减小邻近高铁桩基变形的下穿河道围堰与河底加固方法与流程

本申请涉及隧道下穿加固技术领域，尤其是涉及一种减小邻近高铁桩基变形的下穿河道围堰加固结构及方法。

背景技术：

随着我国城市化进程的不断发展，城市地铁线数量不断增多，对工程施工技术和施工质量的要求也不断提高。当遇到地铁需要下穿河道时，对盾构下穿造成的铁路桥梁下沉要进行严格控制，若不注意则可能造成铁路轨线不平顺以致危害行车安全，遇到下穿桥梁河道时，应注意控制施工对临近桥墩造成的影响，尽可能减少施工对河流及附近环境的扰动。盾构下穿桥梁下河道施工作业空间小，且需要预防水流，传统的高压旋喷桩和地连墙等隔水方法受限于施工空间，且造价昂贵，施工周期长。双排钢板桩围堰具有轻便、易拆除、可重复利用、施工周期短及造价低的特点，但整体性差，承受的水平荷载较小，不适用于较深围护结构。因此，亟需一种结构简单，对施工空间需求小、施工速度快、能有效防水、造价低且方便可靠的盾构下穿河道加固方法。

技术实现要素：

本申请的目的在于提出一种减小邻近高铁桩基变形的下穿河道围堰加固结构及方法，即在桥下有效的对下穿河道进行加固，减小地铁下穿临近桥墩造成的影响，保障铁路列车的行车安全。

本申请的目的可通过以下技术方案来实现：

一种减小邻近高铁桩基变形的下穿河道围堰加固结构，采用提供水下施工场地的双排钢板桩围堰止水结构以及用于河底加固的门式隔离结构。

其中，双排钢板桩围堰止水结构包括双排钢板桩、灰质填充物、锚固拉杆，防倾覆用的沙袋。双排钢板桩施作在拟加固区周边形成双排钢板桩围堰，双排钢板桩桩间的水抽干并填充灰质填充物至双排钢板桩桩顶标高，双排钢板桩桩间设置锚固拉杆，双排钢板桩围堰内侧水抽至河道底面并堆置沙袋。

进一步，双排钢板桩可以采用拉森Ⅳ型钢板桩，且桩间间距1m，用于隔水保障施工安全。

进一步，灰质填充物可以采用灰土质材料，用于增加桩间的粘聚力，增加整体稳定性。

进一步，锚固拉杆位于双排钢板桩桩顶下1m处，具体型号及尺寸采用数值软件计算得到，延基坑方向均匀排布，以保障整体稳定性。

进一步，沙袋在围堰内侧堆载抵抗外部水压力，增强围堰的抗倾覆能力，保障后期施工的顺利进行。

其中，门式隔离结构包括，用于确定加固范围保证加固效果的隔离桩，用于注浆加固的袖阀管，用于增强整体稳定性的冠梁与内撑。隔离桩施作在平整的拟加固区，且隔离桩之间的土层采用袖阀管注浆加固，冠梁和内撑施作在河道底部标高处。

进一步，隔离桩可以采用钻孔灌注桩。

本申请还提供一种减小邻近高铁桩基变形的下穿河道围堰加固方法，包括如下步骤：

步骤1：在拟加固区周边施做双排桩围堰。

施工时先水下设置双排钢板桩，抽干桩间水并在桩间填充灰土至桩顶标高，桩间设置锚固拉杆，并在围堰内侧抽水至河道底面，在围堰内侧底部堆置沙袋。

在进行双排钢板桩布设时，为防止出现渗漏水问题，可提前预制双排钢板桩并设置锚固拉杆，钢板桩可用履带吊掉装。

步骤2：在拟加固区施作隔离桩及冠梁和内撑。

进一步，冠梁和内撑顶面标高与河底一致。内撑采用砼支撑且延基坑长度方向均匀分布，沿基坑竖向仅设置一道内撑。

步骤3：对隔离桩之间的土层采用袖阀管进行注浆加固。

本申请具有以下优势：

1)双排钢板桩间用灰土体填充，增大了桩与土之间的粘结力，且桩顶以下 1m处用锚固拉杆锚定，提高整体的刚度，双排钢板桩内侧放置沙袋抵抗水压力，使整个双排钢板桩围堰结构抗倾覆能力加强，结构安全可靠。

