针对掌子面地层进行注浆；锁脚锚管注浆步骤，在每榀拱架两侧边墙分别设置注浆锁脚锚管以进行注浆。本发明专利技术充分利用各种注浆材料和注浆方式的优点，既满足高强度加固堵水要求，又可保证开挖施工容易。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道地下建筑工程
，尤其涉及一种。
技术介绍
随着城市发展的需要，我国沿海地区将有多处修建海底隧道。与传统隧道相比，海 底隧道的水灾害防治更具有挑战性。海底隧道施工中的突涌水事故多发生在不良地质段及 地层结构界面的位置。富水砂层松散，无粘聚力，自稳能力很差，在该地层中开挖隧道极易 发生涌水、涌砂、塌方等工程灾害。 钻爆法修建海底隧道穿越富水砂层，主要问题在于对富水砂层的支撑、加固和堵 水，增大其自稳性，确保隧道穿越砂层段的施工质量和安全。目前国内外经常采用的工程措 施有强行穿越法、注浆法、冻结法、旋喷加固等。 (1)强行穿越法，这是最常用的传统方法，其特点是支撑护顶，随挖随砌。根据工程 经验，短段掘砌、喷锚支护、超前支架、侧壁导坑等方法较为常用。 (2)注浆法，这是人工充填富水砂层的一种方法，在一定的注浆压力作用下，浆液被 挤压入砂层。沿砂层孔隙流动扩散，由于其充填和水化作用，在孔隙内成为具有一定强度和低 透水性的结石体，从而达到堵塞孔隙、截断水路和加固地层的目的。注浆在海底隧道中对防止 涌水及加强围岩是必不可少的。注浆法在国外钻爆法施工的海底隧道修建中被普遍采用。 (3)冻结法，这是用冷媒传递冷量使含水地层降温冻结的方法，依靠冻土的强度达 到承受地压的目的，使开挖和衬砌处在冻土保护之下安全进行。国内外一般都将冻结法用 于其它方法不适用的地层，尤其对注浆法不能实现的系数小于10—4cm/s的软弱地层。冻结 法常常被认为是最后采取的一种昂贵的地层加固办法。 (4)水平旋喷加固，是由高压喷射注浆技术演变发展而来的地基加固新技术，就是 在土层中水平钻机成孔，或作小角度的俯、仰和外斜钻进，随后进行高压喷射注浆。国外很 多工程实例已经证明，在软弱地层中应用水平或倾斜钻孔旋喷注浆技术形成拱棚或墙柱， 能防止坑道坍塌，有效控制地面沉陷，使隧道顺利开挖。 以上方法各具特点，在实际工程中为了合理地选用穿越富水砂层的技术方法，必 须综合考虑富水砂层的规模、特性、水文地质条件等情况，在此基础上进行方案设计。注浆 是隧道穿越富水砂层的主要手段。 目前已有对富水砂层的注浆技术、机制和材料进行了探讨，这些研究无疑丰富了 注浆在富水砂层中加固、堵水方面的技术和工艺，但是针对富含海水砂层注浆的研究还是 空白。海底隧道富水砂层复杂的地质条件和特殊的水边界使得单一注浆经常无法达到防水 和加固的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。该方法采用多种注浆方式或注浆材料，根据具体地层条件按照一定的时空顺序对被注载体进行注 浆，从而达到最大适用地层范围和最佳加固效果的新型注浆技术。 本专利技术一种，其包括如下步骤第一注 浆步骤，针对隧道拱部地层，在到达富水砂层之前和结束之后，在预设长度范围内，采用导 管开始注浆施作和结束注浆施作；所述注浆施作用于加固所述拱部地层；第二注浆步骤， 与所述第一注浆步骤同步进行，针对掌子面地层进行注浆；锁脚锚管注浆步骤，在每榀拱架 两侧边墙分别设置注浆锁脚锚管以进行注浆。 上述复合注浆加固方法中，优选所述第一注浆步骤中，注浆压力控制在0.5 1. OMpa ;注浆方式为富水砂层渗透注浆，注浆材料为水泥_水玻璃双液浆。 上述复合注浆加固方法中，优选所述第二注浆步骤中，注浆导管按照梅花型布置， 注浆压力控制在0. 5 1. OMpa，注浆方式为渗透注浆，注浆材料为水泥水-玻璃双液浆。 上述复合注浆加固方法中，优选所述锁脚锚管注浆步骤中，注浆压力控制在 1. 0 1. 5Mpa，注浆方式为劈裂式注浆，注浆材料为普通水泥浆。 上述复合注浆加固方法中，优选在所述锁脚锚管注浆步骤后，还设置有如下步骤 补偿注浆步骤，在距掌子面1. 0 2. 5m范围内进行初支背后补偿注浆，以实现初期支护与 围岩的密贴。 上述复合注浆加固方法中，优选所述补偿注浆步骤中，注浆压力控制在0. 5Mpa以 下，注浆方式为充填注浆，注浆材料为HSC水泥浆。 上述复合注浆加固方法中，优选所述第一注浆步骤前，还设置有如下步骤止浆维 护施作步骤，在隧道拱部富水砂层及掌子面弧形开挖面内采用挂钢筋网、喷混凝土封闭开 挖面，以形成止浆围护结构。 上述复合注浆加固方法中，优选在所述锁脚锚管注浆步骤前，还设置有如下步骤 支护施作步骤，采用交叉中隔墙法开挖隧道，支护钢支撑采用工字钢，喷射混凝土采用挂双 层钢筋网，喷至少30cm厚度强度在C25之上混凝土。 