CN108396731A - 储油罐基础注浆加固处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储油罐基础注浆加固处理方法，其中，储油罐的罐底边缘被固定于环墙上，所述储油罐基础注浆加固处理方法包括以下步骤：步骤1、从储油罐环墙外布置孔位，向储油罐的罐底下方土体射入注浆管，步骤2、将注浆设备连接到所述注浆管沿射入方向的始端，进行注浆，填充土体空隙，其中，所述注浆管的射入方向朝向所述储油罐的中轴，所述注浆管被射入罐底下方土体的部分的管壁上设置有溢浆孔。根据以上方案经过注浆加固处理，罐基础内回填土在灌浆充填作用下，罐底板起拱高度基本达到设计要求，同时也满足安全使用要求。

Description

储油罐基础注浆加固处理方法

技术领域

本发明属于建筑工程养护技术领域，具体涉及一种储油罐基础注浆加固处理方法。

背景技术

工程储油罐(中间罐组)，位于催化脱蜡/润滑油生产联合装置的工程现场，经过水压试验，罐底部(尤其是罐底中间位置)容易出现不同程度的沉降，存在较严重的安全隐患。如果将罐体拆除重建，建造成本较高且工期较长，并可能因单一建筑物的重建造成全线长期停产，经济损失巨大。

因此，需要一种不影响正常生产作业、易于实现的储油罐基底加固方法。

发明内容

考虑到上述情况，为保证相关项目的顺利投产，发明人开发了对储油罐进行注浆加固处理的方法。该方法所针对的处理部位为储油罐基底。储油罐基底沉降的原因主要是施工过程中罐基础内回填土碾压、夯实处理不合格所致。因此，采用该方法对罐基础内回填土进行注浆加固处理，使储油罐基底从变形状态基本恢复到初始设计形状、或罐底板变形不再继续加大，从而满足罐体安全使用的要求。

根据本发明的实施例，提供了一种储油罐基础注浆加固处理方法，其中，储油罐的罐底边缘被固定于环墙上，所述储油罐基础注浆加固处理方法包括以下步骤：步骤1、从储油罐环墙外布置孔位，向储油罐的罐底下方土体射入注浆管；步骤2、将注浆设备连接到所述注浆管的外端，进行注浆，填充土体空隙，其中，所述注浆管的射入方向朝向所述储油罐的中轴，所述注浆管被射入罐底下方土体的部分的管壁上设置有溢浆孔。

根据本发明的实施例，所述步骤1包括：步骤1-1、在所述孔位上进行打孔，其中，所述孔位为等间距等高度设置的多个孔位，用于射入多个所述注浆管。

根据本发明的实施例，所述孔位沿水平方向呈一排或多排，所述溢浆孔在所述注浆管的管壁上按照直线或梅花形排列。

根据本发明的实施例，所述步骤2包括：步骤2-1、在注浆过程中，注浆压力从预设的起始压力逐渐增大到预设的最终压力，并根据注浆压力控制注浆流速。

根据本发明的实施例，用于所述注浆的注浆材料的组分包括20％的水玻璃，其余为水及水泥混合物，其中，水泥为普通硅酸盐水泥，水灰比为1.3:1至2:1。

根据本发明的实施例，通过如下过程制备和使用所述注浆材料：分散、搅拌注浆材料，转速为60～90转/分钟，搅拌时间为6～7分钟；注浆材料在搅拌完成之后45分钟之内使用完毕。

根据本发明的实施例，所述步骤2包括：步骤2-2、在注浆过程中，当注浆压力达到预设的最终压力时，如果注浆流速小于第一流速阈值，则将注浆压力维持在所述最终压力预定时段后停止注浆，并检测储油罐的罐底形状是否达到原始起拱高度；步骤2-3、如果储油罐的罐底形状未达到原始起拱高度，则进行二次注浆，其中，在所述二次注浆的过程中：增大所述预设的起始压力和所述预设的最终压力，通过现有注浆管继续注浆；或者在环墙上布置新的孔位，射入新的注浆管，将注浆设备连接到新的注浆管，再次进行注浆。

