横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构及施工方法技术

本发明专利技术提供一种横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构及施工方法。所述挡土结构的施工过程为先在待原位保护管线两侧一期地下连续墙，并在靠近待原位保护管线的位置中断，然后在一期地下连续墙外侧施工钢板桩支护结构和复合桩挡土墙，复合桩挡土墙置于中断区域外侧，是由多根相互咬合的MJS旋喷桩组成的MJS旋喷桩加固体和插设在MJS旋喷桩加固体内的多根微型钢管桩组成，将中断区域完全遮挡，所述钢板桩支护结构是由施工在复合桩挡土墙两侧的两排钢板桩组成。本发明专利技术大幅度减少对环境的影响，在基坑开挖前，达到围护结构封闭的效果，有效的降低了基坑开挖时逆作连续墙位置出现渗水漏水和塌方的可能，增加了基坑开挖和逆作连续墙施工时的安全系数。

【技术实现步骤摘要】
横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构及施工方法
本专利技术涉及地下结构施工原位管线保护领域，具体涉及一种适用于高标贯地层横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构施工方法。
技术介绍
随着城镇化的升级和改造，加速我国城镇化的基础设施建设，特别是城市地铁轨道交通的建设越发迅猛，地铁施工将不可避免地对原有各种市政管线带来极大影响，给原有已经规划和在建管线布局带来不便，管线迁改和如何对现有管线保护的问题已成为地铁施工中的难题。在一些特殊区域的管道不能随意改迁，比如杭州某地铁线路施工现场就存在直径Φ273机场输油管横穿基坑，由于该地铁车站为地下三层岛式车站，车站北侧存在一条输油管东西走向斜穿另一车站主体结构，输油管直径Φ273，埋深约3.4m，斜跨长度达29m，该输油管为机场唯一的供油管道，无法改迁，由于地铁结构施工，只能进行原位悬吊保护。但是管线的原位保护也对车站的围护结构施工造成了极大的影响，导致此处围护结构无法完全封闭，只能在基坑开挖时，采用边挖边做的逆作法进行输油管下方的围护结构施工。而逆作法施工前，需对此处围护结构敞口位置提前进行加固和止水，以防止逆作施工时出现涌水、涌砂、土方塌方等安全风险。但是此处基坑为开挖深度达26m的超深基坑，所处地层也为标贯45以上的高标贯地层，常规的二重管、三重管旋喷加固工法在此类深度和地层，几乎起不到什么加固效果，无法满足现场施工的要求，而围护结构上方的管线的重要程度，也对加固过程中管线的变形位移提出了近乎苛刻的要求。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术的不足提供一种适用于风化高标贯地层横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构施工方法，该挡土结构采用MJS全方位高压旋喷施工技术，加固桩径大、加固强度高，施工时桩心可以避开管道，仍可保证桩体之间的相互咬合，通过与桩内插入的钢管形成复合受力体系，可以满足逆作连续墙施工时的挡土和止水要求，能够满足管道原位保护下的逆作法围护结构施工。本专利技术提供的技术方案：所述一种横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构，包括施工在待原位保护管线两侧的一期地下连续墙，所述一期地下连续墙在待原位保护管线附近形成中断区域，并在中断区域外侧挖设有挡土墙施工区，所述挡土墙施工区的宽度大于中断区域的宽度，其底面低于待原位保护管线，在挡土墙施工区内施工有钢板桩支护结构和复合桩挡土墙；所述复合桩挡土墙置于中断区域外侧，是由多根相互咬合的MJS旋喷桩组成的MJS旋喷桩加固体和插设在MJS旋喷桩加固体内的多根微型钢管桩组成，其宽度大于中断区域的宽度，并将中断区域完全遮挡，所述MJS旋喷桩加固体的多根相互咬合的MJS旋喷桩排列成一排或多排，每排MJS旋喷桩之间相互咬合，靠近一期地下连续墙的MJS旋喷桩边缘与一期地下连续墙相互咬合，且多根MJS旋喷桩的桩底不高于一期地下连续墙的墙底；所述钢板桩支护结构是由施工在复合桩挡土墙两侧的两排钢板桩组成，两排钢板桩分别设置在挡土墙施工区的边缘位置，并延伸至挡土墙施工区外侧开挖边坡内。本专利技术较优的技术方案：所述组成复合桩挡土墙的每根MJS旋喷桩桩底与一期地下连续墙墙底在同一平面，在多根MJS旋喷桩施工形成加固体后，通过引孔的方式在MJS旋喷桩加固体内开设有多个孔洞，并在每个孔洞内插入微型钢管桩，所述微型钢管桩加固体与多根微型钢管桩通过注浆固结成一体。本专利技术较优的技术方案：所述挡土墙施工区的底面置于待原位保护管线下方至少1m的位置，挡土墙施工区外侧的开挖边坡的坡度为1:1。本专利技术较优的技术方案：所述钢板桩支护结构是由两排长度为9m～10m的拉森钢板桩组成，两排拉森钢板桩与待原位保护管线之间的距离均大于5m，且两排拉森钢板桩之间的间距大于复合桩挡土墙的宽度。