一种分段间歇式岩溶注浆施工工法的制作方法

1.本发明涉及注浆施工领域，具体涉及一种分段间歇式岩溶注浆施工工法。


背景技术：

2.溶隙和溶洞填充物性质软弱，随着时间的推移，并受周边环境的变化以及地下水活动的影响，很可能出现洞体坍塌现象，造成地表塌陷，同时造成成型隧道受力的改变和管片不均匀沉降。而在盾构隧道建设过程中，岩溶水属承压水系，在施工过程中容易造成掌子面突涌水，压力不足的情况，影响掘进。地勘设计多采用ct和钻孔的技术手段，一般仅能确定溶洞的水平和竖直范围，无法精准确定边界，而在注浆填充过程中，受岩溶发育和地层裂隙汇水通道影响，无法保证浆液到达预设位置，和注浆方量的大小，因此，设计一种适用于盾构区间岩溶区域的注浆处理的分段间歇式岩溶注浆施工工法是相关领域内技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种分段间歇式岩溶注浆施工工法，包括以下步骤：
4.步骤一：测量放样
5.根据地勘提供资料，选取地铁隧道底以下岩层隧道1倍、土层1.5倍洞径，以及隧道结构外轮廓两侧0.5倍洞径范围之内的未填充、半充填或全充填的中心位置，在现场放样；
6.步骤二：溶洞定位孔钻进
7.钻定位孔，初步确定溶洞高度和溶洞填充情况，钻孔范围为隧道底以下岩层隧道1倍、土层1.5倍洞径的高度，在探测过程中若一直为空洞，则直到探测到溶洞底板为止；
8.步骤三：四向探边孔钻进
9.沿定位孔呈梅花型等距布置4个探边孔，间距为溶洞高度但不超过2m，若4个探孔下钻取芯为密实地层，或全填充溶洞，则探得水平边界为止，竖直边界同上，若为半填充溶洞，或无填充溶洞，继续增加三项探边孔，直至探得边界为止；
10.步骤四：安装套管
11.制作套壳料，在已钻得的定位孔和探边孔中将注浆管伸到孔底，至上而下打入水泥浆；向套壳料内分节安装注浆套管，在每个注浆套管底部钻孔，作为注浆孔；在套壳料初凝后，再进行注浆施工；
12.步骤五：间歇式注浆填充
13.在注浆套管底部安装两圈橡胶密封条；根据前期探边孔水平范围和深度，预设注浆时间，若在预设时间内未达要求，则间歇20h在进行注浆，直至达到终灌标准为止，再向上提管重复上述步骤，直至到达溶洞顶，最后采用干水泥封孔。
14.优选地，所述注浆套管为pvc管，所述注浆套管的长度和后期提管注浆的距离为2m。
15.优选地，所述步骤四中，在注浆套管管安装后向管内注水，保证管内通畅。
16.优选地，所述步骤四中，水泥浆和泥浆的体积比为3：4，质量比为1：1.5。
17.优选地，所述步骤五中，密封胶条外径和注浆管内径一致，在注浆时可保证浆液从注浆套管设置的注浆口喷出。
18.采用以上方案后，本发明具有如下优点：
19.1、探测精准：采用梅花型探边孔，根据实际情况增设孔位，相较物探电磁等手段需要通过检测及分析，简单可靠，成本较低。
20.2、质量可控：探边孔兼做注浆孔，有效保证水平填充范围全覆盖，分段式注浆工艺，保证竖直范围注浆全覆盖，而间歇式注浆工艺则防治浆液四处扩散，保证浆液有效填充。套壳料的制作，阻止了浆液纵向扩散，使得孔内压力稳定，保证了注浆效果。
21.3、绿色环保：对于直径较大的串珠型溶洞，本身含水量就较多，加之地下水运动，极易引导浆液扩散至其他土地或水源处，造成环境污染，采用间歇性注浆有助于降低浆液的流变性能，使其内聚力提高，能够尽早使浆液沉积凝结，使扩散范围可控。
22.4、缩短工期，成本较低：在强调注浆压力的传统注浆方法中，低压力往往出现持续注浆多天无反应的现象，工期不易把握调控，而采用间歇式注浆，初次灌注时压力较小，2-3次以后，压力可达到终孔标准，便于工期安排和调整，同时减少浆液的浪费。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1是本发明一种分段间歇式岩溶注浆施工工法的流程示意图。
25.图2是本发明一种分段间歇式岩溶注浆施工工法中四向示探边孔意图的示意图。
26.图3是本发明一种分段间歇式岩溶注浆施工工法中注浆套管的示意图。
27.图4是本发明一种分段间歇式岩溶注浆施工工法中注浆断面的示意图。
28.图5是本发明一种分段间歇式岩溶注浆施工工法应用实例的示意图。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
34.在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
