[發(fā)明專利]粉細(xì)砂地質(zhì)條件下超前支護(hù)管棚結(jié)構(gòu)及其施工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010250975.5
• 申請(qǐng)日: 2020-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN111188638A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王燦;李曉夢(mèng);蔣愛辭;鄭微微;尹飛翔;沈靜靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/10
• 分類號(hào): E21D11/10;E01F5/00
• 代理公司: 鄭州異開專利事務(wù)所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華

本發(fā)明公開了一種粉細(xì)砂地質(zhì)條件下超前支護(hù)管棚結(jié)構(gòu)及其施工方法，包括沿設(shè)計(jì)箱涵外輪廓線布置的門字形管棚，圍繞門字形管棚的每根鋼管周圍分別設(shè)置有多個(gè)水平旋噴樁，相鄰的所述水平旋噴樁之間及水平旋噴樁與相鄰的鋼管之間相互咬合搭接，形成鋼管+水平旋噴樁固結(jié)體。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是水平旋噴樁的漿液局限在門字形管棚土體加固范圍內(nèi),漿液注入部位和范圍可以通過(guò)旋噴樁機(jī)進(jìn)行控制；高壓水泥漿液切割破壞粉細(xì)砂層，形成水泥和粉細(xì)砂組成的混合體構(gòu)成一個(gè)框架，有效地支撐和隔離高等級(jí)公路路基，起到防流砂、抗滑移、防滲透的穩(wěn)定保護(hù)作用，為大跨徑頂推箱涵的施工提供了安全保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及箱涵下部穿越公路工程施工領(lǐng)域，尤其是涉及粉細(xì)砂地質(zhì)條件下超前支護(hù)管棚結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

在不影響地面活動(dòng)的情況下采用箱涵穿越高等級(jí)公路以及市政立交等，通常采用超前管棚支護(hù)箱涵頂進(jìn)工法施工。管棚法施工，是地下結(jié)構(gòu)工程淺埋暗挖時(shí)的超前支護(hù)結(jié)構(gòu)；其實(shí)質(zhì)是在擬開挖頂進(jìn)的箱涵結(jié)構(gòu)工程的外圍，預(yù)先鉆孔并打入開設(shè)有花孔的慣性力矩較大的鋼管，然后通過(guò)所述鋼管的花孔向周圍土體中注水泥漿，使鋼管和水泥漿液與周圍土體凝結(jié)成一個(gè)加固體，起到臨時(shí)超前支護(hù)作用，防止管棚外土層坍塌和地表下沉，以保證箱涵安全頂進(jìn)。

但是，對(duì)于地質(zhì)條件主要為粉細(xì)砂層時(shí)，由于粉細(xì)砂層具有粘聚力低、自穩(wěn)能力較差、自身具有一定流動(dòng)性的特點(diǎn), 使得在長(zhǎng)時(shí)間暴露在外的情況下易發(fā)生坍塌。因此采用現(xiàn)有超前管棚支護(hù)法施工，存在水泥漿在粉細(xì)砂層中擴(kuò)散較小、水泥漿液與土體凝結(jié)效果較差的問題，不能滿足將鋼管包裹形成管棚支護(hù)體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種粉細(xì)砂地質(zhì)條件下超前支護(hù)管棚結(jié)構(gòu)，本發(fā)明另一目的是提供該超前支護(hù)管棚的施工方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述粉細(xì)砂地質(zhì)條件下超前支護(hù)管棚結(jié)構(gòu)，包括沿設(shè)計(jì)箱涵外輪廓線布置的門字形管棚，圍繞所述門字形管棚的每根鋼管周圍分別設(shè)置有多個(gè)水平旋噴樁，相鄰的所述水平旋噴樁之間及水平旋噴樁與相鄰的鋼管之間相互咬合搭接，形成鋼管+水平旋噴樁固結(jié)體。

所述門字形管棚的每根鋼管內(nèi)均充填有水泥砂漿。

本發(fā)明所述粉細(xì)砂地質(zhì)條件下超前支護(hù)管棚結(jié)構(gòu)的施工方法，包括下述步驟：

S1，在擬穿越公路一側(cè)的工作坑內(nèi)，采用管棚鉆機(jī)沿著設(shè)計(jì)的箱涵外輪廓線間隔水平鉆孔，形成門字形排列的孔洞，每個(gè)所述孔洞水平貫穿所述擬穿越公路下方粉細(xì)砂土體至擬穿越公路另一側(cè)接收坑；

S2，在每個(gè)所述孔洞內(nèi)打入鋼管形成所述門字形管棚；

S3，采用高壓旋噴樁施工法，在所述工作坑內(nèi)采用旋噴樁機(jī)，圍繞門字形管棚的每根所述鋼管周圍分別進(jìn)行水平旋噴樁施工，在每根鋼管周圍形成水平圓柱狀水泥粉細(xì)砂混合固結(jié)體，即水平旋噴樁；相鄰的所述水平旋噴樁之間及水平旋噴樁與相鄰的鋼管之間相互咬合搭接，形成鋼管+水平旋噴樁固結(jié)體；

S4，向門字形管棚的每根鋼管內(nèi)灌注水泥砂漿，完成所述超前支護(hù)管棚結(jié)構(gòu)的施工。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：

1、可控性：水平旋噴樁的漿液局限在所述門字形管棚土體加固范圍內(nèi),漿液注入部位和范圍可以通過(guò)旋噴樁機(jī)進(jìn)行控制；高壓水泥漿液切割破壞粉細(xì)砂層，形成水泥和粉細(xì)砂組成的混合體，可通過(guò)調(diào)節(jié)注入?yún)?shù)獲得滿足設(shè)計(jì)要求的鋼管+水平旋噴樁固結(jié)體。

2、均勻性：噴射流在能量衰減前交匯，水泥漿液切削能量在碰撞點(diǎn)相互抵消，在樁心到碰撞點(diǎn)距離遠(yuǎn)的地方, 射流無(wú)能力切削土體,加固體均勻程度好。

3、成本低、效率高：由于限定注入范圍，水泥用量較少, 施工速度快。