本发明涉及土木工程隧道盾构施工设备技术领域，且公开了一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩，包括加固桩主体，所述加固桩主体的外部开设有桩体注浆口，所述加固桩主体的左侧固定连接有盖板，所述盖板的内部开设有盖体注浆口，所述盖板的左侧固定连接有管壁连接螺栓，所述加固桩主体的内部固定连接有核心杆。该新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩，通过使用该方法及装置，能够有效地改善隧道周围土体的力学性能，注浆使其形成整体，提高受荷承载能力，大大增加了衬砌与土体的整体性，扩大了加固桩主体的受力范围，从而有效地避免了过大的沉降变形，很大程度上消除了隧道盾构掘进的安全隐患，使盾构法得以更加安全地使用。
1.一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)盾构管片预留孔洞，预制的盾构混凝土管片(10)在预定位置处预留插入加固桩的孔洞；
2)施做防水措施，在上述孔洞与盾构混凝土管片(10)的连接处，预埋PVC管套(12)，PVC管套(12)为螺纹套筒，并在管片预留孔洞与桩身管壁之间敷设防水卷材、施做保护层和刷防水涂料；
3)成孔，在上述预留孔洞处，进行打孔，打孔深度长于加固桩长度100mm，施做泥浆护壁成孔，然后清孔，通过成孔设备中的泥浆循环系统，将孔中的泥浆比重降低至设计要求的范围；
4)插入加固桩主体(1)，加固桩主体(1)的外部开设有桩体注浆口(2)，将加固桩主体(1)插入盾构混凝土管片(10)预留孔洞中，桩尾与盾构混凝土管片(10)预设位置卡位，并进行外钢壁初步链接，使用螺栓进行定位，初步固定；
5)在加固桩主体(1)的内部顶进核心杆(5)，核心杆(5)的外部开设有杆体注浆口(6)，核心杆(5)的右侧固定连接有顶进头(7)，核心杆(5)的外部铰接有展开翼(8)，使用千斤顶顶进设备将核心杆(5)向前顶进超过300mm，待展开翼(8)脱离管壁约束后，静置一段时间；
6)固定核心杆(5)，再使用器械将核心杆(5)回拉140mm，直至无法移动，此时，将初步固定的螺栓取下，盖上桩尾盖板(3)，铺设好螺栓垫圈，使用管壁连接螺栓(4)完全固定外钢壁，然后用螺母固定带有螺纹的核心杆(5)；
7)填料，对桩孔内部使用粒径满足设计要求的小颗粒碎石进行填充，碎石的投入量要满足设计要求；
8)第二次清孔，利用高压注水设备对加固桩主体(1)管内注入高压清水，利用盖板(3)预留的盖体注浆口(14)插入注浆管将清水从桩孔的底部注入，将孔中碎石骨料上的泥砂及成孔过程中形成的泥浆稀释并从上孔口溢出并排入泥浆池，此过程持续进行直至清洗出的泥浆水由浑浊逐渐变成清水，说明孔中的骨料上的泥沙及孔内成孔时产生的泥浆水已经被清洗干净，停止高压清水的注入；
9)注浆，盖板(3)的内部开设有上下两个盖体注浆口(14)，利用下盖体注浆口内的注浆管向桩孔内进行注浆，持续注浆使水泥浆液挤出原本骨料间的清水，直至灰色的水泥浆液溢出上盖体注浆口，并保持持续注浆两分钟，此时，桩体骨料间的填充液已由清水置换为符合设计要求的水泥浆液，此时停止注浆；
10)封口养护，停止注浆后，对孔口进行密封，并养护24-48小时。
2.根据权利要求1所述的一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩的制备方法，其特征在于：所述核心杆(5)的直径为15mm。
3.根据权利要求1所述的一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩的制备方法，其特征在于：所述加固桩主体(1)直径为90mm，厚度为10mm，所述加固桩主体(1)外部的桩体注浆口(2)呈交替错落分布，且分布在加固桩主体(1)的右侧，分布长度为整个桩身长度的1/
4.根据权利要求1所述的一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩的制备方法，其特征在于：所述核心杆(5)的外部固定连接有弹簧(9)，所述弹簧(9)远离核心杆(5)的一端固定连接有展开翼(8)，所述核心杆(5)的外部铰接有数量为八个的展开翼(8)，八个所述展开翼(8)均通过弹簧(9)与核心杆(5)活动连接。
