本發(fā)明涉及隧道建筑領(lǐng)域，尤其涉及一種適應(yīng)于隧道緊鄰建筑物施工的分區(qū)不等強(qiáng)注漿加固方法。

背景技術(shù)：

在隧道施工中，下穿建筑物的情況時(shí)有發(fā)生。在下挖隧道的同時(shí)，需要嚴(yán)格控制隧道開(kāi)挖引起的建筑物最大沉降量。注漿加固控制技術(shù)作為加固地層、減小地層沉降、保護(hù)地面既有建筑物安全的一種有效措施，在隧道下穿既有建筑物的工程中得到了大量的應(yīng)用。但目前的注漿預(yù)加固技術(shù)主要是從控制建筑物總體沉降量入手考慮的，采用單一強(qiáng)度漿體加固地層，并沒(méi)有充分考慮建筑物差異沉降和結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)變形，可能造成加固不良或者增加加固成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服目前單一強(qiáng)度漿體加固地層存在的問(wèn)題和不足,本發(fā)明提供一種適應(yīng)于隧道緊鄰建筑物施工的分區(qū)不等強(qiáng)注漿加固方法，對(duì)地層進(jìn)行不等強(qiáng)注漿預(yù)加固處理，以改進(jìn)現(xiàn)有的注漿預(yù)加固技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)控制建筑物差異沉降和保證結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)變形的目標(biāo)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)采用如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種適應(yīng)于隧道緊鄰建筑物施工的分區(qū)不等強(qiáng)注漿加固方法，其包括如下步驟：

步驟一、根據(jù)隧道與建筑物之間的位置關(guān)系確定注漿加固區(qū)的范圍；

步驟二、根據(jù)建筑物下地質(zhì)情況和建筑物與隧道位置關(guān)系對(duì)注漿加固區(qū)進(jìn)行分區(qū)，劃分低強(qiáng)度注漿區(qū)和高強(qiáng)度注漿區(qū)；

步驟三、在隧道開(kāi)挖至緊鄰建筑物位置之前，對(duì)隧道與建筑物之間的地層進(jìn)行鉆孔并在建筑物基礎(chǔ)底部布置多個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)；

步驟四、根據(jù)預(yù)先劃分的注漿加固區(qū)，對(duì)隧道與建筑物之間的地層進(jìn)行不等強(qiáng)注漿處理分區(qū)加固；

步驟五、在注漿完成之后，再進(jìn)行隧道下穿建筑物的開(kāi)挖施工，同時(shí)對(duì)建筑物基礎(chǔ)底部的沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果確定是否對(duì)注漿加固區(qū)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)注漿；

步驟六、待隧道開(kāi)挖完成二襯施作后，通過(guò)提取沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降數(shù)據(jù)，來(lái)以此判斷隧道緊鄰建筑物施工的分區(qū)注漿加固的最終效果。

進(jìn)一步地，所述注漿加固區(qū)為所述建筑物基礎(chǔ)之下，所述隧道之上的區(qū)域，所述注漿加固區(qū)的范圍由沉降槽寬度系數(shù)、厚度預(yù)定值和建筑物基礎(chǔ)寬度確定。

進(jìn)一步地，所述步驟一中注漿加固區(qū)的長(zhǎng)度為5i長(zhǎng)度，i為沉降槽寬度系數(shù)，沉降槽寬度系數(shù)i為peck曲線中隧道中心至反彎點(diǎn)的距離，5i長(zhǎng)度為地表沉降槽沉降值s為零的兩點(diǎn)間距離；

注漿加固區(qū)的厚度為2～4m；

注漿加固區(qū)的寬度不小于建筑物基礎(chǔ)的寬度。

進(jìn)一步地，在步驟二中將所述注漿加固區(qū)劃分為多個(gè)區(qū)，所述注漿加固區(qū)寬度不小于所述建筑物基礎(chǔ)寬度。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述注漿加固區(qū)劃分為三個(gè)區(qū)時(shí)，各分區(qū)長(zhǎng)度尺寸比例根據(jù)地質(zhì)情況可以分為1:1:1或者1:2:1兩種；

