堤坝面板下脱空区域的注浆方法

本发明涉及堤坝面板修复，尤其涉及堤坝面板下脱空区域的注浆方法。

背景技术：

1、近年来，以膨胀型聚氨酯材料为基础的高聚物注浆技术得到快速发展，该材料具有快速反应膨胀的优势，被广泛应用于道路、管道、水利等领域的脱空填充、渗漏封堵中。但是，面板堆石坝脱空病害具有特殊性，脱空位于面板与堤坝的垫层之间，面板为倾斜的光滑界面，面板下的堤坝垫层属于多孔介质。现有的高聚物注浆方法尚不适用于这两种不同结构层间脱空的填充，且现有技术中的注浆方法无法精确控制注入脱空区域的浆料量，注入浆料过少，脱空区域仍然存在；注入浆料过多，会由于高聚物膨胀，会导致面板的变形，使面板被顶起。

2、公开号为cn110185004a的发明公开了一种混凝土面板堆石坝脱空处理方法，具体步骤为：1)对面板堆石坝进行脱空情况无损检测；2)对存在脱空的区域钻注浆孔，孔径为2-5cm，相邻注浆孔的距离为20-50cm；3)通过注浆孔向脱空处注射高聚物材料，4)利用红外热成像、地质雷达、声波反射法中的至少一种方法测评混凝土面板堆石坝处理位置的性能，确定注浆效果，如满足要求，则停止注浆；如不满足要求，则需进行补注至达到要求，完成脱空处理。上述脱空处理方法容易导致注入浆液过多，高聚物膨胀导致面板变形。

技术实现思路

1、本发明的目的在于为解决现有技术中的缺陷，而提供堤坝面板下脱空区域的注浆方法，实现堤坝面板下脱空区域的注浆修复。

2、为实现上述目的，本发明提供堤坝面板下脱空区域的注浆方法，包括以下步骤：

3、s1、在面板表面均匀布设若干条探地测线；

4、s2、在每个探地测线处通过探地装置对脱空区域进行探测，确定脱空区域的分布边界；

5、s3、确定脱空厚度h1，脱空厚度h1为面板底面至脱空区域底部的距离；

6、s4、根据面板坡度α、浆液初始黏度λ1、注浆时间t和步骤s3中的脱空厚度h1，得到注入浆料的扩散半径r；

7、s5、根据面板坡度α和步骤s4中的扩散半径r，得到注浆孔的布孔间距l1；

8、s6、根据面板坡度α、步骤s4中的扩散半径r、浆料膨胀后密度ρ1和步骤s3中的脱空厚度h1，得到浆料的单孔注浆量m；

9、s7、根据步骤s5中的布孔间距l1，在脱空区域布设若干注浆孔，并往注浆孔内注入步骤s6中单孔注浆量m的浆料。

10、本发明能够精确控制注入脱空区域的浆料量，避免由于注入浆料过少，脱空区域仍然存在；并避免注入浆料过多，会由于高聚物膨胀，会导致面板的变形，使面板被顶起。

11、可选的，所述步骤s4中，扩散半径r的计算公式为：

12、

13、其中，λ1为浆液初始黏度，t为注浆时间，α为面板坡度。

14、可选的，所述步骤s5中，布孔间距l1的的计算公式为：

15、l1＝2εsin(arctan(α))r1，ε为脱空系数。

16、可选的，若探地装置探测到相邻探地测线处的面板下均具有脱空区域，则脱空系数ε的取值范围为ε≤1；若相邻探地测线处中，仅一条探地测线探测的面板下具有脱空区域，则脱空系数ε的取值范围为ε≥1。

17、可选的，所述步骤s6中，单孔注浆量m的计算公式为：

18、m＝βαπr2h1ρ1，β为由面板下堤坝松散程度确定的松散系数，1≤β≤2。

19、可选的，所述步骤s1中，在面板表面均匀布设若干个探地测线具体包括：从面板中部至两端依次均匀布设若干条探地测线。

20、可选的，所述步骤s2中，若探地装置探测到相邻探地测线处的面板下均具有脱空区域，则认为相邻探地测线范围内的面板下均具有脱空。

21、可选的，所述步骤s2中，若相邻探地测线中，探地装置仅探测到一个探地测线的面板下具有脱空区域，则在相邻探地测线的中间位置补充一个探地测线，以确定脱空区域的分布边界。

