CN104458506A - 岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法 - Google Patents

Abstract

一种岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法，适用于岩土地下工程注浆控制及评价。通过测量注浆区域温度变化来实现注浆扩散范围测量和用于反馈控制注浆过程。通过布设的注浆区域附近温度测量点来实现注浆浆液扩散和赋存的监测及反馈，温度测量点可以通过注浆钻孔、专用测量钻孔或无接触表面等方式布实现，温度测量点的不同时刻的温度变化特征间接反映了浆液的扩散及凝固特征，从而实现浆液扩散范围的监测，进而实时控制注浆的压力、注浆量等参数特征，达到预期的注浆设计效果。本发明解决了传统注浆过程中对浆液扩散范围不可知及无法实时测量问题，从而实现注浆的可操控性，较可靠的完成注浆设计的目标，具有广泛的实用性和推广价值。

Description

岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法

技术领域

本发明涉及岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法，尤其适用于地下岩体和土体的注浆加固及注浆防渗等工程，包括井巷和硐室工程的壁后注浆、加固注浆、以及地面注浆工程。

背景技术

地下岩土工程问题面对的对象是岩土体、水和工程结构，由此岩土体和工程结构的相互耦合、相互影响产生的地下空间正常使用和空间稳定问题千差万别。在解决此类问题过程中，注浆方法是常用的方法之一，通过注浆浆液的渗入凝固而改善围岩(围土)的力学特性及渗透特性，从而实现工程结构稳定和减少地下空间渗水量。而在注浆过程中，注浆浆液在压力作用下扩散过程和范围随岩土体的差异而呈现巨大的差异性特性，而拟加固区域注浆浆液的扩展和赋存情况在很大程度上决定着注浆效果的优劣，同时地下注浆工程属于隐蔽工程，人们对注浆浆液的过程监测局限于注浆压力和注浆量的监测，实质上并未对浆液进入岩土体后的特征参数进行实质的测量，这造成注浆浆液进入岩土体后的扩散及赋存范围不可知。

注浆过程中，用经济合理的注浆量来解决工程稳定和渗流等问题，一直是工程人员想要解决的问题，但对注浆的过程浆液扩散的范围无把握又无具体的方法及标准，于是实际的操作过程只能以注入的浆液量和注浆压力为注浆过程控制标准，这实际造成了较大的不确定性，即使注浆过程注入了较大浆液量也可能达不到注浆区域加固及防渗的目的，浆液可能沿地下的裂隙向其他不需要注浆的地方流动，曾有注浆致使数公里外的水井冒出浆液的工程实例，这也充分说明将夜的扩散需要得到监测并予以控制注浆参数和过程。

在注浆设计过程中，浆液的扩散半径往往是设计的重要参数，而对此类注浆参数的测量还没有具体的办法，因而在实际的注浆过程中还无法获取到注浆扩散半径参数，在很大程度上是由于没有相应的测试理论和方法，在注浆过程中如果实现了对注浆浆液扩散半径的测控，将会增加注浆设计的准确性和合理性。

目前，对注浆效果的检测局限于注浆结束后的一些超声波速等检测，这使得技术人员对注浆机理和注浆技术的提高一直停留在模糊工艺技术阶段，对注浆浆液的扩展和赋存情况一直难于掌握和评价。综上所述，注浆技术的提高需要更为合理的注浆浆液测量方法和控制方法。

目前常用于地下注浆工程的浆液材料种类比较繁多，具有流动性和凝胶性的材料都可以成为注浆材料，从大的方面来说可以分为有机系浆液材料和无机系浆液材料，从浆液的可注性和注入之后的稳定性方面考虑，主要考虑浆液材料的密度、粘度、凝胶时间、结石率、抗压强度、塑性强度(抗挤出强度)等特性，但对温度特性方面还缺乏关注和深入的研究。同时有许多针对性的问题需要通过进一步的研究予以准确给定，如浆液的比热容、粘滞性、凝胶时间、固化过程中的放热(或吸热)性能、岩土体的孔隙率、比热容、热传导系数等因素对于注浆扩散范围的准确计算都有重要的影响。

发明内容

技术问题：本发明目的是针对已有技术中存的问题，提供一种岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法，利用注浆浆液渗流及温度传导特性来进行注浆浆液扩散范围的监测，解决注浆浆液扩散范围的可测量问题，对注浆区域及边界布设温度测点来测试及反馈注浆浆液的扩散半径，实时指导注浆过程参数和控制措施的修正，以达到注浆的设计效果。