35.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.实施例
37.中建铁路投资建设集团有限公司承接的武汉地铁21号线土建1标黄埔新城站至朱家河站区间及堪家矶站至武湖大道站区间岩溶区域结合传统注浆工艺，采用四向探边孔及间歇式注浆工艺进行注浆施工，有效缩短了工期、降低了成本，经总结形成了分段间歇式岩溶注浆施工工法。
38.对于钻孔揭示岩溶洞穴高度不大于1m溶洞，一般在已揭露溶洞的勘探钻孔处布置钻孔1孔；对于钻孔揭示岩溶洞穴高度1m-2m的溶洞，应围绕已揭露溶洞的勘探钻孔呈三角型布置钻孔3孔，间距约2.0m
×
2.0m；对于钻孔揭示岩溶洞穴高度大于2m的溶洞，应围绕已揭露溶洞的勘探钻孔呈梅花型布置钻孔不少于5孔，间距2.0m
×
2.0m。施工中，一般以揭示到溶洞、异常区的钻孔为基准点，边钻边灌边找边界，以基本找到溶洞洞体边界为止；预设注浆时间，若在预设时间内未达要求，则间歇20h在进行注浆，直至达到终灌标准为止，再向上提管重复上述步骤，直至到达溶洞顶。
39.具体的，结合附图1，一种分段间歇式岩溶注浆施工工法，其特征在于，包括以下步骤：
40.步骤一：测量放样
41.根据地勘提供资料，选取地铁隧道底以下岩层隧道1倍、土层1.5倍洞径，以及隧道结构外轮廓两侧0.5倍洞径范围之内的未填充、半充填或全充填的中心位置，在现场放样；
42.步骤二：溶洞定位孔钻进
43.钻定位孔，初步确定溶洞高度和溶洞填充情况，钻孔范围为隧道底以下岩层隧道1倍、土层1.5倍洞径的高度，在探测过程中若一直为空洞，则直到探测到溶洞底板为止；
44.步骤三：四向探边孔钻进
45.结合附图2，沿定位孔呈梅花型等距布置4个探边孔，间距为溶洞高度但不超过2m，若4个探孔下钻取芯为密实地层，或全填充溶洞，则探得水平边界为止，竖直边界同上，若为半填充溶洞，或无填充溶洞，继续增加三项探边孔，直至探得边界为止；
46.步骤四：安装套管
47.结合附图3，制作套壳料1，在已钻得的定位孔和探边孔中将注浆管伸到孔底，至上而下打入水泥浆；向套壳料1内分节安装注浆套管2，在每个注浆套管2底部钻孔3，作为注浆孔；两注浆套管2之间通过连接头4连接；注浆套管为pvc管，注浆套管的长度和后期提管注浆的距离为2m；在注浆套管管安装后向管内注水，保证管内通畅；在套壳料初凝后，再进行注浆施工；水泥浆和泥浆的体积比为3：4，质量比为1：1.5；
48.步骤五：间歇式注浆填充
49.结合附图4，在注浆套管底部安装两圈橡胶密封条5，密封胶条外径和注浆管内径一致，在注浆时可保证浆液从注浆套管设置的注浆口喷出；根据前期探边孔水平范围和深度，预设注浆时间，若在预设时间内未达要求，则间歇20h在进行注浆，直至达到终灌标准为止，再向上提管重复上述步骤，直至到达溶洞顶，最后采用干水泥封孔。
50.本发明工法在具体实施时，需要注意：(1)将孔位附近场地整平后，再测量放样；(2)在注浆施工中应通过现场试验对布孔方式、注浆参数及浆液配比作进一步调整，并在以后注浆施工过程中根据现场实际情况进行适当调整，以确保注浆效果；(3)注浆过程中要采取相应的措施来防止堵管，如多做试验选定合理的凝结时间，注意压力的变化，如压力升高要及时提升芯管；(4)严禁使用不合格材料，不得使用受潮或过期水泥；(5)制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意变更；(6)待浆液达到设计要求后，方可进行下到工序的施做。
51.本工法在采用分段间歇式注浆施工工艺对盾构区间岩溶区域进行注浆，工期减少、成本降低，完善了注浆加固施工工艺，该工法施工难度较低，且对人、机、材等资源配置要求低，具有较强的便利性及可操作性，且施工进度快，相对于传统注浆处理方式取得了很好的经济效益。
52.相较于传统注浆工艺，采用间歇性注浆有助于降低浆液的流变性能，使其内聚力提高，能够尽早使浆液沉积凝结，使扩散范围可控，对环境的影响大大减少，获得了业主、监理等单位的高度肯定，社会效益显著，取得了很好的社会效益。
53.一、应用实例
54.结合附图4，在武汉地铁21号线土建1标黄埔新城站至朱家河站区间及堪家矶站至武湖大道站区间岩溶区域均采用分段间歇式注浆施工工法，结果表明，采用该种施工工法后，不仅节约了注浆材料的使用量，有效缩短了施工周期，还降低了施工风险，满足了“安全、高效、节能”的要求。
55.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。