岩化筋固结构及其岩化筋固方法
技术领域
本发明属于地下工程领域，涉及一种岩化筋固结构及其岩化筋固方法。
背景技术
目前，对于在松软地层中建造地铁，市政，隧道等大跨度，超浅埋的地下工程，通常采用明挖和暗挖的施工方式；采用明挖施工，会使地形、地貌、地物、植被、生态环境发生较大的改变，由于施工时需要进行对建筑物拆除，文物古迹保护及植被的破坏等大量工作，造成施工周期长，人工成本高；采用遁构机暗挖施工，断面规格单一，断面形状不能满足使用需求，工程造价高；采用传统的随挖随起拱技术暗挖施工，其安全性能和质量标准较低，不便于推广实施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强度高的岩化筋固结构，可作为暗挖、掘进施工的提前支护，超掘进工作面支护，紧跟掘进工作面支护，永久支护，提高作业的安全可靠性。
本发明的另一目的在于提供一种岩化筋固结构的岩化筋固方法，工程造价低，进度快，简便可行。
本发明采用的技术方案：一种岩化筋固结构，它是按地下不同空间分阶段形成的支护结构，它是由岩化泥土和注浆扦骨钻孔注浆组合，与混凝土筋固体整体成型。
所述的岩化泥土的钻孔内浇注有注浆本体，钻孔外浇注有浆土混合体，浆土混合体外浇注有渗浆体。
所述的注浆扦骨为单肢扦骨、多肢扦骨、扦骨笼或扦骨漏管，设置在注浆本体内。
所述的混凝土筋固体为梁构、板构、角构、门构、框构、箱构或拱构之任一种与注浆杆骨、岩化泥土浇注整体成型。
所述的单肢扦骨、多肢扦骨、扦骨笼或扦骨漏管之任一种或任几种联接梁构、板构、角构、门构、框构、箱构或拱构之任一种或任几种。
所述的混凝土筋固体为梁构、板构、角构、门构、框构、箱构或拱构之任几种的组合。
所述的岩化泥土和注浆扦骨竖向钻孔注浆构成提前支护结构。
所述的岩化泥土和注浆扦骨横向钻孔注浆与混凝土筋固体浇注构成超掘进工作面支护结构。
所述的岩化泥土和注浆杆骨侧部、顶部、底部钻孔注浆构成紧跟掘进工作面支护结构。
一种岩化筋固结构的岩化筋固方法，包括①钻孔、②注浆、③筋固、④空间支护施工步骤，其中
①钻孔：在地层的地上和地下通过正向及斜向采用向上、向下、竖向、横向对地层进行全方位钻孔，在地下钻孔作业时，预先挖掘出钻机的工作面空间，或挖掘出机窝作为钻孔作业空间；钻孔作业在开挖前进行或在开挖过程的各阶段进行；
②注浆：在各个钻孔内灌注浆体，经压浆、渗浆将松软地层进行岩化处理，构成类似岩体的岩化泥土；
③筋固：在岩化泥土的钻孔内置入注浆扦骨，并施以混凝土浆体灌注、压浆、渗浆后构成钢筋混凝土岩化结构；
④空间支护：地层暗挖后形成掘进空间，通过混凝土筋固体对掘进空间内壁进行支护，混凝土筋固体与岩化泥土和注浆扦骨通过钻孔注浆整体成型，构成提前支护，超掘进工作面支护，紧跟掘进工作面支护，以及临时支护，毛断面过渡支护，永久支护。
本发明所具有的积极有益效果：
1.在地层的地上、地下进行全方位钻孔，在各个钻孔内灌注浆体，经压浆、渗浆将松软地层进行岩化处理，使原本不适合暗挖的淤泥土壤地层岩化，形成类似岩体的岩化泥土，便于实现暗挖，减少地面建筑拆除；
2.在岩化泥土的钻孔内置入注浆扦骨，并施以混凝土浆体灌注、压浆、渗浆后构成钢筋混凝土岩化筋固结构，实现对松软地层岩化处理，增强了基础工程支护强度；
3.通过混凝土筋固体对掘进空间内壁进行支护，可作为暗挖、掘进施工的提前支护，超掘进工作面支护，紧跟掘进工作面支护，毛断面过渡支护、临时支护，使掘进作业在支护条件下进行，给施工提供了可靠的作业空间，提高作业的安全性；
4.整体结构紧凑，强度高，可作为混凝土筋固岩体结构及地下工程墙、柱、梁、板结构构件，作为永久受力支护；
5.工程造价低，进度快，简便可行，便于推广实施，可广泛应用于地铁、铁路、交通隧道、矿山井巷、市政工程等地下工程施工使用的各阶段支护，实现对松软地质、地层浅埋暗挖、掘进施工，尤其是解决了大跨度、超浅埋地下构筑物的施工问题。
附图说明
图1为本发明结构断面示意图；
图2为本发明的岩化泥土结构断面示意图；
图3为本发明的单肢扦骨结构断面示意图；
图4为本发明的多肢扦骨结构断面示意图；
图5为本发明的扦骨笼结构断面示意图；
图6为本发明的扦骨漏管结构断面示意图；
图7为本发明的梁构结构断面示意图；
图8为本发明的板构结构断面示意图；
图9为本发明的角构结构断面示意图；
