CN103573276B - 一种动态化注浆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种富水粉细砂地层动态化注浆施工方法，包括：根据地层及地下水情况将整个注浆范围由外至内依次分为止水区、止水加固区及加固区；检测地层参数进行施工准备；根据地层参数配置止水浆液，对止水区进行注浆止水；根据地层参数配置止水兼加固地层浆液，对止水加固区进行注浆止水并加固地层；根据地层参数配置加固地层浆液，对加固区进行注浆加固地层；对隧道待开挖区进行水压试验，检验渗透系数,并对土体强度进行检验，检查注浆效果；于检查结果为注浆效果良好时，进行隧道开挖，于检查结果为注浆效果不好时，查出注浆薄弱环节，对注浆薄弱环节针对性进行补充注浆；通过本发明，可于富水粉细砂地层注浆达到良好的注浆止水加固效果。

Description

一种动态化注浆方法

技术领域

本发明涉及隧道及地下工程技术领域，特别是涉及一种富水粉细砂层的动态化注浆方法。

背景技术

随着地下空间开发的迅猛发展，越来越多的工程会遇到富水粉细砂层，该地层水源丰富，具有一定承压性，涌砂涌水量大，可能引起突水、坍塌、冒落等事故，从而影响到地面、周边环境的安全，严重影响工程进度和施工质量，甚至导致工程无法进行和人员伤亡事故，造成巨大的经济损失。因此，在遇到富水粉细砂层时，往往需要进行注浆堵水加固，才能进行后续工程。

传统的注浆方法认为粉细砂层是均匀的，且在隧道开挖过程中都是不变的，这种理念造成一定的盲目，使得富水粉细砂的注浆失败多于成功。目前通常采用的注浆方法是全断面注浆技术，其假定地层是均匀分布的，外侧水压均匀分布，注浆加固范围与外侧水压有关，水压越高、水量越大，加固范围也就越大。但实际上地层是不均匀分布的，外侧水压也不是均匀分布的，随着隧道的开挖，地层条件和地下水是动态变化的，因此全断面注浆技术容易造成注浆失败或注浆效果不理想。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之主要目的在于提供一种动态化注浆方法，以实现注浆的动态化，于富水粉细砂层注浆达到良好的注浆止水加固效果。

为达上述及其它目的，本发明提出一种动态化注浆方法，包括如下步骤：

步骤一，根据地层及地下水情况将整个注浆范围由外至内依次分为止水区、止水加固区及加固区；

步骤二，检测地层参数进行施工准备；

步骤三，根据检测获得的地层参数配置止水浆液，利用所述止水浆液对所述止水区进行注浆止水，不要求产生强度；

步骤四，根据检测获得的地层参数配置止水兼加固地层浆液，利用所述止水兼加固地层浆液对所述止水加固区进行注浆止水并加固地层；

步骤五，根据检测获得的地层参数配置加固地层浆液，利用所述加固地层浆液对所述加固区进行注浆加固地层；

步骤六，对隧道待开挖区进行水压试验，检验渗透系数,并对土体强度进行检验，检查注浆效果；

步骤七，于检查结果为注浆效果良好时，进行隧道开挖；于检查结果为注浆效果不好时，查出注浆薄弱环节，对注浆薄弱环节针对性进行补充注浆。

进一步地，于步骤七后，还包括如下步骤：

根据开挖出土体的水量、水流、土体流塑性，进一步判断注浆效果是否良好；

若判断结果为注浆效果良好，则进一步判断注浆过程是否需优化，若判断结果为注浆效果不佳时，则查出注浆薄弱环节，对注浆薄弱环节针对性进行补充注浆；

如注浆过程需优化，则根据开挖出的土体的水量、水流、土体流塑性分析掌子面前方地层、地下水变化状况，根据分析结果对下一循环的注浆过程进行优化，否则直接进入下一循环注浆过程。

进一步地，所述对注浆薄弱环节针对性进行补充注浆的步骤如下：

若注浆薄弱环节为止水效果不好时，则返回步骤三；若注浆薄弱环节为止水加固效果不好时，则返回步骤四；若注浆薄弱环节为所述加固区的加固效果不好时，则返回步骤五进行区域补强。

进一步地，所述止水区为隧道最***区域，所述止水加固区为所述止水区内与所述加固区外具有一定止水能力且具有一定加固作用的区域，所述加固区为隧道内用于固结松散土层的区域。

进一步地，所述止水区为隧道开挖轮廓线之外0.8～1.2m的区域，所述止水加固区可为开挖轮廓线之外1.5～2.5m与开挖轮廓线之内0.8～1.2m之间的区域，所述加固区为开挖轮廓线之内的核心区域。