所述地質(zhì)情況是指圍巖條件，當(dāng)所述圍巖條件良好時(shí)，選用1:1:1的長(zhǎng)度比例；當(dāng)所述圍巖比較破碎或者軟弱時(shí)，則選用1:2:1的長(zhǎng)度比例。

進(jìn)一步地，在步驟三中當(dāng)隧道掌子面抵達(dá)所述隧道緊鄰所述建筑物位置前的6～8m范圍內(nèi)時(shí)鉆孔布置沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，在所述步驟四中的注漿作業(yè)按照注漿結(jié)石體的強(qiáng)度中間強(qiáng)兩邊弱的規(guī)律進(jìn)行分區(qū)不等強(qiáng)注漿，所述低強(qiáng)度注漿區(qū)注入低強(qiáng)度漿液，所述高強(qiáng)度注漿區(qū)注入高強(qiáng)度漿液。

進(jìn)一步地，所述低強(qiáng)度漿液采用水泥水玻璃雙液漿，所述高強(qiáng)度漿液采用水泥漿單液漿或采用漿液濃度較高的水泥水玻璃雙液漿。

進(jìn)一步地，所述步驟五中需要根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)判斷所述建筑物基礎(chǔ)的變位情況是否超限，如果所述建筑物基礎(chǔ)發(fā)生較大幅度的基礎(chǔ)變位情況則需要對(duì)所述注漿加固區(qū)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)注漿。

進(jìn)一步地，所述步驟六中通過(guò)提取沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降數(shù)據(jù)繪制二襯施作完成后的沉降曲線，并與相同工況下通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算所得到的地表沉降結(jié)果進(jìn)行對(duì)比來(lái)判斷分區(qū)注漿加固的最終效果。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)在進(jìn)行分區(qū)不等強(qiáng)注漿時(shí)，合理地利用了peck曲線的特點(diǎn)，將注漿加固區(qū)設(shè)計(jì)成中間強(qiáng)、兩邊弱的形式，從而能夠更好地控制建筑物的差異沉降，保證結(jié)構(gòu)的變位在合理的范圍內(nèi)。

(2)本方法采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物基礎(chǔ)變形的方式，能夠及時(shí)檢測(cè)注漿加固效果，如果建筑物差異沉降仍然較大可以進(jìn)行糾偏和補(bǔ)漿。

本發(fā)明可以克服現(xiàn)有單一強(qiáng)度漿體加固地層方法的不足，利用分區(qū)加固、不同區(qū)域注不同強(qiáng)度漿體的方式對(duì)地層進(jìn)行處理，在降低加固成本的情況下保證隧道下穿建筑物施工時(shí)，建筑物的均勻沉降和協(xié)調(diào)變形。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中隧道緊鄰建筑物施工的分區(qū)不等強(qiáng)注漿示意圖；

圖2為peck曲線示意圖。

其中：

1-建筑物、2-隧道、3-低強(qiáng)度注漿區(qū)、4-高強(qiáng)度注漿區(qū)、5-建筑物基礎(chǔ)、6-沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

在隧道施工中，當(dāng)隧道需穿過(guò)建筑物底部或者緊鄰建筑物底部穿過(guò)時(shí)，為防止建筑物沉降，需在建筑物基礎(chǔ)與隧道之間注漿加固。本發(fā)明提供一種適應(yīng)于隧道緊鄰建筑物施工的分區(qū)不等強(qiáng)注漿加固方法，通過(guò)劃分注漿區(qū)域、不同區(qū)域采用不同注漿漿液的方式實(shí)現(xiàn)不等強(qiáng)注漿加固。采用該方法進(jìn)行注漿加固可有效避免單一強(qiáng)度漿體加固地層的不足，保證建筑物的均勻沉降和協(xié)調(diào)變形。

實(shí)施例一

如圖1所示，當(dāng)隧道2需從建筑物1底部穿過(guò)時(shí)，在建筑物基礎(chǔ)5與隧道2之間需注漿加固，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的加固方法。

步驟一，根據(jù)隧道2與建筑物1之間的位置關(guān)系確定注漿加固區(qū)的范圍；

在隧道2下穿建筑物1的施工中，注漿加固區(qū)一般設(shè)立在建筑物基礎(chǔ)5之下，隧道2之上的區(qū)域。注漿加固區(qū)的長(zhǎng)度主要由沉降槽寬度系數(shù)i(見(jiàn)圖2)來(lái)確定，一般為5i長(zhǎng)度。注漿加固區(qū)的厚度一般為2～4m，注漿加固區(qū)的寬度根據(jù)建筑物基礎(chǔ)5的寬度來(lái)確定，通常不小于建筑物基礎(chǔ)5的寬度。

