CN111254933B - 袖阀管岩溶注浆施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及袖阀管岩溶注浆施工方法，涉及了岩溶注浆施工技术领域，解决了钻孔全程需要鉴别孔类型，步骤较为繁杂，加大了整体的施工工作量的问题，包括以下步骤：A：大溶洞注浆：a：确定串通性大溶洞；b：布置注浆孔，钻孔工作；c：现场制备泥浆；d：下放袖阀管；e：注浆；B：其他区域注浆：f：确认点状发育区、带状发育区、面状发育区；g：布置注浆孔，钻孔工作；h：下放袖阀管；i：注浆。本发明首先将勘探的大溶洞进行注浆加固，再对其他区域的点状发育区、带状发育区、面状发育区依次进行钻孔注浆，减少了对任意溶洞位置均要勘探的步骤，有效提高施工效率，减少人工劳作力，减少资源浪费，更加环保。

Description

袖阀管岩溶注浆施工方法

技术领域

本发明涉及岩溶注浆施工技术领域，尤其是涉及袖阀管岩溶注浆施工方法。

背景技术

岩溶注浆是指在喀斯特发育地区建造防渗帷幕进行的灌浆，国内外现有的岩溶注浆加固技术主要是采用袖阀管注浆法、高压旋喷法和抛石填砂法，对于地表以下较为复杂的溶洞、溶隙***，则通过开孔并采用袖阀管进行注浆处理，注浆材料主要是水泥浆，能够进行定深、定量、分序、分段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆法、压密注浆法与渗入注浆法的优点，其适应性强，对砂层、粉土、淤泥层、土洞灯均能达到较好的注浆加固效果，但由于岩溶发育的分布都较为复杂，对于发育不同的同岩溶地质发育形态下，传统的直接开孔注浆方式容易导致资源浪费，工程造价较高。

现有的，授权公告号为CN110230309A的中国专利，提出了一种岩溶地区桥梁溶洞施工方法，包括以下步骤：冲孔和溶洞处理，重复执行冲孔和溶洞处理，直到最后成孔；鉴别类型，在开设钻孔前、在钻过程中以及在灌注过程中，根据竖向深度及有无填充物判断溶洞类型，溶洞类型包括岩溶一般发育、岩溶较发育、岩溶极发育和全填充，处理方法包括施工前的预处理，钻孔中的处理和砼灌注过程中的处理，预处理对于溶浆极发育的溶洞，采用钢护管跟进的反式，岩溶一般发育、岩溶较发育和全填充溶洞以注水泥浆为主，双液浆为辅。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在开设钻孔前、钻孔过程中以及在灌注过程中均实行鉴别孔类型的操作，步骤较为繁杂，加大了整体的施工工作量，工作人员较为疲劳，施工难度也较高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供先整体后补浆、可根据现场实际情况作出调整、减少工作量、施工效率高的袖阀管岩溶注浆施工方法。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

袖阀管岩溶注浆施工方法，包括以下步骤：

A：大溶洞注浆：

a：根据超前钻勘察资料确定串通性大溶洞；

b：现场根据串通性大溶洞的所处区域布置注浆孔，并进行钻孔工作，得出钻孔报告；

c：现场制备泥浆；

d：下放袖阀管，袖阀管上顶端带上保护帽，注明注浆孔号；

e：注浆泵引导浆液通过袖阀管进行注浆；

B：其他区域注浆：

f：现场确认溶洞的点状发育区、带状发育区、面状发育区，得出测量放样报告；

g：根据点状发育区、带状发育区、面状发育区依次按照现场情况布置注浆孔，并进行钻孔工作，得出钻孔报告；

h：下放袖阀管，注明注浆孔号；

i：注浆泵引导浆液通过袖阀管进行注浆。

通过采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明首先将勘探的大溶洞进行注浆加固，并标记注浆标号以确定已注浆加固的大溶洞区域，实现大范围的填充固定后，再对其他区域的点状发育区、带状发育区、面状发育区依次进行钻孔注浆，相比现有技术的边打孔勘探边注浆的方式，本发明的施工方式减少了对任意溶洞位置均要勘探的步骤，有效提高施工效率，注浆加固更好，减少工作人员劳作力，减少资源浪费，更加环保安全，综合经济效益高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在g步骤中的钻孔报告主要依据以下原则进行：