进一步地，所述地层参数包括地层的渗透系数、涌水量、颗粒的组成情况。

进一步地，所述止水浆液采用改性水玻璃浆，所述止水兼加固地层浆液采用普通水泥-水玻璃浆，所述加固地层浆液采用水泥浆。

进一步地，于步骤六中，采用检查孔取芯法和检查孔渗透系数测试法组合检验注浆效果。

与现有技术相比，本发明一种动态化注浆方法将注浆与隧道开挖观测结合，通过观测结果分析判断注浆效果、查出注浆薄弱环节，并指导是否采取补充注浆，并通过观测结果分析判断掌子面前方地层、地下水变化状况，指导下一循环注浆合理实施，从而实现了注浆的动态化，避免了注浆的盲目性，使注浆技术更加符合实际情况，从而达到良好的注浆止水加固效果。

附图说明

图1为本发明一种动态化注浆方法的步骤流程图；

图2为本发明较佳实施例中分区示意图；

图3为本发明一种动态化注浆方法之较佳实施例的步骤流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种动态化注浆方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种动态化注浆方法，用于富水粉细砂地层的注浆，包括如下步骤：

步骤101，根据地层及地下水情况将整个注浆范围分为三个区域，即：止水区、止水加固区及加固区，如图2所示：

（1）止水区为最***注浆，主要作用为止水，根据地下水情况，可施做单层止水区或多层止水区；

（2）止水加固区，起到具有一定止水能力且具有一定加固作用，可根据地下水情况将该区分为以止水为主或以加固为主的区域，该区分布在止水区内；

（3）加固区为单纯的加固，主要作用为固结松散土层，利于隧道或基坑开挖。

步骤102，检测地层的渗透系数、涌水量、颗粒的组成情况等各项参数进行施工准备。

步骤103，根据获得的地层的参数配置止水浆液，利用止水浆液对隧道外的止水区进行注浆止水，不要求产生强度。

步骤104，根据获得的地层的参数配置止水兼加固地层浆液，对隧道外的止水加固区进行注浆止水并加固地层。

步骤105，根据获得的地层的参数配置加固地层浆液，对隧道内的加固区进行注浆加固地层。

步骤106，对隧道待开挖区进行水压试验，检验渗透系数,并对土体强度进行检验，检查注浆效果。

步骤107，于检查结果为注浆效果良好后，进行隧道开挖；于检查结果为注浆效果不好时，查出注浆薄弱环节，针对性进行补充注浆。例如注浆薄弱环节为止水效果不好时，则返回步骤103，注浆薄弱环节为止水加固效果不好时，则返回步骤104，注浆薄弱环节为隧道加固区的加固效果不好，则返回步骤105进行区域补强。

较佳的，为获得更好的注浆止水加固效果，于步骤107之后，还包括如下步骤：

步骤108，根据开挖出土体的水量、水流、土体流塑性，进一步判断注浆效果是否良好。

步骤109，若判断结果为注浆效果良好，则进一步判断注浆过程是否需优化，如需优化，则根据开挖出的土体的水量、水流、土体流塑性分析掌子面前方地层、地下水变化状况，根据分析结果对下一循环的注浆过程进行优化，以指导下一循环注浆合理实施，如不需优化，则直接进入下一循环注浆过程；若判断结果为注浆效果不佳，则查出注浆薄弱环节，针对性进行补充注浆。例如注浆薄弱环节为止水效果不好时，则返回步骤103，注浆薄弱环节为止水加固效果不好时，则返回步骤104，注浆薄弱环节为隧道加固区的加固效果不好，则返回步骤105进行区域补强。

图3为本发明一种动态化注浆方法之较佳实施例的步骤流程图。在本发明较佳实施例中，在动态化注浆前，进行施工准备：首先根据地层及地下水情况将整个注浆范围分为止水区、止水加固区及加固区三个区域，止水区为隧道外的最***注浆区，可以为隧道开挖轮廓线之外0.8～1.2m，止水加固区可为开挖轮廓线之外1.5～2.5m与开挖轮廓线之内0.8～1.2m之间的区域，加固区为开挖轮廓线之内的核心区域，图4为本发明较佳实施例之洞内全断面止水帷幕注浆施工示意图。图中黑色轮廓线为区间正线初期支护结构，结构内最里面的区域为土体加固区，结构内1m，结构外2m的区域为止水加固区，最***的区域为止水区，宽度为1m ；然后检测地层的渗透系数、涌水量、颗粒的组成情况等各项参数进行施工准备，在本发明较佳实施例中，对土样进行筛分试验,土体的的表观密度为2600kg/m3 ,细度模数为1.3,属粉细砂。

施工准备后则进行注浆过程，首先配置止水浆液，利用止水浆液对止水区进行注浆止水，不要求产生强度，配置止水兼加固地层浆液，对止水加固区进行注浆止水并加固地层，配置加固地层浆液，对加固区进行注浆加固地层。经实践证明，在止水区采用改性水玻璃浆，在止水加固区采用普通水泥（超细水泥）-水玻璃浆，加固区采用水泥浆。