如圖2所示，沉降槽寬度系數(shù)i為peck曲線中隧道2中心至反彎點(diǎn)的距離，沉降值s代表地表或者地層總沉降值，本申請(qǐng)中即地表沉降槽沉降值，5i長(zhǎng)度為地表沉降槽沉降值s為零的兩點(diǎn)間距離，既為沉降槽大致的影響范圍。

步驟二，根據(jù)建筑物1下地質(zhì)情況和建筑物1與隧道2位置關(guān)系對(duì)注漿加固區(qū)進(jìn)行分區(qū)；

如圖1所示，隧道2從建筑物1底部穿過(guò)時(shí)，根據(jù)步驟一所述在建筑物基礎(chǔ)5與隧道2之間設(shè)置注漿加固區(qū)，通常將注漿加固區(qū)劃分為三個(gè)區(qū)，各分區(qū)長(zhǎng)度尺寸比例根據(jù)地質(zhì)情況可以分為1:1:1或者1:2:1兩種，注漿加固區(qū)寬度不小于建筑物基礎(chǔ)寬度。本申請(qǐng)中的建筑物下地質(zhì)情況主要是指圍巖條件，當(dāng)圍巖條件良好時(shí)，選用1:1:1的長(zhǎng)度比例；當(dāng)圍巖比較破碎或者軟弱時(shí)，則選用1:2:1的長(zhǎng)度比例。

步驟三，在隧道2開(kāi)挖至緊鄰建筑物1位置之前，對(duì)隧道2與建筑物1之間的地層進(jìn)行鉆孔并在建筑物基礎(chǔ)5底部布置多個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)6；

一般在隧道掌子面抵達(dá)隧道2緊鄰建筑物1位置前的6～8m范圍內(nèi)時(shí)鉆孔布置沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)6，以免開(kāi)挖引起地層的擾動(dòng)。沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)6布置在建筑物基礎(chǔ)5底部中間和兩側(cè)的位置(見(jiàn)圖1)。

步驟四，根據(jù)預(yù)先劃分的注漿加固區(qū)，對(duì)隧道2與建筑物1之間的地層進(jìn)行不等強(qiáng)注漿處理分區(qū)加固；

注漿作業(yè)一般是按照注漿結(jié)石體的強(qiáng)度中間強(qiáng)兩邊弱的規(guī)律進(jìn)行分區(qū)不等強(qiáng)注漿，如圖1所示，在注漿區(qū)中間設(shè)置高強(qiáng)度注漿區(qū)4，兩側(cè)設(shè)置低強(qiáng)度注漿區(qū)3，并根據(jù)建筑物下地質(zhì)情況，及建筑物情況合理選擇高強(qiáng)度注漿區(qū)4和低強(qiáng)度注漿區(qū)3注漿的漿液種類。一般情況下，低強(qiáng)度漿液采用水泥水玻璃雙液漿，高強(qiáng)度漿液采用水泥漿單液漿，但當(dāng)建筑物1為低矮建筑，地基承重量小時(shí)，高強(qiáng)度注漿區(qū)也可采用漿液濃度較高的水泥水玻璃雙液漿。

步驟五，在注漿完成之后，再進(jìn)行隧道2下穿建筑物1的開(kāi)挖施工，同時(shí)對(duì)建筑物基礎(chǔ)5底部的沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)6進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果確定是否對(duì)注漿加固區(qū)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)注漿；

需要根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)判斷建筑物基礎(chǔ)5的變位情況是否超限，如果建筑物基礎(chǔ)5發(fā)生較大幅度的基礎(chǔ)變位情況則需要對(duì)注漿加固區(qū)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)注漿。

步驟六，待隧道2開(kāi)挖完成二襯施作后，通過(guò)提取沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)6的沉降數(shù)據(jù)，來(lái)以此判斷隧道2緊鄰建筑物1施工的分區(qū)注漿加固的最終效果；