在本专利技术中，本专利技术的有益效果是第一、适用于海底隧道洞身上部穿越富水砂 层，或洞身在砂层下伏、厚薄不一的全风化花岗岩地层穿过时在洞内进行复合注浆加固，该 方法施工效率高，费用低，隧道开挖方式宜采用为交叉中隔墙法。第二、充分利用各种注浆 材料和注浆方式的优点，既满足高强度加固堵水要求，又可保证开挖施工容易。第三、第一 注浆步骤和第二注浆步骤目的是对砂层进行固结处理，增大自稳性，保证开挖过程中拱部 砂层不塌落。第四、锁脚锚管注浆能增加了洞身下部土体密实度，形成持力层，有效控制初 支钢支撑脚底沉降。 另外，本专利技术还可以通过网喷混凝土封闭开挖面，有效限制洞室开挖后土体的位 移，且为后续的注浆加固围岩提供止浆层，能提高复合注浆效果；另外，及时进行初支背后 补偿注浆能有效抑制地层后续沉降，加固初支背后的砂层，抑制海水对衬砌的腐蚀作用。附图说明 图1为本专利技术底隧道穿越富水砂层复合注浆加固方法实施例的步骤流程图； 图2为本专利技术洞室支护沿隧道轴向剖面图； 图3为本专利技术超前小导管注浆加固隧道拱部孔位布置剖面 图4为本专利技术超前小导管注浆加固掌子面孔位布置平面图； 图5为本专利技术锁脚锚管注浆孔位布置图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本专利技术实施例作进一步详细的说明。 参照图1，图1为本专利技术实施例的步骤 流程图，包括如下步骤 第一注浆步骤110，针对隧道拱部地层，在到达富水砂层之前和结束之后，在预设 长度范围内，采用超前小导管开始注浆施作和结束注浆施作；所述注浆施作用于加固所述 拱部地层； 第二注浆步骤120，与所述第一注浆步骤同步进行，针对掌子面地层进行超前小导 管注浆； 锁脚锚管注浆步骤130，在每榀拱架两侧边墙分别设置注浆锁脚锚管以进行注浆。 其中，在所述锁脚锚管注浆步骤后，还设置有补偿注浆的步骤，S卩，在距掌子面 1.0 2. 5m范围内进行初支背后补偿注浆，以实现初期支护与围岩的密贴，注浆压力控 制在0. 5Mpa以下，注浆方式为充填注浆，注浆材料为HSC(高强度水泥，High Strength Concrete)水泥桨。 并且，第一注浆步骤前，还设置有止浆维护施作步骤，在隧道拱部富水砂层及掌子面弧形开挖面内采用挂钢筋网、喷混凝土封闭开挖面，以形成止浆围护结构。在所述锁脚锚管注浆步骤前，还设置有支护施作步骤，采用交叉中隔墙法开挖隧道，支护钢支撑采用工字钢，喷射混凝土采用挂双层钢筋网，喷至少30cm厚度强度在C25之上混凝土。 下面结合图2至图5对上述各个步骤进行详细的说明。需要说明的是，本实例采用了本专利技术的技术方案进行施工，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不局限于下述的实例。 以沿海某海底隧道海滩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海底隧道穿越富水砂层复合注浆加固方法，其特征在于，包括如下步骤：　　第一注浆步骤，针对隧道拱部地层，在到达富水砂层之前和结束之后，在预设长度范围内，采用导管开始注浆施作和结束注浆施作；所述注浆施作用于加固所述拱部地层；　　第二注浆步骤，与所述第一注浆步骤同步进行，针对掌子面地层进行注浆；　　锁脚锚管注浆步骤，在每榀拱架两侧边墙分别设置注浆锁脚锚管以进行注浆。

【技术特征摘要】
一种海底隧道穿越富水砂层复合注浆加固方法，其特征在于，包括如下步骤第一注浆步骤，针对隧道拱部地层，在到达富水砂层之前和结束之后，在预设长度范围内，采用导管开始注浆施作和结束注浆施作；所述注浆施作用于加固所述拱部地层；第二注浆步骤，与所述第一注浆步骤同步进行，针对掌子面地层进行注浆；锁脚锚管注浆步骤，在每榀拱架两侧边墙分别设置注浆锁脚锚管以进行注浆。2. 根据权利要求1所述的复合注浆加固方法，其特征在于，所述第一注浆步骤中，注浆 压力控制在0. 5 1. 0Mpa ;注浆方式为富水砂层渗透注浆，注浆材料为水泥_水玻璃双液 浆。3. 根据权利要求1所述的复合注浆加固方法，其特征在于，所述第二注浆步骤中，注浆 导管按照梅花型布置，注浆压力控制在0. 5 1. OMpa，注浆方式为渗透注浆，注浆材料为水 泥水-玻璃双液桨。4. 根据权利要求1所述的复合注浆加固方法，其特征在于，所述锁脚锚管注浆步骤中， 注浆压力控制在1. 0 1. 5Mpa...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顶立，陈铁林，房倩，张成平，孙锋，李鹏飞，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]