5.根据权利要求1所述的一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩的制备方法，其特征在于：所述管壁连接螺栓(4)的外部且位于盾构混凝土管片(10)的内部固定连接有螺丝预埋件(13)，所述螺丝预埋件(13)的内部固定安装有螺丝密封圈(11)。
一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩
技术领域
[0001] 本发明涉及土木工程隧道盾构施工设备技术领域，具体为一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩。
背景技术
[0002] 隧道施工，是新奥地利隧道施工方法的简称，它是奥地利学者在长期从事隧道施工实践中，从岩石力学的观点出发而提出的一种合理的施工方法，是采用喷锚技术、监控量测等并与岩石力学理论构成的一个体系而形成的一种新的工程施工方法。
[0003] 目前，随着我国交通道路的迅猛发展，各类山区高速公路和城市地铁建造，对于隧道施工的工艺日渐成熟，尤其是盾构法施工，具有安全、快捷和机械化程度高等诸多优点，但是在土质地层中使用盾构掘进，往往隧道周围土体沉降不好控制，而隧道施工对于围岩土体的沉降控制要求非常高，在现有技术中，隧道区间段盾构掘进时，如果周围土体沉降变形过大，容易导致隧道塌方和脱节，存在严重安全隐患，故而提出一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩解决上述问题。
发明内容
[0004] (一)解决的技术问题
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩，具备消除隧道盾构掘进安全隐患等优点，解决了隧道区间段盾构掘进时，如果周围土体沉降变形过大，容易导致隧道塌方和脱节，存在严重安全隐患的问题。
[0006] (二)技术方案
[0007] 为实现上述消除隧道盾构掘进安全隐患的目的，本发明提供如下技术方案：一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩，包括加固桩主体，所述加固桩主体的外部开设有桩体注浆口，所述加固桩主体的左侧固定连接有盖板，所述盖板的内部开设有盖体注浆口，所述盖板的左侧固定连接有管壁连接螺栓，所述加固桩主体的内部固定连接有核心杆，所述核心杆的外部开设有杆体注浆口，所述核心杆的右侧固定连接有顶进头，所述核心杆的外部铰接有展开翼，所述核心杆的外部固定连接有弹簧，所述加固桩主体的外部固定连接有盾构混凝土管片，所述管壁连接螺栓的外部且位于盾构混凝土管片的内部固定连接有螺丝预埋件，所述螺丝预埋件的内部固定安装有螺丝密封圈，所述管壁连接螺栓的外部且位于盾构混凝土管片的内部固定安装有PVC管套。
[0008] 优选的，所述盖板的内部开设有上下两个盖体注浆口，所述核心杆的直径为15mm。
[0009] 优选的，所述加固桩主体直径为90mm，厚度为10mm，所述加固桩主体外部的桩体注浆口呈交替错落分布，且分布在加固桩主体的右侧，其长度为整个桩身长度的1/2-1/3。
[0010] 优选的，所述弹簧远离核心杆的一端固定连接有展开翼，所述核心杆的外部铰接有数量为八个的展开翼，八个所述展开翼均通过弹簧与核心杆活动连接。
[0011] 一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩的制备方法，包括以下步骤：
[0012] 1)盾构管片预留孔洞，预制的盾构混凝土管片在预定位置处预留插入加固桩的孔洞；
[0013] 2)施做防水措施，在上述开设的空洞口与盾构混凝土管片的连接处，预埋PVC管套，PVC管套为螺纹套筒，并在管片预留孔与桩身管壁之间敷设防水卷材、施做保护层和刷防水涂料；
[0014] 3)成孔，在上述预留孔洞处，进行打孔，打孔深度长于加固桩长度约100mm，施做泥浆护壁成孔，然后清孔，通过成孔设备中的泥浆循环系统，将孔中的泥浆比重降低至设计要求的范围；