本专利技术较优的技术方案：所述MJS旋喷桩是采用MJS工法施工的高压旋喷桩，其每根MJS旋喷桩的旋喷角度360°，桩径1500mm，间距1100mm，水泥掺量25％～30％，桩顶位于管道下方1000mm，；所述每根微型钢管桩采用材质为Q235的钢管，其直径为108mm，壁厚4mm，桩体间距450mm～500mm。本专利技术较优的技术方案：所述每根微型钢管桩的高度与MJS旋喷桩的高度相等，多根微型钢管桩成梅花形分布，并与MJS旋喷桩加固体之间通过水泥固结成一个整体。本专利技术较优的技术方案：所述中断区域的宽度不大于2.5m，且中断区域的两中断面与待原位保护管线之间预留大于0.5m的间隙。本专利技术提供的一种横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构的施工方法，其特征在于具体步骤如下：(1)先在待原位保护管线两侧施工一期地下连续墙，一期地下连续墙在待原位保护管线附近中断，中断距离控制不大于2.5m；(2)在待原位保护管线置于一期地下连续墙外侧部分的两侧各5m范围外采用静压机械施工一排拉森钢板桩，形成钢板桩支护结构；(3)拉森钢板桩围护开挖区域，远离地下连续墙侧，放坡明挖区域的坡度为1：1，对钢板桩支护结构围设范围以内的土方采用人工分层分段的方式进行开挖，开挖至待原位保护管线以下至少1m的位置停止，使待原位保护管线置于一期地下连续墙外侧的部分处于悬空；(4)在待原位保护管线完成悬空保护后，在一期地下连续墙外侧对应中断区域的位置施工复合桩挡土墙，首先采用MJS工法施工一排或多排高压旋喷桩，在中断区域外侧形成旋喷桩加固体，然后在旋喷桩加固体上采用钻机钻设多个孔，并在每个孔中插入微型钢管桩，然后进行注浆填充，将多个微型钢管桩与旋喷桩加固体固结成一个密实的整体，完成整个挡土结构的施工；(5)在MJS旋喷桩和内插双排钢管桩组合而成的挡土墙结构施工完毕后，明挖车站基坑土方分层开挖1.5m～2m深度后，采用常规的逆作法施工完成一期地下连续墙中断区域部分。本专利技术进一步的技术方案：所述步骤(4)中的旋喷桩加固体的具体施工过程如下：a.先用全站仪进行MJS旋喷桩的桩位放样，然后采用地质钻机进行引孔，引孔深度比设计深度深1～2m，并在引孔时采用膨润土泥浆护壁，引孔完成后在孔内埋设与桩等深的低强度PVC套管进行孔壁防护；b.MJS桩机就位，对桩机进行调平对中，调整桩机的垂直度，钻孔垂直度误差小于0.5％；桩机钻杆应与桩心位置一致，偏差在10mm以内，然后进行MJS旋喷桩的施工，其注浆压力≥40MPa，空气压力0.5～0.8MPa，倒吸水压力8～25MPa，空气流量：8～10m3/min，水泥掺量25％～30％；c.MJS旋喷桩全部施工完毕形成旋喷桩加固体后施工微型钢管桩时，先采用地质钻机在旋喷桩加固体上引孔，在场地内加工完成微型钢管桩，并通过吊车将微型钢管桩自然的放入预先钻好的孔内，根据设计标高将微型钢管桩通过吊筋固定在地面上，用注浆管从钢管顶部插到底部，进行注浆填充，将钢管与加固体固结成一个密实的整体。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(4)中旋喷桩加固体的每根MJS旋喷桩的桩径1500mm，间距1100mm，桩顶位于管道下方1000mm；每根微型钢管桩采用材质为Q235的钢管，其直径为108mm，壁厚4mm，桩体间距500mm。本专利技术中挡土结构适用于风化高标贯地层超深基坑，主要包括拉森钢板桩、MJS旋喷桩、微型钢管桩，先施工输油管两侧的一期地下连续墙，连续墙在输油管附近中断，中断区域的连续墙在MJS复合挡土结构完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构，其特征在于：该挡土结构包括施工在待原位保护管线(2)两侧的一期地下连续墙(6)，所述一期地下连续墙(6)在待原位保护管线(2)附近形成中断区域(5)，并在中断区域(5)外侧挖设有挡土墙施工区(10)，所述挡土墙施工区(10)的宽度大于中断区域(5)的宽度，其底面低于待原位保护管线(2)，在挡土墙施工区(10)内施工有钢板桩支护结构(3)和复合桩挡土墙(1)；所述复合桩挡土墙(1)置于中断区域(5)外侧，是由多根相互咬合的MJS旋喷桩(1‑1)组成的MJS旋喷桩加固体和插设在MJS旋喷桩加固体内的多根微型钢管桩(1‑2)组成，其宽度大于中断区域(5)的宽度，并将中断区域(5)完全遮挡，所述MJS旋喷桩加固体的多根相互咬合的MJS旋喷桩(1‑1)排列成一排或多排，每排MJS旋喷桩(1‑1)之间相互咬合，靠近一期地下连续墙(6)的MJS旋喷桩(1‑1)边缘与一期地下连续墙(6)相互咬合，且多根MJS旋喷桩(1‑1)的桩底不高于一期地下连续墙(6)的墙底；所述钢板桩支护结构(3)是由施工在复合桩挡土墙(1)两侧的两排钢板桩组成，两排钢板桩分别设置在挡土墙施工区(10)的边缘位置，并延伸至挡土墙施工区(10)外侧开挖边坡(4)内。...