技术方案：本发明的岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法，包括如下步骤：

a、在拟注浆区域内及周边按间距L布设多个温度测点，对布设的多个温度测点施工钻孔，钻孔的深度为D，之后在多个温度测点施工钻孔的区域内间插施工至少一个注浆钻孔，所述温度测点的布设数量由监测的精度和需要进行调整；

b、在钻孔内沿钻孔深度D方向布设温度传感器，并将温度测试导线引出钻孔外，之后对钻孔进行充填封孔；

c、将引出钻孔外的温度测试导线接入温度测试二次仪表，对钻孔进行温度测量；

d、连接注浆系统，向注浆钻孔内进行注浆，注浆过程中根据温度测试二次仪表显示的注浆温度值参数，通过调整注浆量改变注浆压力的大小、以及控制注浆结束时间，直至满足拟注浆区域内注浆设定要求。

所述温度测点布设的多个测点之间的间距为200～2000mm。

所述钻孔内沿钻孔深度D方向布设的温度传感器为一个或多个。

所述沿钻孔深度D方向布设多个温度传感器之间的间距为200～500mm。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明通过布设的岩土体注浆范围内和注浆范围周围的温度测量点来实现注浆浆液扩散和赋存的监测及检测，温度测量点可以通过注浆钻孔、专用测量钻孔或无接触表面等方式布设用于测量。可以实现对拟注浆区域范围浆液注入浆液量的监测，从而对注浆过程实施控制或改变注浆参数及控制注浆结束标准，达到预期的注浆设计效果。解决了注浆浆液扩散过程的不可监控问题，从而实现注浆浆液扩散的可操控性，较可靠的完成既定区域注浆设计的目标，同时注浆实测数据的获取能更好的反馈优化注浆设计，使注浆的精细施工和控制技术成为现实，为注浆理论和注浆方案设计提供数据支持，适用于注浆过程浆液扩散范围的实时测量和用于反馈控制注浆过程，同时也可以用于注浆效果的评价，具有广泛的实用性和推广价值。

附图说明

图1是本发明的注浆测控方法示意图。

图中：1-拟注浆区域，2-注浆扩散范围，3-注浆钻孔，4-钻孔，5-拟注浆范围内裸露温度可测面，6-温度测试导线，7-温度测试二次仪表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

本发明的岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法步骤如下：

a、在拟注浆区域1内及周边按间距L布设多个温度测点，温度测点布设的多个测点之间的间距L为200～2000mm；在布设的多个温度测点施工钻孔4，钻孔的深度D为200～5000mm，之后在多个温度测点施工钻孔4的区域内间插施工一个或多个注浆钻孔3，所述温度测点的布设数量由监测的精度和需要进行调整；

b、在钻孔4内沿钻孔深度D方向布设温度传感器，钻孔4内沿钻孔深度D方向布设的温度传感器为一个或多个，多个温度传感器之间的间距为200～500mm，根据浆液的扩散和温度传导特征确定具体的间距；将温度测试导线6引出钻孔外，之后对钻孔进行充填封孔；

c、将引出钻孔外的温度测试导线6接入温度测试二次仪表7，对钻孔进行温度测量；如果设计注浆范围附近200～2000mm范围内有裸露面5，则可对拟注浆范围内裸露温度可测面5可进行无接触式温度测量；

d、连接注浆系统，向一个或逐一向多个注浆钻孔3内进行注浆，注浆浆液通过注浆管路注入注浆范围区域，浆液注入时，注浆扩散范围2发生实时变化，导致不同时刻的温度测点温度发生变化，其变化量值由温度测试二次仪表7实时显示，根据显示的注浆温度值参数，通过调整注浆量改变注浆压力的大小、以及控制注浆结束时间，直至满足拟注浆区域1内注浆设定要求。

Claims (4)

1.一种岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法，其特征是包括如下步骤：

a、在拟注浆区域（1）内及周边按间距L布设多个温度测点，对布设的多个温度测点施工钻孔（4），钻孔的深度为D，之后在多个温度测点施工钻孔（4）的区域内间插施工至少一个注浆钻孔（3），所述温度测点的布设数量由监测的精度和需要进行调整；

b、在钻孔（4）内沿钻孔深度D方向布设温度传感器，并将温度测试导线（6）引出钻孔外，之后对钻孔进行充填封孔；

c、将引出钻孔外的温度测试导线（6）接入温度测试二次仪表（7），对钻孔进行温度测量；

d、连接注浆系统，向注浆钻孔（3）内进行注浆，注浆过程中根据温度测试二次仪表（7）显示的注浆温度值参数，通过调整注浆量改变注浆压力的大小、以及控制注浆结束时间，直至满足拟注浆区域（1）内注浆设定要求。

2.根据权利要求1所述的岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法，其特征是：所述温度测点布设的多个测点之间的间距为200~2000mm。

3.根据权利要求1所述的岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法，其特征是：所述钻孔（4）内沿钻孔深度D方向布设的温度传感器为一个或多个。

4.根据权利要求3所述的岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法，其特征是：所述沿钻孔深度D方向布设多个温度传感器之间的间距为200~500mm。