根据本发明的实施例，所述步骤2包括：步骤2-2、在注浆过程中，当注浆流速小于第二流速阈值时，维持当前注浆压力预定时段后停止注浆，并检测储油罐的罐底形状是否达到原始起拱高度；步骤2-3、如果储油罐的罐底形状未达到原始起拱高度，则进行二次注浆，其中，在所述二次注浆的过程中：增大所述预设的起始压力和所述预设的最终压力，通过现有注浆管继续注浆；或者在环墙上重新布孔，射入新的注浆管，将注浆设备连接到新的注浆管，再次进行注浆。

本发明的有益效果包括：根据以上方案经过注浆加固处理，罐基础内回填土在灌浆充填作用下，罐底板起拱高度基本达到设计要求，同时也满足安全使用要求。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的储油罐基础注浆加固处理方法所使用的注浆管的结构示意图；

图2为根据本发明的实施例的储油罐基础注浆加固处理方法在注浆前的状态示意图；

图3为根据本发明的实施例的储油罐基础注浆加固处理方法在注浆后的状态示意图。

具体实施方式

本领域的技术人员能够理解，尽管以下的说明涉及到有关本发明的实施例的很多技术细节，但这仅为用来说明本发明的原理的示例、而不意味着任何限制。本发明能够适用于不同于以下例举的技术细节之外的场合，只要它们不背离本发明的原理和精神即可。

另外，为了避免使本说明书的描述限于冗繁，在本说明书中的描述中，可能对可在现有技术资料中获得的部分技术细节进行了省略、简化、变通等处理，这对于本领域的技术人员来说是可以理解的，并且这不会影响本说明书的公开充分性。

下面，结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

首先，在注浆加固之前，可对储油罐罐底板进行沉降、变形观测，记录初始数据及标注空鼓部位，从而确定需要加固的储油罐。上述检测工作随着工程进展逐步跟进，根据检测结果调整施工方案。

根据本发明的实施例的储油罐基础注浆加固处理方法主要包括以下步骤：

步骤1、沿储油罐环墙射入带溢浆孔的压力注浆管；

其中，注浆管可沿环墙基础周围等间距(如2米)等高度(例如，距离地面1.5米)进行布设，原则上，根据现场放样布设要射入压力注浆管的孔位，具体数量根据现场情况随时调整，孔位也可有多排，孔排数根据基础环墙高度确定；

步骤1包括：在确定孔位后，架设方向架打孔机，确定打孔方向、位置，依据不同的位置进行打孔。孔方向要求顺直(均指向罐中心)，成孔无弯曲和塌孔，打孔深度需保证注浆管尾端控制在同一水平面上，外露长度以300mm为宜(参见图2)。

其中，所述注浆管的长度可根据储油罐基础半径而设置，例如，如果储油罐基础半径R＝7米，则注浆管长度可设置为6.5米；

所述注浆管的前端加工成圆锥形并予以封焊严密，管身设若干溢浆孔，孔径为6～12mm，孔距为20～30mm，可按直线或梅花形排列(图1中示出了直线型的溢浆孔排列)，后端1米范围内不设溢浆孔，管身保持顺直；

步骤2、将注浆设备连接到注浆管，进行注浆，充分填充土体空隙，形成一定厚度的结合体；

经过注浆过程，能够增强填充土体的整体强度，加强土体的稳定性，从总体上减小土体的变形沉降，使罐体底部塌陷基本恢复到设计坡度及形状。

注浆压力可如下控制。

A)注浆压力按设计要求确定。

B)串浆孔或多孔并联注浆时，应分别控制注浆压力，同时应加强底版抬动检测，防止发生抬动破坏。

例如，注浆压力从0.5～0.9MPa起始，注浆终压为1.0MPa；在注浆过程中，注入率和注浆压力必须相适应，注入率宜为50-100L/min。

注浆材料的选择及配比如下：水泥选用42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比控制在1.3～2:1(具体可为1.5:1)，水玻璃含量20％；

