本發明涉及地下鐵路隧道施工，具體為一種地下鐵路隧道開挖區間端頭加固施工方法。
背景技術：
1、在地下鐵路隧道工程建設中，盾構區間端頭加固是確保施工安全與質量的核心環節，近年來，隨著城市軌道交通的快速發展，盾構法隧道施工因其對地面交通和周邊環境影響較小而被廣泛應用。然而，盾構機進出洞口時的端頭地層穩定性問題一直是施工中的難點。端頭地層若未得到有效加固，易導致盾構機進出洞時發生涌水、涌砂甚至塌方等事故，嚴重影響施工安全和進度。
2、傳統單一加固方式(如單排旋噴樁或普通地下連續墻)難以應對軟硬不均地層、高滲透性砂層或富水斷層等復合地質條件，易出現加固盲區或止水失效，導致盾構始發/接收時端頭滲漏、坍塌風險顯著增加，目前，行業內普遍采用高壓旋噴樁、地下連續墻等方法進行端頭加固，但這些技術的適用性和效果受地質條件、施工工藝等因素制約較大。此外，城市中心區域施工常面臨地下管線密集、建筑物鄰近等復雜環境，進一步增加了盾構端頭加固與止水的技術難度。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本發明提供了一種地下鐵路隧道開挖區間端頭加固施工方法，解決統施工方法在復雜地質條件下盾構端頭加固與止水效果不理想的問題。
2、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種地下鐵路隧道開挖區間端頭加固施工方法，包括以下步驟：
3、加固方案選擇：根據端頭地質條件選擇加固組合方式，大里程端頭采用直徑600mm的高壓旋噴樁配合直徑600mm鋼管降水井，小里程端頭采用800mm厚c20素混凝土地下連續墻配合高壓旋噴樁和降水井，區間風井端頭采用雙層高壓旋噴樁配合降水井；
4、確定加固范圍：縱向為隧道頂以上3m至隧道底以下3m的實樁段，以及地面至隧道頂以上3m的空樁段，橫向為隧道左右各3m，縱向延伸10m，豎向為地下連續墻底端與高壓旋噴樁底端形成階梯式嵌固結構，高差≥1m；
5、高壓旋噴樁施工：采用雙重管高壓旋噴樁形成咬合樁體，實施分層壓力控制，上層15mpa，中層18mpa，下層20mpa，提升速度控制在每分鐘10至15cm，旋轉速度控制在每分鐘10至15轉；
6、降水井布設：在盾構推進方向10m范圍內布設壁厚5mm的鋼質降水井，井群采用環形與放射狀組合布局，實施盾構到達前3天的預降水啟動；
7、成槽質量控制：采用雙系統實時監測成槽垂直度，配合納米級硅溶膠注入確保沉渣厚度達標；施工前處理：對端頭已硬化部分進行混凝土破除，施工中同步實施周邊環境監測。
8、通過采用上述技術方案：通過差異化加固方案(高壓旋噴樁+降水井/地下連續墻組合)精準匹配不同地質條件，通過階梯式嵌固結構形成立體止水帷幕，適應復雜地層滲透性差異，確保加固效果；分層壓力控制的高壓旋噴樁(15-20mpa分級)結合石墨烯改性水泥漿液，使樁體28天抗壓強度≥8mpa；地下連續墻與旋噴樁形成階梯式嵌固結構(高差≥1m)，配合降水井系統(預降水3天)，有效阻斷地下水滲透路徑，進而達到了在復雜地質條件下實現盾構端頭的高效加固與止水的效果。
9、優選的，素混凝土地下連續墻施工包括：
10、分段澆筑c20素混凝土，每段長度控制在18至28m，跳槽施工間隔不小于0.5m；
11、采用液壓抓斗、沖擊錘與銑槽機聯動的復合成槽工藝，巖層以上使用液壓抓斗，巖層以下切換沖擊錘，極硬巖層采用銑槽機；
12、泥漿系統配置新漿比重為1.05至1.10，循環泥漿含砂率低于7％，廢棄泥漿ph值超過14時進行固液分離；
13、混凝土澆筑時植入分布式光纖傳感器實時監測溫度場與應力分布，導管間距不超過3m，距槽端距離不大于1.5m，埋深控制在1.5至3m，澆筑速度不低于每小時2m，塌落度范圍為18至22cm。
14、優選的，高壓旋噴樁施工包括：
15、現場試樁確定參數：漿量70l/min，每米水泥用量93-124kg，隧道底以上2m范圍采用30％水泥摻量，以下區域提升至35％；
16、使用初凝時間4h且28天抗壓強度≥8mpa的石墨烯改性水泥漿液；
17、漏漿時暫停提升注漿堵漏，冒漿不可回收；
18、采用泥漿分離器處理廢漿，處理能力為每小時200m3，分離粒度為0.074mm，廢漿處理系統集成ph值自動調節模塊，維持處理過程ph值為7±0.5
19、凈化后泥漿含砂率低于2％，循環利用率達到80％以上。
20、優選的，降水井施工包括：
21、井底設置6mm厚鋼板封底，井周交替回填厚度30cm的0.5-1mm礫石層與厚度20cm的鈉基膨潤土球層；
22、濾水管采用孔徑2mm、孔距50mm的螺旋狀激光打孔技術；
23、配備雙回路200kva供電系統及水位動態監測裝置，配置流量波動≤5％的變頻控制水泵系統；
24、根據實測數據動態調節抽水井開啟數量；
25、成井工藝流程依次為井位測放、上部混凝土破除、沖擊成孔、濾水管包扎、下井管、填礫粘土球、洗井試抽水。
