半径可控的深孔注浆施工工法
【技术领域】
[0001]本发明涉及注浆施工领域，具体是指半径可控的深孔注浆施工工法。
【背景技术】
[0002]近年来，为适应未来交通的需求和城市空间的合理利用，全国很多城市都在大力修建地铁车站及区间隧道等地下工程。对于暗挖施工，由于其覆盖层多为松散的地层，因此子啊开挖过程中可能会造成较大的地层变形，需要对地层预加固。可以采用深孔注浆对地层进行止水加固，但由于浆液扩散半径不受控制:浆液半径过小可能导致松散土层加固不牢靠；浆液半径过大，可能导致多余浆液的溢出而浪费原料，还可能污染水体或土壤，不利于环境保护。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供半径可控的深孔注浆施工工法，利用改性水玻璃的凝固时间可调这一特性，控制浆液扩散半径，在达到加固松散土层的同时，不仅避免多余浆液的浪费，还可以避免对环境的污染。
[0004]本发明通过下述技术方案实现:半径可控的深孔注浆施工工法，包括以下步骤: 步骤SlOO:根据施工现场情况和施工要求确定注浆孔参数以及注浆参数；所述注浆孔参数包括分布位置、入射角；所述注浆参数包括浆液扩散半径、注浆量、注浆速度、注浆压力、注楽分段长度；
步骤S200:根据所述步骤SlOO中的注浆孔参数布置孔位，并预设定位孔；具体是指在拱部150°范围内环向布置注浆孔，并在允许偏差内用定位孔对注浆孔的分布位置、入射角进行标记；
步骤S300:根据所述步骤SlOO中的注浆参数配置浆液，通过调节浆液的凝胶时间控制浆液扩散半径；所述浆液为水泥-水玻璃双浆液与改性水玻璃浆液的混合浆液；
步骤S400:采用定位孔分节扩孔法进行注浆孔钻取，并采用后退式分段注浆法进行深孔注浆；
步骤S500:达到注浆结束标准后，停止注浆。
[0005]本发明适用于各地铁车站及区间隧道等地下工程暗挖过程中的松散土层加固施工，利用改性水玻璃的凝固时间可调这一特性，控制浆液扩散半径，在达到加固松散土层的同时，不仅避免多余浆液的浪费，还可以避免对环境的污染。
[0006]所述步骤S200为布设注浆孔工序。所述注浆孔一般采取矩形布孔或梅花型布孔，优选梅花型布孔。重要隧道工程，开挖轮廓线外至少布设两圈或两排注浆孔。
[0007]所述步骤S300为配制浆液的工序。浆液的配制主要根据施工现场情况和施工要求所确定的注浆参数进行调整，水泥-水玻璃双浆液主要用于加固，改性水玻璃浆液主要用于止水。通过调整改性水玻璃浆液的配比即可调整浆液的凝胶时间，从而有效控制浆液扩散半径。
[0008]若浆液扩散半径为R，注浆分段长度为L，浆液在此段的扩散速度为V，则浆液的凝固时间为t，t=(L+R)/V。然后通过调整改性水玻璃浆液的配比而调整浆液的波美度和PH值，从而实现浆液扩散半径R的控制。
[0009]所述步骤S400为钻孔、注浆工序。钻孔工序采用先预制定位孔，在使用钻孔机对定位孔同轴扩孔的方式加工获得注浆孔。为了配合后退式分段注浆工序，采用分节扩孔法，每节长度为l~2m。钻孔机优选TXU-75A型钻孔机。
[0010]注浆工序采用后退式分段注浆法，施工时，首先将止浆塞及其他配套装置放入注浆导管中，按照从底部到顶部的顺序依次对单个注浆分段长度进行注浆，直到完成整个注浆工序。采用分段注浆法进行注浆，一般分段注浆的长度为0.6~3.0m。所述后退式分段注浆法包括袖阀管后退式分段注浆和TSS管后退式分段注浆。
[0011]进一步地，所述步骤S300中的水泥-水玻璃双浆液是A液与C液按体积比为1:1~0.6配制，分别通过双液注浆栗压注并在注浆孔的孔口混合的混合物；所述改性水玻璃浆液是A液注入B液所得的混合物；所述A液为硅酸钠与水混合的水玻璃浆，B液为固化剂、乙二醇、水混合的改性浆，C液为水泥、外加剂、水混合的水泥浆。所述双液注浆栗优选YZB-50/70型双液注浆机。