（1）点状发育区应采用在空洞旁边（1m范围）内施打注浆孔；

（2）条带状发育区，注浆孔按照条带的走向，沿着桩间距均匀布孔，孔间距控制在2m左右，如现场情况有较大变化，可根据现场实际情况增加或减少点位；

（3）面状发育区，注浆孔按照面状的走向，沿着桩间距均匀布孔，孔间距控制在2m左右，如现场情况有较大变化，可根据现场实际情况增加或减少点位。

通过采用上述技术方案，不同区域使用不同钻孔方案，便于实现不同溶洞区域的注浆工作。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在b步骤和g步骤中，钻孔工作具体为：

采用岩芯管开孔钻进，土层钻探采用φ108mm钻头钻进，基岩面以下采用φ91钻头，开孔直径不小于φ110mm，定好孔位后，开始钻孔，采用硬质合金钻头钻进，钻至终孔；

钻探施工技术要点：①孔径：Φ90mm（Φ110mm）；孔深:35～45m，具体以实际情况为准；②钻孔垂直度：钻机平稳，确保钻孔的垂直度满足规范要求，垂直度偏差不大于1%；

停钻标准：穿过最下层溶洞后再钻进5m即可停止钻孔。

通过采用上述技术方案，利用岩心管和涂层钻探实现钻进，并利用硬质合金钻头实现钻孔。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在b步骤和g步骤中，布置注浆孔时需要进行的防护措施具体为：

（1）对可能坍塌的地层采取钻孔泥浆护壁或套管施工措施；

（2）在浅部填土及其它松散层中以及漏水的地层中采用套管护壁；

（3）在地下水位以下的饱和软粘性土层、粉土层和砂土层中采用泥浆护壁。

通过采用上述技术方案，根据现场情况对注浆孔进行防护操作，使得注浆孔内部完善，保障后续的注浆工作稳定。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：钻孔工作完成后通过竹签对注浆孔位置进行标记。

通过采用上述技术方案，竹签标记方式简便，易于识别，节约环保。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤c中，制备的泥浆材料具体为：

（1）单浆液配置

水泥浆采用42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比0.8～1.0（稀），0.5～0.6；

（2）双浆液配置

水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥；

水玻璃：浓度Be′=30-40；水玻璃占水泥浆量的40%，此参数并根据现场实际情况进行调整。

通过采用上述技术方案，当单液注浆检测后达不到要求时，通过注入双浆液对余留的溶洞空间进行补充充填和封堵。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤d和步骤h中，下放袖阀管具体为：袖阀管包括花管和实管两部分，根据注浆段高程配备花管，下管时管内灌入清水克服浮力，使花管下至孔底，地面下9.0～10.0m为实管，实管高出地面一定高度，花管与实管连接牢固，袖阀管整体垂直居于注浆孔中心，袖阀管下底端套设锥形堵头。

通过采用上述技术方案，实管引导进入注浆孔内，花管在孔底引导浆液填充至溶洞，结构稳定，便于后续进行注浆工作。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤e和步骤i中，注浆具体为：

（1）试验注浆

在正式注浆前，应进行注浆试验，根据设计要求的水泥用量等指标，最终确定控制注浆压力、水泥用量、配合比、注浆次数等施工参数；

（2）开环灌浆

开环：灌浆的前期阶段，使用稀浆（或清水）加压开环，在加压过程中，一旦出现压力突降，进浆量剧增，表示已经“开环”，开环后即按设计配比开始正式注浆；

（3）注浆

在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入1/2”钢管至1.0～1.5m处，从1/2”钢管中注入配置好的浆液直至孔口返出，孔口浆面下沉后多次回灌。

通过采用上述技术方案，通过前期保证注浆压力，通过注浆泵注浆后并多次回灌，保障固管止浆效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：当泥浆漏失严重时采取粘土球充填、封闭等堵漏措施。

通过采用上述技术方案，减少溶洞内浆液的外溢，保证溶洞内的加固效果，减少资源浪费。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括后备注浆措施：

每孔注完浆后，用φ20水管***袖阀管内，泵入清水对袖阀管内进行冲洗，将注浆口的浆管口用胶布封上。

通过采用上述技术方案，将袖阀管内的残留水泥浆冲洗干净，以备复注，将浆管口封闭，以备在以后开挖过程中，地面出现沉降时，进行重复注浆。

综上所述，本发明包括以下至少一种益技术效果：

本方案将原来的“边勘探边注浆”的方式改为改为先对串通性大溶洞及局部掉钻严重的区域进行注浆加固，实现大范围的填充固定后，再对其他区域的点状发育区、带状发育区、面状发育区依次进行钻孔注浆，减少了对任意位置均要勘探的步骤，有效提高施工效率，注浆加固更好，减少工作人员劳作力，减少资源浪费，更加环保安全，综合经济效益高。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的袖阀管岩溶注浆施工方法，包括大溶洞注浆和其他区域注浆的两部分步骤：