【技术特征摘要】
1.一种横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构，其特征在于：该挡土结构包括施工在待原位保护管线(2)两侧的一期地下连续墙(6)，所述一期地下连续墙(6)在待原位保护管线(2)附近形成中断区域(5)，并在中断区域(5)外侧挖设有挡土墙施工区(10)，所述挡土墙施工区(10)的宽度大于中断区域(5)的宽度，其底面低于待原位保护管线(2)，在挡土墙施工区(10)内施工有钢板桩支护结构(3)和复合桩挡土墙(1)；所述复合桩挡土墙(1)置于中断区域(5)外侧，是由多根相互咬合的MJS旋喷桩(1-1)组成的MJS旋喷桩加固体和插设在MJS旋喷桩加固体内的多根微型钢管桩(1-2)组成，其宽度大于中断区域(5)的宽度，并将中断区域(5)完全遮挡，所述MJS旋喷桩加固体的多根相互咬合的MJS旋喷桩(1-1)排列成一排或多排，每排MJS旋喷桩(1-1)之间相互咬合，靠近一期地下连续墙(6)的MJS旋喷桩(1-1)边缘与一期地下连续墙(6)相互咬合，且多根MJS旋喷桩(1-1)的桩底不高于一期地下连续墙(6)的墙底；所述钢板桩支护结构(3)是由施工在复合桩挡土墙(1)两侧的两排钢板桩组成，两排钢板桩分别设置在挡土墙施工区(10)的边缘位置，并延伸至挡土墙施工区(10)外侧开挖边坡(4)内。2.根据权利要求1所述的一种横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构，其特征在于：所述组成复合桩挡土墙(1)的每根MJS旋喷桩(1-1)桩底与一期地下连续墙(6)墙底在同一平面，在多根MJS旋喷桩(1-1)施工形成加固体后，通过引孔的方式在MJS旋喷桩加固体内开设有多个孔洞，并在每个孔洞内插入微型钢管桩(1-2)，所述微型钢管桩加固体与多根微型钢管桩(1-2)通过注浆固结成一体。3.根据权利要求1或2所述的一种横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构，其特征在于：所述挡土墙施工区(10)的底面置于待原位保护管线(2)下方至少1m的位置，挡土墙施工区(10)外侧的开挖边坡(4)的坡度为1:1。4.根据权利要求1或2所述的一种横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构，其特征在于：所述钢板桩支护结构(3)是由两排长度为9m～10m的拉森钢板桩组成，两排拉森钢板桩与待原位保护管线(2)之间的距离均大于5m，且两排拉森钢板桩之间的间距大于复合桩挡土墙(1)的宽度。5.根据权利要求1或2所述的一种横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构，其特征在于：所述MJS旋喷桩(1-1)是采用MJS工法施工的高压旋喷桩，其每根MJS旋喷桩的旋喷角度360°，桩径1500mm，间距1100mm，水泥掺量25％～30％，桩顶位于管道下方1000mm，；所述每根微型钢管桩(1-2)采用材质为Q235的钢管，其直径为108mm，壁厚4mm，桩体间距450mm～500mm。6.根据权利要求1或2所述的一种横穿深基坑的压力管线原位保护及围护挡土结构，其特征在于：所述每根微型钢管桩(1-2)的高度与MJS旋喷桩(1-1)的高度相等，多根微型钢管桩(1-2)成梅花形分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李应姣，张志冰，彭刚，龙华东，谭桂平，周坤，李杰，曹铁军，田诗国，
申请(专利权)人：中铁十一局集团城市轨道工程有限公司，中铁十一局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42