[0015] 4)插入加固桩主体，将加固桩主体插入盾构混凝土管片预留的孔洞中，桩尾与盾构混凝土管片预设位置卡位，并进行外钢壁初步链接，使用螺栓进行定位，初步固定；
[0016] 5)顶进核心杆，使用千斤顶等顶进设备将核心杆向前顶进超过300mm，待展开翼脱离管壁约束后，静置一段时间；
[0017] 6)固定核心杆，再使用器械将核心杆回拉约140mm，直至无法移动，此时，将初步固定的螺栓取下，盖上桩尾盖板，铺设好螺栓垫圈，使用管壁连接螺栓完全固定外部钢壁，然后用螺母固定带有螺纹的核心杆；
[0018] 7)填料，对桩孔内部使用粒径满足设计要求的小颗粒碎石进行填充，碎石的投入量要满足设计要求；
[0019] 8)第二次清孔，利用高压注水设备对加固桩主体管内注入高压清水，利用尾部盖板预留的盖体注浆口插入注浆管将清水从桩孔的底部注入，将孔中碎石骨料上的泥砂及成孔过程中形成的泥浆稀释并从上孔口溢出并排入泥浆池，此过程持续进行直至清洗出的泥浆水由浑浊逐渐变成清水，说明孔中的骨料上的泥沙及孔内成孔时产生的泥浆水已经基本被清洗干净，即可停止高压清水的注入；
[0020] 9)注浆，利用下盖体注浆口内的注浆管向桩孔内进行注浆，持续注浆使水泥浆液挤出原本骨料间的清水，直至灰色的水泥浆液溢出上盖体注浆口(14)，并保持持续注浆两分钟，此时，桩体骨料间的填充液已由清水置换为符合设计要求的水泥浆液，此时可以停止注浆；
[0021] 10)封口养护，停止注浆后，对孔口进行密封，并养护24-48小时。
[0022] (三)有益效果
[0023] 与现有技术相比，本发明提供了一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩，具备以下有益效果：
[0024] 1、该新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩，通过使用该方法及装置，能够有效地改善隧道周围土体的力学性能，注浆使其形成整体，提高受荷承载能力，大大增加了衬砌与土体的整体性，扩大了加固桩主体的受力范围，从而有效地避免了过大的沉降变形，很大程度上消除了隧道盾构掘进的安全隐患，使盾构法得以更加安全地使用，加固桩主体下半部分有杆体注浆口的设置，随着按照预定注浆压力下的持续注浆，多余的浆液会通过杆体注浆口渗入土层之中，与土颗粒胶结形成一个整体，杆体注浆口错落布置，同时也会增加胶结物的机械咬合力，改善了隧道周围土体的力学性能，桩端水泥泥浆也会将桩端土体包裹起来，随着注入的进一步持续，水泥浆液逐步沿着桩体分布，这些水泥泥浆就能够有效地扩大桩端直径和涉及扩散分布的桩体的直径，从而大大提高加固桩的承载能力。
[0025] 2、该新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩，通过核心杆的外部铰接有八个展开翼，八个展开翼均通过弹簧与核心杆活动连接，便于展开翼本身的长度能扩大桩端的受力面积，提高加固桩的承载能力；同时，由于展开翼的延伸，使得水泥泥浆能够沿着八个展开翼进一步向外渗透，最后可以和端部土体形成一个伞盖一样的胶结体，在隧道上部的加固桩还能起到将土体悬吊的作用，类似锚钉的作用，此结构大大增加了加固桩的锚固作用，提高了土体的承载能力，有效地避免了盾构掘进过程中过大的沉降变形。
附图说明
[0026] 图1为本发明提出的一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩结构剖视图；
[0027] 图2为本发明提出的一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩结构右视图；
[0028] 图3为本发明提出的一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩结构左视图；
[0029] 图4为本发明提出的一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩螺栓连接孔及防水结构剖视图；
[0030] 图5为本发明提出的一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩盾构混凝土管片连接结构剖视图。
