【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及盾构施工，具体地说，涉及一种盾构始发端头加固结构及方法及钻进方法。
技术介绍
1、目前的盾构始发端头加固一般采用垂直冻结法对盾构机始发端头进行加固，垂直冻结法在施工过程中首先现场勘查，确定冻结孔的位置和数量；之后在预定位置钻孔，为安装冻结管做准备；钻孔完成后，安装冻结器并连接冻结管路；最后启动制冷压缩机，通过低温盐水在冻结器中循环，带走地层热量，使地层中的水结冰，形成冻土帷幕；但是垂直冻结法比较依赖土层中的水分，当土层中水分较少时，冻结法难以形成稳定的冻土帷幕；或者地下水流速大时，也无法对土层进行有效加固。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种盾构始发端头加固结构及方法及钻进方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
2、根据本专利技术的一种盾构始发端头加固结构，其包括：沿盾构机前进方向依次设置的洞门钢环、地连墙、第一加固区、第二加固区以及第三加固区；第三加固区位于盾构机前进方向处，第二加固区位于第三加固区上方；第一加固区位于第二加固区、第三加固区和地连墙之间；洞门钢环位于地连墙上。
3、通过本专利技术，在盾构机始发端加固时，当施工人员检测土层中水分含量较小时，冻结法难以施展，在此过程中通过揽拌桩加固，揽拌桩通过水泥与土体之间产生的物理化学反应，使软土结硬成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土；在此过程中对土层中水分的依赖较少；并且通过揽拌桩加固时，只需通过钻机钻杆将水泥与土体进行搅拌混合，然而冻结法需要布置冻结管路，搅拌桩加固的施工过程
4、由于盾构机始发端需要加固，而盾构机穿过的位置位于第三加固区，所以在加固第三加固区时，第三加固区内的水泥浆浓度大于第二加固区内的水泥浆浓度；从而使第三加固区的整体结构强度更强，便于盾构机穿过；而第二加固区的水泥浆浓度较弱，是为了节省材料；对土层进行合理的分层加固，可以有效节省材料，合理分配加固资源，避免浪费，同时确保加固效果达到最佳。
5、第一加固区采用高压旋喷桩加固，高压旋喷桩通过高压喷射注浆，形成具有高强度的固结体，从而提高地基的抗剪强度和稳定性，确保盾构机始发端的安全；由于盾构机始发端的不同区域土质各有不同，搅拌桩适用于土质较松、而高压旋喷桩则适用于土质较硬、气孔度低的场合；两者结合使用，可以更好地适应盾构机始发端复杂的土质条件。
6、作为优选，第一加固区采用高压旋喷桩加固；第二加固区和第三加固区采用揽拌桩加固。
7、通过本专利技术，由于盾构机始发端的不同区域土质各有不同，搅拌桩适用于土质较松、而高压旋喷桩则适用于土质较硬、气孔度低的场合；两者结合使用，可以更好地适应盾构机始发端复杂的土质条件。
8、作为优选，第三加固区横截面面积大于洞门钢环横截面面积。
9、通过本专利技术，第三加固区覆盖整个盾构机穿过的区域，从而使盾构机在第三加固区的内部穿过，从而保证盾构机能够顺利始发和从第三加固区内掘进。
10、作为优选，第三加固区加固强度大于第二加固区加固强度。
11、通过本专利技术，第三加固区内的水泥浆浓度大于第二加固区内的水泥浆浓度；从而使第三加固区的整体结构强度更强，便于盾构机穿过；而第二加固区的水泥浆浓度较弱，是为了节省材料；对土层进行合理的分层加固，可以有效节省材料，合理分配加固资源，避免浪费，同时确保加固效果达到最佳。
12、作为优选，第一加固区加固厚度0.5-0.6米。
13、通过本专利技术，0.5米的厚度通常能够满足盾构法施工对地基稳定性的要求，确保盾构机始发和掘进的安全；小于0.5米则无法保证盾构机始发和掘进的安全；而小于0.6米是为了避免材料的浪费。
14、作为优选，第三加固区横截面面积大于盾构机开挖隧洞的横截面面积，并且第三加固区外边缘与隧洞外边缘之间间距不小于0.3米。
15、通过本专利技术，足够的间距有助于减少施工过程中的风险，确保盾构机能够顺利掘进。
16、本专利技术提供了一种盾构始发端头加固方法，步骤如下，
17、s1、搅拌桩加固
18、在盾构机始发井顶部，沿盾构机钻进放方向，并且远离地连墙0.5米处测量并标记出多个桩位，之后移动钻机到桩位，之后启动钻机钻孔，钻孔深度直到穿过盾构机隧洞，并超出0.3米；在钻孔过程中，注入水泥浆并与土体强制搅拌，形成水泥土固结体；搅拌完成后，提升钻机，形成完整的搅拌桩；之后重复上述步骤，施工下一根桩，直至完成所有桩的施工；形成第二加固区和第三加固区；
19、s2、高压旋喷桩加固
20、待搅拌桩加固完成后，在搅拌桩与地连墙之间采用高压旋喷桩加固；首先在地面平整场地，清除障碍物，回填夯实低洼处，设置排浆沟；之后使用全站仪确定桩位，并用钉桩标记；然后吊装旋喷机至钉桩标记位置，校准桩机；最后通过旋喷机将浆液以高压喷射入土体，与土粒搅拌混合；待混合完成后形成高压旋喷桩，形成第一加固区。