[0012]进一步地，所述固化剂为工业级的磷酸。
[0013]进一步地，所述改性水玻璃浆液的具体配制工序是:先采用硅酸钠与水按质量比为1: 1.2-1.5混合均匀以配制A液，再将磷酸、乙二醇、水按质量比为1:0.4-0.6:8-9搅拌混合以配制B液，然后将配制的A液缓慢注入B液中并不断搅拌，最后通过调节A液与B液的体积比对改性水玻璃浆液的波美度和PH值进行调节，进而实现对浆液其凝胶时间的调
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[0014]进一步地，所述外加剂为工业级的磷酸氢二钠。
[0015]进一步地，所述水泥-水玻璃双浆液的具体配制工序是:先采用硅酸钠与水按质量比为1:1.2~1.5混合均匀以配制A液，再将水、磷酸氢二钠、水泥按质量比为1.3-1.5:0.75-0.85:1依次添加入搅拌设备进行搅拌混合以配制C液。
[0016]进一步地，所述步骤SlOO具体是指定位孔与设计的注浆孔其位置偏差不大于2cm;定位孔的入射角与设计的注浆孔其入射角的偏差小于1°。
[0017]所述入射角为9° -16°。
[0018]进一步地，所述步骤S400具体包括以下步骤:
步骤S410:采用钻孔机对定位孔进行同轴扩孔操作，然后设置注浆导管；
步骤S420:回抽钻孔机的钻杆，先通过注浆导管注入配制好的改性水玻璃浆液至注浆结束标准，然后再加入注入水泥-水玻璃双浆液；
步骤S430:不断观察改性水玻璃浆液的注浆量、水泥-水玻璃双浆液的注浆量和注浆压力是否达到注浆结束标准。
[0019]进一步地，所述注浆结束标准具体是指每根注浆导管都注入设定的注浆量且注浆压力达到注浆终压。
[0020]进一步地，所述注浆终压不大于2MPa。
[0021]当改性水玻璃浆液达到预定位置并固结后，注浆终压一般不大于2MPa。若注浆压力长时间不上升，注浆量无明显变化，可能为跑浆现象，采用间歇注浆。
[0022]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
(1)本发明可有效控制浆液扩散半径，能够在确保加固强度的前提下，避免浆液的不必要的浪费，提高经济效益；
(2)本发明降低了土层加固时间，为保证工期提供有利条件；
(3)本发明避免了多余的浆液沿着土层空隙流入地下水系，减少对地下水或土壤的污染。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0025]实施例1:
本实施例的半径可控的深孔注浆施工工法，如图1所示，主要是通过下述技术方案实现:半径可控的深孔注浆施工工法，包括以下步骤:
步骤SlOO:根据施工现场情况和施工要求确定注浆孔参数以及注浆参数；所述注浆孔参数包括分布位置、入射角；所述注浆参数包括浆液扩散半径、注浆量、注浆速度、注浆压力、注楽分段长度；
步骤S200:根据所述步骤SlOO中的注浆孔参数布置孔位，并预设定位孔；具体是指在拱部150°范围内环向布置注浆孔，并在允许偏差内用定位孔对注浆孔的分布位置、入射角进行标记；
步骤S300:根据所述步骤SlOO中的注浆参数配置浆液，通过调节浆液的凝胶时间控制浆液扩散半径；所述浆液为水泥-水玻璃双浆液与改性水玻璃浆液的混合浆液；
步骤S400:采用定位孔分节扩孔法进行注浆孔钻取，并采用后退式分段注浆法进行深孔注浆；
步骤S500:达到注浆结束标准后，停止注浆。
[0026]实施例2:
本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，进一步地，所述步骤S300中的水泥-水玻璃双浆液是A液与C液按体积比为1:1-0.6配制，分别通过双液注浆栗压注并在注浆孔的孔口混合的混合