步骤2包括：在注浆过程中，记录注浆量、压力表数据，观察罐周围是否有冒浆、串浆现象(如下所述)，如有需对特定部位进行封堵；

在注浆过程中，如注浆孔压力达到设计值(注浆终压在1.0Mpa)而无法注入、或浆液带压溢出时，则停止注浆，检测空鼓部位情况、罐底恢复程度(是否达到起拱高度值)，汇总注入率，确定是否封孔；

具体地，在每个注浆孔注浆压力达到设计值无法注入或浆液带压溢出时，应停止注浆，检测罐底恢复程度，根据注入率及罐底恢复程度确定是否进行封孔。

可选地，在注浆过程中，如果罐底恢复程度不如预期(未达到设计起拱高度值)，则可采用二次注浆方法、或者压力加大方法，再进行布孔/注浆。加大的注浆压力可控制在2.0Mpa；之后，根据能否注入(压力控制在2.0Mpa)及注入率、罐底恢复程度等情况，得出加固效果结论，如：

浆液不能注入，即说明罐基础内回填土土体空隙或沉降量在注浆压力作用下已充分填充密实，重点是弥补了回填土不密实、沉降的缺陷，注浆加固达到了增强土体整体强度、稳定性的目的。同时在注浆压力作用下罐底板又逐渐恢复到原有的设计起拱高度。

下面说明注浆过程中的浆液水灰比和变浆标准。

首先，应按注浆试验确定的水灰比施灌。当注浆压力不变、注入率持续减少时，或当注入率保持不变而注浆压力持续升高时，不得改变水灰比。

其次，灌浆过程中应定时测记浆液密度、浆液流动度及浆液析水率。当发现浆液性能偏离规定指标较大时，应查明原因，及时调整处理。

步骤2包括：在注浆过程中，遇到所述冒浆、串浆情况时，作如下处理：

A)冒浆

在注浆过程中，如罐底边缘发生冒浆现象时，一般可采用低压、限流、限量、间歇灌注等方法处理，必要时应采取嵌缝、封堵等方法处理。

B)串浆

灌浆发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件时，应一泵多孔同时灌浆，否则，应塞住串浆孔，等灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗至设计深度，而后进行灌浆作业。

作为示例，步骤2包括：

步骤2-2、在注浆过程中，当注浆压力达到预设的最终压力时，如果注浆流速小于第一流速阈值，则将注浆压力维持在所述最终压力预定时段后停止注浆，并检测储油罐的罐底形状是否达到原始起拱高度；

步骤2-3、如果储油罐的罐底形状未达到原始起拱高度，则进行二次注浆。

作为另一示例，步骤2包括：

步骤2-2、在注浆过程中，当注浆流速小于第二流速阈值(比第一流速阈值小，意味着可能注满)时，则维持当前注浆压力预定时段后停止注浆，并检测储油罐的罐底形状是否达到原始起拱高度；

步骤2-3、如果储油罐的罐底形状未达到原始起拱高度，则进行二次注浆。

其中，在所述二次注浆的过程中：

增大所述预设的起始压力和所述预设的最终压力，通过现有注浆管继续注浆；或者

在环墙上重新布孔，射入新的注浆管，将注浆设备连接到新的注浆管，再次进行注浆。

总而言之，通过注浆加固处理，使罐基础内回填土塌陷、罐底板的变形基本恢复到设计坡度和形状，从而满足了罐体的安全使用要求。

综上，可如下概括注浆工艺的工序和工艺流程：

a：施工工序

放样孔位→一序孔成孔→注浆→二序孔成孔→注浆→质量检测→施工结束

b：注浆工艺流程

原材料拌和→注浆泵出桨→注浆→孔口压力及环境变化→终孔→质量检测→施工结束

下面说明注浆材料和浆液配合比。

决定岩体可灌性大小的影响因素，实质上与被灌岩体裂隙的宽度和灌入水泥颗粒大小有关。根据工程类比及室内配置稳定浆液试验结果，本次注浆采用纯水泥浆加适量外加剂作为灌浆主料。具体如下：