26、優選的，成槽垂直度控制包括：
27、每進尺2m測量鋼絲繩偏移量，通過三角函數計算傾斜率，超標時回填粘土或混凝土糾偏；
28、基于bim-施工聯動系統實時生成三維糾偏方案；
29、異型槽段采用“l”形分幅直挖工藝，轉角處導墻延伸30cm輔助成槽；
30、軟弱地層槽段采用“先注漿后開挖”工藝：預注水灰比0.8的超細水泥漿，注漿壓力0.3-0.5mpa，穩定時間≥2h；
31、槽段劃分時縮短軟弱地層單槽長度至18m。
32、優選的，導墻施工包括：
33、采用翼緣寬200mm的倒l型鋼筋混凝土結構，內置間距6m的溫度應力釋放縫；
34、鋼筋綁扎前預澆筑100mm厚c15素混凝土翼部，主筋間距偏差±10mm；
35、應用內置應變片的自感知智能模板監測混凝土膨脹壓力，采用2×6m鋼模板與木方組合支撐，間距1m；
36、混凝土終凝后采用光伏驅動霧化系統維持養護濕度≥90％且溫度梯度≤3℃/m，養護≥7天；拆除后采用100×100mm方木雙層支撐，間距1500mm防變形；
37、導墻制作流程依次為測量放線、探溝開挖、導墻溝槽開挖、溝底夯實、鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑。
38、優選的，還包括施工階段動態調整措施：
39、根據實時監測數據調整高壓旋噴樁注漿壓力，波動范圍控制在±5％以內；
40、建立地層損失率超過0.5‰時觸發多參數調控的耦合模型；
41、部署傳感器間距5m的微震監測系統，震動速度超過2mm/s時暫停施工并注漿加固；
42、成槽過程中若遇軟弱夾層，立即注入膨潤土漿液穩定槽壁；
43、盾構切口預埋泥水壓力波動值不超過0.02mpa的壓力平衡管；
44、混凝土澆筑時動態調整導管埋深，確保連續澆筑無斷層。
45、優選的，應急處理措施包括：
46、建立三級沉降響應機制，ⅰ級沉降速率＞3mm/d時啟動雙液注漿及備用井群，ⅱ級2-3mm/d時實施單液注漿與降水方案調整，ⅲ級＜2mm/d時執行局部封堵與監測加密；
47、塌孔時立即注入泥粉并加大供漿量；地下連續墻滲漏采用速凝水泥回灌封堵；降水引發沉降超標時啟動備用注水井回灌；
48、采用定位精度±5cm的智能注漿機器人自適應調節0.3-1.2mpa注漿壓力；高壓旋噴樁施工中斷超30min時需復打搭接1m。
49、優選的，材料控制標準包括：
50、泥漿采用優質泥粉為主、粘土為輔，添加2％納米二氧化硅，控制比重1.05-1.15，粘度18-25s，ph值8-10，剪切強度25pa·s且濾失量8ml/30min；
51、混凝土添加緩凝劑使初凝時間≥6h，摻入0.8％鋼纖維，相鄰墻幅強度≥70％方可跳槽施工，抗裂性能提升50％；
52、地聚合物基注漿材料實現28天強度15mpa及滲透系數＜1×10-8cm/s。
53、優選的，綠色施工技術包括：
54、施工場地周邊設置截水溝和沉淀池，構建三級廢漿處理系統生成再生建材；
55、噪聲敏感區采用低噪聲設備并設置隔音屏障，應用自適應有源降噪技術控制30m處等效聲級≤55db(a)；
56、每日監測周邊建筑物沉降，累計沉降超預警值立即啟動應急預案；
57、施工后回填厚度≥1m種植土并實現30天植被覆蓋率≥80％。
58、本發明提供了一種地下鐵路隧道開挖區間端頭加固施工方法。具備以下有益效果：
59、1、本發明中，通過針對不同地質條件采用差異化的加固組合，通過階梯式嵌固結構形成立體止水帷幕，適應復雜地層滲透性差異；通過高壓旋噴樁精準控制，通過分層壓力控制與石墨烯改性水泥漿液結合，確保樁體咬合密實性；隧道底以下水泥摻量提升至35％，強化底部抗滲性能；在盾構到達前3天啟動環形+放射狀井群降水，配合濾水管激光打孔及鈉基膨潤土球層回填，有效降低地下水位，減少施工滲流風險；進而達到了在復雜地質條件下實現盾構端頭的高效加固與止水的效果。
60、2、本發明中，通過部署微震監測系統及三級沉降響應機制，結合智能注漿機器人實時封堵滲漏，最大限度控制地表沉降；同時軟弱地層采用“先注漿后開挖”及l形分幅直挖技術，轉角導墻延伸30cm輔助成槽，減少槽壁失穩風險。通過將地聚合物基注漿材料替代傳統水泥漿，降低注漿對地下水的污染風險；泥漿系統含砂率<7％，廢棄泥漿經固液分離后ph值可控，減少環境負擔；達到了減少加固施工對周邊管線及建筑物的影響的效果。
61、3、本發明中，其中素混凝土地下連續墻采用液壓抓斗+沖擊錘+銑槽機聯動成槽，極硬巖層施工效率提升40％；異型槽段通過bim生成三維糾偏方案，減少返工率；泥漿分離器處理能力200m3/h，凈化后泥漿循環利用率>80％；三級廢漿處理系統將廢漿轉化為再生建材，降低材料消耗成本；通過實時調整注漿壓力與導管埋深，結合盾構切口壓力平衡管，避免因參數失誤導致的停工返修，整體工期縮短15％-20％，達到了優化施工流程以縮短工期并降低成本的效果。