图10为本发明的门构结构断面示意图；
图11为本发明的框构结构断面示意图；
图12为本发明的箱构结构断面示意图；
图13为本发明的拱构结构断面示意图；
图14为图7、图9、图10、图11中A-A剖视图；
图15为图8、图12中B-B剖视图；
图16为本发明的提前支护结构断面示意图；
图17为本发明的超掘进工作面支护结构断面示意图；
图18为图17中C-C剖视图；
图19为本发明的紧跟掘进工作面支护结构断面示意图。
具体实施方式
参照图1所示，一种岩化筋固结构，它是按地下不同空间分阶段形成的支护结构，主要包括岩化泥土1、注浆扦骨2、混凝土筋固体3等；它是由岩化泥土1和注浆扦骨2通过钻孔注浆组合，并与混凝土筋固体3浇注整体成型构成岩化筋固结构。
参照图2所示，所述的岩化泥土1包括注浆本体101、浆土混合体102、渗浆体103等；其岩化泥土1的钻孔内浇注有注浆本体101，钻孔外浇注有浆土混合体102，浆土混合体102外浇注渗浆体103，使钻孔及周围的泥土形成岩化泥土1。
参照图3所示，所述的注浆扦骨2可以是单肢扦骨201，单肢扦骨201设置在注浆本体101内。
参照图4所示，所述的注浆扦骨2可以是多肢扦骨202，多肢扦骨202设置在注浆本体101内。
参照图5所示，所述的注浆扦骨2可以是扦骨笼203，扦骨笼203设置在注浆本体101内。
参照图6所示，所述的注浆扦骨2可以是扦骨漏管204，扦骨漏管204设置在注浆本体101内。
参照图7、图14所示，所述的混凝土筋固体3可以是梁构301，梁构301与注浆杆骨2、岩化泥土1浇注整体成型。
参照图8、图15所示，所述的混凝土筋固体3可以是板构302，板构302与注浆杆骨2、岩化泥土1浇注整体成型。
参照图9、图14所示，所述的混凝土筋固体3可以是角构303，角构303与注浆杆骨2、岩化泥土1浇注整体成型。
参照图10、图14所示，所述的混凝土筋固体3可以是门构304，门构304与注浆杆骨2、岩化泥土1浇注整体成型。
参照图11、图14所示，所述的混凝土筋固体3可以是框构305，框构305与注浆杆骨2、岩化泥土1浇注整体成型。
参照图12、图15所示，所述的混凝土筋固体3可以是箱构306，箱构306与注浆杆骨2、岩化泥土1浇注整体成型。
参照图13所示，所述的混凝土筋固体3可以是拱构307，拱构307与注浆杆骨2、岩化泥土1浇注整体成型。
根据地下不同空间结构，可以将所述的单肢扦骨201、多肢扦骨202、扦骨笼203或扦骨漏管204之任一种或任几种联接梁构301、板构302、角构303、门构304、框构305、箱构306或拱构307之任一种或任几种，构成永久支护结构。
所述的混凝土筋固体3也可以为梁构301、板构302、角构303、门构304、框构305、箱构306或拱构307之任几种的组合，构成永久支护结构。
参照图16所示，图中虚线范围是地下空间结构，在形成地下结构空间之前设置竖向钻孔，由岩化泥土1和注浆扦骨2通过钻孔注浆构成提前支护结构。
参照图17、图18所示，在掘进开挖之前设置横向钻孔，由岩化泥土1和注浆扦骨2通过钻孔注浆与混凝土筋固体3浇注构成超掘进工作面支护结构。
参照图19所示，地下空间开挖后，在侧部、顶部、底部设置钻孔，由岩化泥土1和注浆杆骨2通过钻孔注浆构成紧跟掘进工作面支护结构。
一种岩化筋固结构的岩化筋固方法，主要包括①钻孔、②注浆、③筋固、④空间支护等施工步骤，其中
①钻孔：
在地层的地上和地下通过正向及斜向采用向上、向下、竖向、横向对地层进行全方位钻孔，在地下钻孔作业时，可预先挖掘出钻机的工作面空间，或只挖掘出机窝作为钻孔作业空间，可以在开挖前进行钻孔、注浆，也可以在开挖过程的各阶段钻孔、注浆；
②注浆：
在各个钻孔内灌注浆体，经压浆、渗浆将松软地层进行岩化处理，构成类似岩体的岩化泥土1；
③筋固：
在岩化泥土1的钻孔内置入注浆扦骨2，并施以混凝土浆体灌注、压浆、渗浆后构成钢筋混凝土岩化结构；
④空间支护：
地层暗挖后形成掘进空间，通过混凝土筋固体3对掘进空间内壁进行支护，混凝土筋固体3与岩化泥土1和注浆扦骨2通过钻孔注浆整体成型，构成地下空间结构之前的提前支护，掘进开挖之前的超掘进工作面支护，地下空间开挖后的紧跟掘进工作面支护，也可作为临时支护和毛断面过渡支护，还可作为永久支护，即地下工程墙、柱、梁、板等结构构件，形成永久地下工程。