22、可选的，所述步骤s3中，确定脱空厚度h1具体包括：在面板上钻探测孔，将探测杆插入探测孔内，测试面板底部至脱空底部的距离，确定脱空厚度h1。

23、可选的，所述注浆浆料为高聚物。

24、有益效果：

25、本发明通过在面板上设置探地测线，在每个探地测线处通过探地装置对脱空区域进行探测，确定脱空区域的分布边界和脱空区域的脱空厚度h1，根据面板坡度α、注浆压力和脱空厚度h1得到注入浆料的扩散半径r，根据面板坡度α和扩散半径r计算注浆孔的布孔间距l1，根据面板坡度α、扩散半径r、浆料膨胀后密度ρ1和脱空厚度h1，计算浆料的单孔注浆量m，根据布孔间距l1在脱空区域布设若干注浆孔，并根据通过注浆孔往脱空区域内注入单孔注浆量m的浆料。本发明能够精确控制注入脱空区域的浆料量，避免由于注入浆料过少，脱空区域仍然存在；并避免注入浆料过多，由于高聚物膨胀而导致面板的变形，使面板被顶起。

技术特征：

1.堤坝面板下脱空区域的注浆方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的注浆方法，其特征在于，所述步骤s4中，扩散半径r的计算公式为：

3.根据权利要求1所述的注浆方法，其特征在于，所述步骤s5中，布孔间距l1的的计算公式为：

4.根据权利要求3所述的注浆方法，其特征在于，若探地装置探测到相邻探地测线处的面板下均具有脱空区域，则脱空系数ε的取值范围为ε≤1；若相邻探地测线处中，仅一条探地测线探测的面板下具有脱空区域，则脱空系数ε的取值范围为ε≥1。

5.根据权利要求1所述的注浆方法，其特征在于，所述步骤s6中，单孔注浆量m的计算公式为：

6.根据权利要求1-5任一项所述的注浆方法，其特征在于，所述步骤s1中，在面板表面均匀布设若干个探地测线具体包括：从面板中部至两端依次均匀布设若干条探地测线。

7.根据权利要求6所述的注浆方法，其特征在于，所述步骤s2中，若探地装置探测到相邻探地测线处的面板下均具有脱空区域，则认为相邻探地测线范围内的面板下均具有脱空。

8.根据权利要求7所述的注浆方法，其特征在于，步骤s2中，若相邻探地测线中，探地装置仅探测到一个探地测线的面板下具有脱空区域，则在相邻探地测线的中间位置补充一个探地测线，以确定脱空区域的分布边界。

9.根据权利要求6所述的注浆方法，其特征在于，所述步骤s3中，确定脱空厚度h1具体包括：在面板上钻探测孔，将探测杆插入探测孔内，测试面板底部至脱空底部的距离，确定脱空厚度h1。

10.根据权利要求6所述的注浆方法，其特征在于，所述注浆浆料为高聚物。

技术总结
本发明提供堤坝面板下脱空区域的注浆方法，包括以下步骤：在面板表面均匀布设探地测线；在每个探地测线处通过探地装置对脱空区域进行探测，确定脱空区域的分布边界；确定脱空厚度h<subgt;1</subgt;，脱空厚度h<subgt;1</subgt;为面板底面至脱空区域底部的距离；根据面板坡度α、浆液初始黏度λ<subgt;1</subgt;、注浆时间t和脱空厚度h<subgt;1</subgt;，得到注入浆料的扩散半径R；根据面板坡度α和扩散半径R，得到注浆孔的布孔间距L<subgt;1</subgt;；根据面板坡度α、扩散半径R、浆料膨胀后密度ρ<subgt;1</subgt;和脱空厚度h<subgt;1</subgt;，得到浆料的单孔注浆量M；根据布孔间距L<subgt;1</subgt;，在脱空区域布设若干注浆孔，并通过注浆孔往脱空区域内注入单孔注浆量M的浆料。本发明能够精确控制注入脱空区域的浆料，避免导致脱空区域仍然存在或导致面板的变形。

技术研发人员：徐鹏,赵鹏,王超杰,乔国斌,郭立军,卢金阁,赵线峰,潘艳辉,刘辉,邹青松,谢彦杰,杜晓霖
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12