A：大溶洞注浆：

a：根据超前钻勘察资料确定串通性大溶洞；

b：现场根据串通性大溶洞的所处区域布置注浆孔，并进行钻孔工作，得出钻孔报告；

c：现场制备泥浆，制备的泥浆材料具体为：

（1）单浆液配置

水泥浆采用42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比0.8～1.0（稀），0.5～0.6；

（2）双浆液配置

水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥；

水玻璃：浓度Be′=30-40；水玻璃占水泥浆量的40%，此参数并根据现场实际情况进行调整，当单液注浆检测后达不到要求时，通过注入双浆液对余留的溶洞空间进行补充充填和封堵。

d：下放袖阀管，袖阀管结构主要由φ48mmPVC外观、6分镀锌注浆管、橡皮套、密封圈组成，袖阀管上顶端带上保护帽，注明注浆孔号；

e：注浆泵引导浆液通过袖阀管进行注浆；

B：其他区域注浆：

f：现场确认溶洞的点状发育区、带状发育区、面状发育区，得出测量放样报告；

g：根据点状发育区、带状发育区、面状发育区依次按照现场情况布置注浆孔，并进行钻孔工作，得出钻孔报告,其他区域的钻孔报告主要依据以下原则进行：

（1）点状发育区应采用在空洞旁边（1m范围）内施打注浆孔；

（2）条带状发育区，注浆孔按照条带的走向，沿着桩间距均匀布孔，孔间距控制在2m左右，如现场情况有较大变化，可根据现场实际情况增加或减少点位；

（3）面状发育区，注浆孔按照面状的走向，沿着桩间距均匀布孔，孔间距控制在2m左右，如现场情况有较大变化，可根据现场实际情况增加或减少点位。不同区域使用不同钻孔方案，便于实现不同溶洞区域的注浆工作。

h：下放袖阀管，注明注浆孔号；

i：注浆泵引导浆液通过袖阀管进行注浆。

其中，在b步骤和g步骤中，钻孔工作具体为：

开孔前先了解有无地下埋藏物，确认无误后采用岩芯管开孔钻进，采用岩芯管开孔钻进，土层钻探采用φ108mm钻头钻进，基岩面以下采用φ91钻头，开孔直径不小于φ110mm，定好孔位后，开始钻孔，采用硬质合金钻头钻进，钻至终孔。

钻探施工技术要点：①孔径：Φ90mm（Φ110mm）；孔深:35～45m，具体以实际情况为准；②钻孔垂直度：钻机平稳，确保钻孔的垂直度满足规范要求，垂直度偏差不大于1%；

停钻标准：穿过最下层溶洞后再钻进5m即可停止钻孔。

布置注浆孔时需要进行的防护措施：

（1）对可能坍塌的地层采取钻孔泥浆护壁或套管施工措施；

（2）在浅部填土及其它松散层中以及漏水的地层中采用套管护壁；

（3）在地下水位以下的饱和软粘性土层、粉土层和砂土层中采用泥浆护壁。根据现场情况对注浆孔进行防护操作，使得注浆孔内部完善，保障后续的注浆工作稳定。

钻孔工作完成后通过竹签对注浆孔位置进行标记。竹签标记方式简便，易于识别，节约环保。

在步骤d和步骤h中，下放袖阀管具体为：

袖阀管包括花管和实管两部分，根据注浆段高程配备花管，下管时管内灌入清水克服浮力，使花管下至孔底，地面下9.0～10.0m为实管，实管高出地面一定高度，花管与实管连接牢固，袖阀管整体垂直居于注浆孔中心，袖阀管下底端套设锥形堵头。实管引导进入注浆孔内，花管在孔底引导浆液填充至溶洞，结构稳定，便于后续进行注浆工作。