一般通過(guò)提取沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)6的沉降數(shù)據(jù)繪制二襯施作完成后的沉降曲線，并與相同工況下通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算所得到的地表沉降結(jié)果進(jìn)行對(duì)比來(lái)判斷分區(qū)注漿加固的最終效果。

實(shí)施例二

當(dāng)隧道從建筑物下側(cè)部穿過(guò)時(shí)，本實(shí)施例在實(shí)施本發(fā)明加固方法時(shí)，與實(shí)施例一中不同的是：可將注漿加固區(qū)劃分為左右二個(gè)區(qū)，分別為低強(qiáng)度注漿區(qū)和高強(qiáng)度注漿區(qū)，其長(zhǎng)度尺寸比例可根據(jù)地質(zhì)情況和與建筑物的位置關(guān)系確定，注漿加固區(qū)寬度不小于建筑物基礎(chǔ)寬度。并根據(jù)地質(zhì)情況及建筑物的情況合理選擇漿液種類。下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明該加固方法。

在一熱力外線工程中，熱力全線均采用潛埋暗挖法施工，本次隧道工程西側(cè)主要為老舊瓦房且存在多處重點(diǎn)文物建筑及現(xiàn)代高層樓房，且本工程局部存在上層滯水，含水層為粉細(xì)砂層、粘質(zhì)粉土～砂質(zhì)粉土層。為實(shí)現(xiàn)含水粉細(xì)砂地層接近古舊建筑物條件下淺埋暗挖隧道非降水開(kāi)挖施工，采用本發(fā)明的方法對(duì)含水粉細(xì)砂地層進(jìn)行止水加固，將地表沉降控制在15mm，差異沉降控制在8mm，δ/l值(l為建筑物長(zhǎng)度，δ為差異沉降，其比值可以用來(lái)表征差異沉降的強(qiáng)弱)也控制在4‰以內(nèi)，以保證古舊建筑物的安全。

由于隧道位于古舊建筑物的左下方，在本實(shí)施例的注漿加固過(guò)程中，采用隧道上半斷面注漿的方法。為實(shí)現(xiàn)不等強(qiáng)注漿加固的目的，將注漿加固區(qū)域分為左右兩個(gè)區(qū)域，在隧道頂部右半面加右邊直墻注濃度為40°be’的水泥水玻璃雙液漿cs漿液，在隧道頂部左半面加左邊直墻注濃度為22°be’的水泥水玻璃雙液漿cs漿液，注漿深度(即和隧道掘進(jìn)方向相同的方向上的深度)為14m，注漿壓力控制在0.3—1.0mpa。注漿加固厚度、隧道拱頂及側(cè)墻外側(cè)地層加固厚度0.9m。注漿加固范圍由拱頂正上方至側(cè)墻底部45°斜下方，隧道加固縱向長(zhǎng)度為建筑物及兩側(cè)各10m范圍。

注漿工藝，選用雙液注漿系統(tǒng)。在注漿的過(guò)程中，采用跳孔法成孔，成孔向外傾斜15°，成孔深14m。注漿按約束～開(kāi)放型注漿順序進(jìn)行施工，即首先將群孔的周圈進(jìn)行注漿，從而達(dá)到約束的目的，以防止?jié){液擴(kuò)散過(guò)遠(yuǎn)，其次采取開(kāi)放型注漿由一側(cè)向另一側(cè)平行推進(jìn)，以達(dá)到排水固結(jié)的目的。在每循環(huán)注漿過(guò)程中，當(dāng)所有注漿孔均達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)漏注現(xiàn)象，即可結(jié)束此次循環(huán)注漿。

通過(guò)對(duì)隧道施工現(xiàn)場(chǎng)和施工完成后的的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，在熱力管線接近古舊建筑物條件下淺埋暗挖隧道非降水開(kāi)挖施工中通過(guò)不等強(qiáng)注漿方法，可以將地表沉降和差異沉降控制在限值之內(nèi)，效果明顯。

雖然上面結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行了詳細(xì)的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的示意性實(shí)現(xiàn)方式的解釋，并非對(duì)本發(fā)明包含范圍的限定。實(shí)施例中的細(xì)節(jié)并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案的等效變換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見(jiàn)的改變，均落在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。