21、通过本专利技术，盾构机始发端加固时，当施工人员检测土层中水分含量较小时，冻结法难以施展，在此过程中通过揽拌桩加固，揽拌桩通过水泥与土体之间产生的物理化学反应，使软土结硬成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土；在此过程中对土层中水分的依赖较少；并且通过揽拌桩加固时，只需通过钻机钻杆将水泥与土体进行搅拌混合，然而冻结法需要布置冻结管路，搅拌桩加固的施工过程相对快速，能有效缩短工期，提高施工效率，同时需要的材料和设备较少，因此整体成本较低。
22、第一加固区采用高压旋喷桩加固，高压旋喷桩通过高压喷射注浆，形成具有高强度的固结体，从而提高地基的抗剪强度和稳定性，确保盾构机始发端的安全；由于盾构机始发端的不同区域土质各有不同，搅拌桩适用于土质较松、而高压旋喷桩则适用于土质较硬、气孔度低的场合；两者结合使用，可以更好地适应盾构机始发端复杂的土质条件。
23、作为优选，第一加固区、第二加固区和第三加固区总加固长度大于9米。
24、通过本专利技术，大于9米加固长度可以确保盾构机在始发时不会因为地层的不稳定而发生偏移或坍塌。
25、作为优选，s1中，第二加固区和第三加固区加固时，采用先第三加固区加固后第二加固区加固；在钻杆钻入第三加固区内时，注入水泥浆并与土体强制搅拌，待第三加固区内水泥浆与土体搅拌完成后，在向第二加固区内注入水泥浆搅拌，第三加固区内的水泥浆浓度大于第二加固区内的水泥将浓度，待搅拌完成后，实现第二加固区与第三加固区分层。
26、通过本专利技术，第三加固区位于下方，第二加固区位于上方，在搅拌桩分层加固中，首先加固第三加固区并使其具有较高强度，可以为第二加固区提供一个稳固的基础；先加固下层再处理上层，有助于在施工过程中更好地控制质量。下层结构的强度提升后，可以更有效地支撑和分散上层结构的荷载，从而优化整体施工效果。
27、作为优选，步骤s1和s2中，桩间搭接0.3米。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种盾构始发端头加固结构，其特征在于：包括沿盾构机前进方向依次设置的洞门钢环（140）、地连墙（130）、第一加固区（100）、第二加固区（110）以及第三加固区（120）；第三加固区（120）位于盾构机前进方向处，第二加固区（110）位于第三加固区（120）上方；第一加固区（100）位于第二加固区（110）、第三加固区（120）和地连墙（130）之间；洞门钢环（140）位于地连墙（130）上。
2.根据权利要求1所述的一种盾构始发端头加固结构，其特征在于：第一加固区（100）采用高压旋喷桩加固；第二加固区（110）和第三加固区（120）采用揽拌桩加固。
3.根据权利要求1所述的一种盾构始发端头加固结构，其特征在于：第三加固区（120）横截面面积大于洞门钢环（140）横截面面积。
4.根据权利要求1所述的一种盾构始发端头加固结构，其特征在于：第三加固区（120）加固强度大于第二加固区（110）加固强度。
5.根据权利要求1所述的一种盾构始发端头加固结构，其特征在于：第一加固区（100）加固厚度0.5-0.6米。
6.
7.一种盾构始发端头加固方法，步骤如下，
8.根据权利要求7所述的一种盾构始发端头加固方法，其特征在于：第一加固区（100）、第二加固区（110）和第三加固区（120）总加固长度大于9米。
9.根据权利要求7所述的一种盾构始发端头加固方法，其特征在于：S1中，第二加固区（110）和第三加固区（120）加固时，采用先第三加固区（120）加固后第二加固区（110）加固；在钻杆钻入第三加固区（120）内时，注入水泥浆并与土体强制搅拌，待第三加固区（120）内水泥浆与土体搅拌完成后，在向第二加固区（110）内注入水泥浆搅拌，第三加固区（120）内的水泥浆浓度大于第二加固区（110）内的水泥将浓度，待搅拌完成后，实现第二加固区（110）与第三加固区（120）分层。
10.一种盾构始发端钻进方法，步骤如下，
...【技术特征摘要】
1.一种盾构始发端头加固结构，其特征在于：包括沿盾构机前进方向依次设置的洞门钢环（140）、地连墙（130）、第一加固区（100）、第二加固区（110）以及第三加固区（120）；第三加固区（120）位于盾构机前进方向处，第二加固区（110）位于第三加固区（120）上方；第一加固区（100）位于第二加固区（110）、第三加固区（120）和地连墙（130）之间；洞门钢环（140）位于地连墙（130）上。
2.根据权利要求1所述的一种盾构始发端头加固结构，其特征在于：第一加固区（100）采用高压旋喷桩加固；第二加固区（110）和第三加固区（120）采用揽拌桩加固。
3.根据权利要求1所述的一种盾构始发端头加固结构，其特征在于：第三加固区（120）横截面面积大于洞门钢环（140）横截面面积。
4.根据权利要求1所述的一种盾构始发端头加固结构，其特征在于：第三加固区（120）加固强度大于第二加固区（110）加固强度。
5.根据权利要求1所述的一种盾构始发端头加固结构，其特征在于：第一加固区（100）加固厚度0.5-0...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘贺，马永锋，王玉峰，赵宇，谢蕾蕾，唐梦响，王刚，鲁甲兵，段世平，齐莹莹，许星，
申请(专利权)人：中铁十局集团第三建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。