在步骤e和步骤i中，注浆具体为：

（1）试验注浆

在正式开始注浆前,须充分做好下列各项准备工作。

①详细分析研究设计要求、地质条件，考虑所须的设备、器材人员配备和可能会遇到的问题及处理方法。

②参加施工图纸审查，明确图纸及技术要求。

③现场施工测量放线，放注浆孔位、进行内部核对，并对甲方复核、签证，避免错漏。测量后的每一个注浆孔位应用竹签作好标记，发现有隐蔽障碍物，提前处理。

④对机械设备进行全面检修保养。

⑤做好各种注浆材料的备料工作。

还应进行注浆试验，根据设计要求的水泥用量等指标，最终确定控制注浆压力、水泥用量、配合比、注浆次数等施工参数。

（2）开环灌浆

开环：灌浆的前期阶段，使用稀浆（或清水）加压开环，在加压过程中，一旦出现压力突降，进浆量剧增，表示已经“开环”，开环后即按设计配比开始正式注浆。

（3）注浆

根据注浆孔平面布置，自外向内注浆，将1/2”带双塞的注浆芯管从袖阀管中下到注浆段位置，自下而上分段注浆，分段长度0.3～0.5m。

①浆液采用水泥浆，水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，水泥需用存储罐存储，容量为80T，水灰比为0.8～1.0（稀），0.5～0.6（浓），用BW150型注浆泵注水泥浆液，浆液现场用LJ-300型搅浆桶搅拌；浆液须在搅拌均匀过筛后倒入泥浆池再进行注浆，单液注浆采用分层注浆，先注下层溶洞，下层溶洞注满并稳压后再提管至上一层溶洞，直至注满。

②在注浆时泵压力表上观测注浆压力，开环压力0.3Mpa，终止注浆压力1.5～2.0Mpa，稳压30—60分钟后清洗阀管并预开一次环，以待第二次再注，重复上述步骤，循环注浆。

③注浆量：注浆时根据搅拌桶的容积和浆液流量确定注浆量，在搅拌桶中配好浆液、测定体积后再将浆液输入注浆池中，注浆池直接与注浆泵相连。注浆时再通过压力表和浆液流量来控制注浆量。另外，通过计量现场水泥用量，也是掌握注浆量的有效措施。一般先期注浆孔的注浆量大于后期孔，***注浆孔的注浆量大于内部孔。

注浆过程中，出现地面冒浆或压力突变，应立即停止注浆，查明原因，采取相应的措施。单孔泵注的水泥用量暂定为30T，若超过仍未泵满，则采用水泥、水玻璃双液浆进行堵封，直至达到设计注浆压力要求。

注浆完毕后，采用纯水泥浆，用袖阀管进行补浆，注浆压力为0.5～1.0MPa。

注浆施工过程中应做好相应的施工记录，对钻孔深度、每轮注浆压力、每轮次注浆量每轮次注浆时间和总注浆量等参数进行详细记录。及时整理资料，经常分析对比相邻注浆孔的注浆流量、注浆压力和注浆量等参数，根据各参数的变化情况估计注浆效果。对注浆过程中存在的问题，及时进行分析处理。

注浆结束标准应根据下列情况综合决定：

Ⅰ、注浆量达到设计要求；

Ⅱ、注浆压力超过设计值；

Ⅲ、地面反浆。

注浆过程中的注意事项：应对地面、周围建筑物、地下管线、进行沉降、倾斜、变形和位移观测。在注浆过程中，应观察相邻注浆孔的返水、排气、冒浆情况，若周围孔有浆液冒出，说明注浆效果好，可结束注浆。作好注浆记录，包括注浆压力、注浆量、水泥用量等。填写“袖阀管注浆记录表”一式四份，并及时报验。进场的设备材料均要有出厂合格证，主要材料如水泥必须采样送检（每个批量送检一次），合格后方可使用。文件资料及时报送监理及业主签字审核。

注浆压力0.5～1.0MPa，先稀后浓，以浓为主；如溶洞中注浆液流失较严重，甚至单孔泵注水泥用量超过30T时，采用水玻璃双液注浆。

（4）注浆孔封孔

当泥浆漏失严重时采取粘土球充填、封闭等堵漏措施，减少溶洞内浆液的外溢，保证溶洞内的加固效果，减少资源浪费。注浆施工结束后，及时将注浆孔用水泥浆自下而上充填封堵。

后备注浆措施：

每孔注完浆后，用φ20水管***袖阀管内，泵入清水对袖阀管内进行冲洗，将注浆口的浆管口用胶布封上。将袖阀管内的残留水泥浆冲洗干净，以备复注，将浆管口封闭，以备在以后开挖过程中，地面出现沉降时，进行重复注浆。

本实施例的实施原理为：

综上所述，本方案将原来的“边勘探边注浆”的方式改为改为先对串通性大溶洞及局部掉钻严重的区域进行注浆加固，实现大范围的填充固定后，再对其他区域的点状发育区、带状发育区、面状发育区依次进行钻孔注浆，减少了对任意位置均要勘探的步骤，有效提高施工效率，注浆加固更好，减少工作人员劳作力，减少资源浪费，更加环保安全，综合经济效益高。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种袖阀管岩溶注浆施工方法，其特征在于:包括以下步骤：