然后对隧道待开挖区进行水压试验，检验渗透系数,并对土体强度进行检验，检查注浆效果，通过注浆效果检查确定是进行补充注浆还是进行开挖。

本发明中，注浆效果检查的方法可分为四大类，分别为：1）分析类： P-Q-t曲线法、涌水量对比法、浆液填充率反算法；2）检查类：检查孔观察法、检查孔取芯法（常用）、检查孔渗透系数测试法（常用）；3）过程类：开挖过程加固效果观察法、监测测试数据判定法；4）物探类：雷达法、电法。在本发明较佳实施例中，采用检查孔取芯法和检查孔渗透系数测试法（注水法）组合检验。于检查结果为注浆效果良好后，进行隧道开挖；于检查结果为注浆效果不好时，查出注浆薄弱环节，针对性进行补充注浆。例如注浆薄弱环节为止水效果不好时，则返回注浆止水，注浆薄弱环节为止水加固效果不好时，则返回注浆止水加固，注浆薄弱环节为隧道加固区的加固效果不好，则返回注浆加固进行区域补强。

于隧道开挖后，根据开挖出土体的水量、水流、土体流塑性，进一步判断注浆效果是否良好。

若判断结果为注浆效果良好，则进一步判断注浆过程是否需优化，如需优化，则根据开挖出的土体的水量、水流、土体流塑性分析掌子面前方地层、地下水变化状况，根据分析结果对下一循环的注浆过程进行优化，以指导下一循环注浆合理实施，如不需优化，则直接进入下一循环注浆过程；若判断结果为注浆效果不佳，则查出注浆薄弱环节，针对性进行补充注浆。例如注浆薄弱环节为止水效果不好时，则返回注浆止水，注浆薄弱环节为止水加固效果不好时，则返回步骤注浆止水加固，注浆薄弱环节为隧道加固区的加固效果不好，则返回注浆加固进行区域补强

综上所述，本发明一种动态化注浆方法将注浆与隧道开挖观测结合，通过观测结果分析判断注浆效果、查出注浆薄弱环节，并指导是否采取补充注浆，并通过观测结果分析判断掌子面前方地层、地下水变化状况，指导下一循环注浆合理实施，从而实现了注浆的动态化，避免了注浆的盲目性，使注浆技术更加符合实际情况，从而达到良好的注浆止水加固效果。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (8)

1.一种动态化注浆方法，包括：

步骤一，根据地层及地下水情况将整个注浆范围由外至内依次分为止水区、止水加固区及加固区；

步骤二，检测地层参数进行施工准备；

步骤三，根据检测获得的地层参数配置止水浆液，利用所述止水浆液对所述止水区进行注浆止水，不要求产生强度；

步骤四，根据检测获得的地层参数配置止水兼加固地层浆液，利用所述止水兼加固地层浆液对所述止水加固区进行注浆止水并加固地层；

步骤五，根据检测获得的地层参数配置加固地层浆液，利用所述加固地层浆液对所述加固区进行注浆加固地层；

步骤六，对隧道待开挖区进行水压试验，检验渗透系数,并对土体强度进行检验，检查注浆效果；

步骤七，于检查结果为注浆效果良好时，进行隧道开挖；于检查结果为注浆效果不好时，查出注浆薄弱环节，对注浆薄弱环节针对性进行补充注浆。

2.如权利要求1所述的一种动态化注浆方法，其特征在于：于步骤七后，还包括如下步骤：

根据开挖出土体的水量、水流、土体流塑性，进一步判断注浆效果是否良好；

若判断结果为注浆效果良好，则进一步判断注浆过程是否需优化，若判断结果为注浆效果不佳时，则查出注浆薄弱环节，对注浆薄弱环节针对性进行补充注浆；

如注浆过程需优化，则根据开挖出的土体的水量、水流、土体流塑性分析掌子面前方地层、地下水变化状况，根据分析结果对下一循环的注浆过程进行优化，否则直接进入下一循环注浆过程。

3.如权利要求2所述的一种动态化注浆方法，其特征在于，所述对注浆薄弱环节针对性进行补充注浆的步骤如下：

若注浆薄弱环节为止水效果不好时，则返回步骤三；若注浆薄弱环节为止水加固效果不好时，则返回步骤四；若注浆薄弱环节为所述加固区的加固效果不好时，则返回步骤五进行区域补强。

4.如权利要求1所述的一种动态化注浆方法，其特征在于：所述止水区为隧道最***区域，所述止水加固区为所述止水区内与所述加固区外具有一定止水能力且具有一定加固作用的区域，所述加固区为隧道内用于固结松散土层的区域。

5.如权利要求4所述的一种动态化注浆方法，其特征在于：所述止水加固区可为开挖轮廓线之外1.5～2.5m与开挖轮廓线之内0.8～1.2m之间的区域，所述加固区为开挖轮廓线之内的核心区域。

6.如权利要求1所述的一种动态化注浆方法，其特征在于：所述地层参数包括地层的渗透系数、涌水量、颗粒的组成情况。

7.如权利要求1所述的一种动态化注浆方法，其特征在于：所述止水浆液采用改性水玻璃浆，所述止水兼加固地层浆液采用普通水泥-水玻璃浆，所述加固地层浆液采用水泥浆。

8.如权利要求1所述的一种动态化注浆方法，其特征在于：于步骤六中，采用检查孔取芯法和检查孔渗透系数测试法组合检验注浆效果。