[0031] 图中：1加固桩主体、2桩体注浆口、3盖板、4管壁连接螺栓、5核心杆、6杆体注浆口、7顶进头、8展开翼、9弹簧、10盾构混凝土管片、11螺丝密封圈、12 PVC管套、13螺丝预埋件、
14盖体注浆口。
具体实施方式
[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033] 请参阅图1-5，一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩，包括加固桩主体1，加固桩主体1的外部开设有桩体注浆口2，加固桩主体1直径为90mm，厚度为10mm，加固桩主体1外部的桩体注浆口2呈交替错落分布，且分布在加固桩主体1的右侧，其长度为整个桩身长度的1/2-1/3，加固桩主体1的左侧固定连接有盖板3，盖板3的内部开设有盖体注浆口14，盖板3的内部开设有上下两个盖体注浆口14，盖板3的左侧固定连接有管壁连接螺栓4，加固桩主体1的内部固定连接有核心杆5，核心杆5的直径为15mm，核心杆5的外部开设有杆体注浆口6，核心杆5的右侧固定连接有顶进头7，核心杆5的外部铰接有展开翼8，核心杆5的外部固定连接有弹簧9，弹簧9远离核心杆5的一端固定连接有展开翼8，核心杆5的外部铰接有数量为八个的展开翼8，八个展开翼8均通过弹簧9与核心杆5活动连接，加固桩主体1的外部固定连接有盾构混凝土管片10，管壁连接螺栓4的外部且位于盾构混凝土管片10的内部固定连接有螺丝预埋件13，螺丝预埋件13的内部固定安装有螺丝密封圈11，管壁连接螺栓4的外部且位于盾构混凝土管片10的内部固定安装有PVC管套12。
[0034] 一种新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩的制备方法，包括以下步骤：
[0035] 1)盾构管片预留孔洞，预制的盾构混凝土管片10在预定位置处预留插入加固桩的孔洞；
[0036] 2)施做防水措施，在上述开设的空洞口与盾构混凝土管片10的连接处，预埋PVC管套12，PVC管套12为螺纹套筒，并在管片预留孔与桩身管壁之间敷设防水卷材、施做保护层和刷防水涂料；
[0037] 3)成孔，在上述预留孔洞处，进行打孔，打孔深度长于加固桩长度约100mm，施做泥浆护壁成孔，然后清孔，通过成孔设备中的泥浆循环系统，将孔中的泥浆比重降低至设计要求的范围；
[0038] 4)插入加固桩主体1，将加固桩主体1插入盾构混凝土管片10预留的孔洞中，桩尾与盾构混凝土管片10预设位置卡位，并进行外钢壁初步链接，使用螺栓进行定位，初步固定；
[0039] 5)顶进核心杆5，使用千斤顶等顶进设备将核心杆5向前顶进超过300mm，待展开翼8脱离管壁约束后，静置一段时间；
[0040] 6)固定核心杆5，再使用器械将核心杆5回拉约140mm，直至无法移动，此时，将初步固定的螺栓取下，盖上桩尾盖板3，铺设好螺栓垫圈，使用管壁连接螺栓4完全固定外部钢壁，然后用螺母固定带有螺纹的核心杆5；
[0041] 7)填料，对桩孔内部使用粒径满足设计要求的小颗粒碎石进行填充，碎石的投入量要满足设计要求；
[0042] 8)第二次清孔，利用高压注水设备对加固桩主体1管内注入高压清水，利用尾部盖板3预留的盖体注浆口14插入注浆管将清水从桩孔的底部注入，将孔中碎石骨料上的泥砂及成孔过程中形成的泥浆稀释并从上孔口溢出并排入泥浆池，此过程持续进行直至清洗出的泥浆水由浑浊逐渐变成清水，说明孔中的骨料上的泥沙及孔内成孔时产生的泥浆水已经基本被清洗干净，即可停止高压清水的注入；
[0043] 9)注浆，利用下盖体注浆口14内的注浆管向桩孔内进行注浆，持续注浆使水泥浆液挤出原本骨料间的清水，直至灰色的水泥浆液溢出上盖体注浆口14，并保持持续注浆两分钟，此时，桩体骨料间的填充液已由清水置换为符合设计要求的水泥浆液，此时可以停止注浆；
[0044] 10)封口养护，停止注浆后，对孔口进行密封，并养护24-48小时。
[0045] 综上所述，该新型的盾构隧道混凝土管片微型加固桩，
[0046] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0047] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