A：大溶洞注浆：

a：根据超前钻勘察资料确定串通性大溶洞；

b：现场根据串通性大溶洞的所处区域布置注浆孔，并进行钻孔工作，得出钻孔报告；

c：现场制备泥浆；

d：下放袖阀管，袖阀管上顶端带上保护帽，注明注浆孔号；

e：注浆泵引导浆液通过袖阀管进行注浆；

B：其他区域注浆：

f：现场确认溶洞的点状发育区、带状发育区、面状发育区，得出测量放样报告；

g：根据点状发育区、带状发育区、面状发育区依次按照现场情况布置注浆孔，并进行钻孔工作，得出钻孔报告，点状发育区应在空洞旁边的1m范围内施打注浆孔；条带状发育区，注浆孔按照条带的走向，沿着桩间距均匀布孔，孔间距控制在2m左右，如现场情况有较大变化，根据现场实际情况增加或减少点位；面状发育区，注浆孔按照面状的走向，沿着桩间距均匀布孔，孔间距控制在2m左右，如现场情况有较大变化，根据现场实际情况增加或减少点位；

h：下放袖阀管，注明注浆孔号；

i：注浆泵引导浆液通过袖阀管进行注浆；

在b步骤和g步骤中，钻孔工作具体为：

采用岩芯管开孔钻进，土层钻探采用φ108mm钻头钻进，基岩面以下采用φ91钻头，开孔直径不小于φ110mm，定好孔位后，开始钻孔，采用硬质合金钻头钻进，钻至终孔；

钻探施工技术要点：孔径：Φ90mm或Φ110mm；孔深:35～45m；钻孔垂直度：钻机平稳，确保钻孔的垂直度满足规范要求，垂直度偏差不大于1%；

停钻标准：穿过最下层溶洞后再钻进5m即可停止钻孔。

2.根据权利要求1所述的袖阀管岩溶注浆施工方法，其特征在于，

在b步骤和g步骤中，布置注浆孔时需要进行的防护措施具体为：

对可能坍塌的地层采取钻孔泥浆护壁或套管施工措施；

在浅部填土及其它松散层中以及漏水的地层中采用套管护壁；

在地下水位以下的饱和软粘性土层、粉土层和砂土层中采用泥浆护壁。

3.根据权利要求2所述的袖阀管岩溶注浆施工方法，其特征在于，钻孔工作完成后通过竹签对注浆孔位置进行标记。

4.根据权利要求1所述的袖阀管岩溶注浆施工方法，其特征在于，在步骤c中，制备的泥浆材料具体为：

单浆液配置：

水泥浆采用42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比0.8～1.0，0.5～0.6；

双浆液配置：

水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥；

水玻璃：浓度Be′=30-40；水玻璃占水泥浆量的40%，此参数并根据现场实际情况进行调整。

5.根据权利要求1所述的袖阀管岩溶注浆施工方法，其特征在于，在步骤d和步骤h中，下放袖阀管具体为：袖阀管包括花管和实管两部分，根据注浆段高程配备花管，下管时管内灌入清水克服浮力，使花管下至孔底，地面下9.0～10.0m为实管，实管高出地面一定高度，花管与实管连接牢固，袖阀管整体垂直居于注浆孔中心，袖阀管下底端套设锥形堵头。

6.根据权利要求1所述的袖阀管岩溶注浆施工方法，其特征在于，在步骤e和步骤i中，注浆具体为：

（1）试验注浆

在正式注浆前，应进行注浆试验，根据设计要求的水泥用量等指标，最终确定控制注浆压力、水泥用量、配合比、注浆次数等施工参数；

（2）开环灌浆

开环：灌浆的前期阶段，使用稀浆或清水加压开环，在加压过程中，一旦出现压力突降，进浆量剧增，表示已经“开环”，开环后即按设计配比开始正式注浆；

（3）注浆

在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入1/2”钢管至1.0～1.5m处，从1/2”钢管中注入配置好的浆液直至孔口返出，孔口浆面下沉后多次回灌。

7.根据权利要求6所述的袖阀管岩溶注浆施工方法，其特征在于，当泥浆漏失严重时采取粘土球充填、封闭等堵漏措施。

8.根据权利要求1所述的袖阀管岩溶注浆施工方法，其特征在于，还包括后备注浆措施：

每孔注完浆后，用φ20水管***袖阀管内，泵入清水对袖阀管内进行冲洗，将注浆口的浆管口用胶布封上。

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