2)双排钢板桩围堰间无其他内支撑，围堰形成后在桥下可形成较大的施工场地，便于开展后期工作。

3)双排钢板桩采用工厂化预制生产，质量易得到保障，隔水效果好，保证施工场地安全。

4)河道上方结构简单，附加荷载较小，有利于控制对临近高铁桩基及构筑物的影响。

5)本申请围堰全部采用双排钢板桩，在施工完毕后采用振动锤拔出双排钢板桩，重复利用，可以节省大量资金。

6)本申请创造的围堰采用双排钢板桩施工，大大降低了围堰的制作难度，操作简单，易于实施，有效降低了施工难度，节省施工时间。

附图说明

图1为本申请实施例提供的减小邻近高铁桩基变形的下穿河道围堰加固结构的正视示意图。

图2为本申请实施例提供的双排钢板桩的示意图。

图3为本申请实施例提供的减小邻近高铁桩基变形的下穿河道围堰加固结构的俯视示意图。

附图标记说明：

1双排钢板桩，2沙袋，3灰土，4锚固拉杆，5钻孔灌注桩，6冠梁，7内撑，8袖阀管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步描述：

苏州轨道交通某线盾构隧道下穿京沪铁路处，左线隧道自司马泾河下方穿越，下穿处水深约3.1m，为保障施工的顺利进行，减小下穿施工对临近高铁桥桩的影响，采用本申请提供的减小邻近高铁桩基变形的下穿河道围堰加固结构及方法对下穿节点工程进行预处理。

如图1至图3所示，一种减小邻近高铁桩基变形的下穿河道围堰加固结构，包括用于场地隔水的双排钢板桩1，用于提高整体刚度的冠梁6和内撑7，用于注浆加固土体的袖阀管8，用于保证加固效果的隔离桩，用于提高双排钢板桩隔水性能的灰土3，用于锚固桩体提高整体稳定性的锚固拉杆4，用于平衡外部水压力的沙袋2。

其中，双排钢板桩1施作在拟加固区周边形成双排钢板桩围堰，双排钢板桩 1桩间的水抽干并填充灰土3至双排钢板桩1桩顶标高，双排钢板桩1桩间设置锚固拉杆4，锚固拉杆4设置在双排钢板桩1的桩顶下1m处并延基坑方向均匀布置，双排钢板桩围堰内侧水抽至河道底面并堆置沙袋2；隔离桩施作在平整的拟加固区，且隔离桩之间的土层采用袖阀管8注浆加固，冠梁6和内撑7施作在河道底部标高处。

进一步，双排钢板桩1采用拉森Ⅳ型钢板桩。

进一步，隔离桩采用钻孔灌注桩5。

进一步，冠梁6和内撑7均采用混凝土材料，具体尺寸应根据相应情况来确定。冠梁和6内撑7的标高与河道底面相同，且内撑7延河道方向均匀布置，仅竖向设置一道。

进一步，减小邻近高铁桩基变形的下穿河道围堰加固方法，包括如下步骤：

步骤1：在拟加固区周边施做双排钢板桩围堰，施工时先水下设置双排钢板桩1，抽干双排钢板桩1的桩间水并在桩间填充灰土3至双排钢板桩1的桩顶标高，双排钢板桩1的桩间设置锚固拉杆4，并在围堰内侧抽水至河道底面，在围堰内侧底部堆置沙袋2。

在进行双排钢板桩布设时，为防止出现渗漏水问题，可提前预制双排钢板桩并设置锚固拉杆4，双排钢板桩1可用履带吊掉装。

步骤2：平整拟加固区场地，在拟加固区施做隔离桩，在河道底部标高处施做冠梁6与内撑7。

隔离桩采用钻孔灌注桩5。冠梁6和内撑7均采用混凝土材料，现浇混凝土时需注意凝结时间，保证浇筑质量，确保加固效果。

步骤3：对隔离桩之间的土层进行袖阀管8注浆加固，并检查附近地面是否出现注浆隆起，确保注浆效果。

传统的混凝土围堰施工时间长，且施工完成后不能回收，影响周边环境，通常18米围堰一般需要50天左右，而本申请涉及的双排钢板桩围堰结构，所需施工空间小，结构简单，安装速度快，能较快的达到所需的施工效果。

本申请涉及的盾构下穿高铁桥下河道的防护加固措施，利用了双排钢板桩围堰和注浆各自的优点，形成了有利于在桥下施工加固下穿河道的施工方法，双排钢板桩围堰施工迅速，止水效果好，结构安全可靠，施工方便，节省资金，河道内采用注浆加固的方法可有效加固土体，施工便利，大大节省了施工时间，保证了加固质量。在施工场地受限、河流浅滩、且需要控制下穿造成的周边影响时，本申请会是行之有效的加固方法。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例进行各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请的揭示，不脱离本申请范畴所做出的改进和修改都应该在本申请的保护范围之内。