①水泥品种：选用42.5R普通硅酸盐水泥作为本次岩体灌浆加固材料。

②注浆用水：根据《水工混凝土施工规范》规定：凡符合国家标准的饮用水，均可用于拌合和养护水泥制品。

③外加剂：根据室内配置稳定浆液试验结果：选用模数3.1、浓度为400Be1的水玻璃溶液作为灌浆材料外加剂，掺量为20％(占水泥量)。其性能指标见表：

下面说明制浆过程

A)制浆材料称量

A-a)制浆材料必须按试配的浆液配比计量，计量误差应小于5％。水泥等固项材料应用重量称量法计算。

A-b)制浆站必须按试配要求的水灰比制备纯水泥浆液，拌合好的浆液进入储浆池后，为防止浆液离析沉淀，必须进行二次拌和。

B)浆液搅拌

B-a)浆液搅拌时间：以分散、拌匀灌浆材料，获得流动性与稳定性合格的稳定浆液为原则。根据注浆试验，当转速为60-90转/min时，搅拌时间为6-7min。

B-b)浆液从开始制备至用完时间控制在45min之内。

下面说明注浆施工期间采用的注浆设备、以及相关技术要求和指标：

A)根据注浆需要配置浆液搅拌机，搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌的浆液类型及注浆泵排浆量相适应，并应保证均匀、连续的拌制浆液。所有搅拌设备，在用于拌制浆液前应在现场进行试运行。

B)注浆泵性能应与浆液的类型和浓度相适应，宜选用多缸式注浆泵，其允许工作压力应大于最大注浆压力的1.5倍，并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。

C)注浆管路应保证浆液流动通畅，并能承受1.5倍的最大注浆压力。

D)注浆泵和注浆孔处均应安装压力表。所选压力表在使用前应进行标定，使用压力应在压力表最大标值的1/4～3/4之间。

E)注浆塞应与采用的注浆方法、注浆压力及地质条件相适应，注浆塞应具有良好的膨胀性和耐压性能，在最大注浆压力下能可靠地封闭注浆孔段，并易于安装和拆除。

F)制浆站可采用集中式或分散式。制浆站的注浆能力应满足进度高峰期所有机组用浆需要，制浆站应配备除尘设备。

G)搅拌机的转速应具备分散、拌匀灌浆材料的能力，使浆液流动性和稳定性满足使用要求。

H)所有注浆设备、仪器、仪表均应保持工作状态正常，并应配有足够的备用设备，电力驱动的设备，必须在确认有良好接地能保证施工安全时，方可使用。

I)注浆的计量器具，如压力表、流量计、比重计、流动度测定仪等进场前，必须进行效验，确保量值准确。

下面说明注浆工程质量控制及检测。

质量检测方法：采用二次注压力加大法，即在已经完成注浆后间隔抽选已经注浆完成得两孔中间区域布孔注浆，压力达到2.0Mpa，检测是否能注入及注浆量、罐底恢复程度等。

下面说明不合格施工质量的处理：在质量检测时，出现不合格情况(仍能轻松进行注浆或罐底恢复程度不佳等)，必须进行补充注浆和补充检验，直至达到合格要求。

作为示例，根据以上方案经过注浆加固处理，罐基础内回填土在灌浆充填作用下，罐底板起拱高度基本达到设计要求，同时也满足安全使用要求(参见图3)。

最后，本领域的技术人员能够理解，对本发明的实施例能够做出各种修改、变型、以及替换，其均落入如所附权利要求限定的本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种储油罐基础注浆加固处理方法，其中，储油罐的罐底边缘被固定于环墙上，所述储油罐基础注浆加固处理方法包括以下步骤：

步骤1、在所述环墙上布置孔位，在所述环墙外通过所述孔位向所述储油罐的罐底下方土体射入注浆管，

步骤2、将注浆设备连接到所述注浆管的外端，进行注浆，以填充所述储油罐的罐底下方土体中的空隙，

其中，所述注浆管的射入方向朝向所述储油罐的中轴，被射入罐底下方土体的所述注浆管部分的管壁上设置有溢浆孔。

2.根据权利要求1所述的储油罐基础注浆加固处理方法，其中，所述步骤1包括：

步骤1-1、在所述孔位上进行打孔，其中，所述孔位为等间距等高度设置的多个孔位，用于射入多个所述注浆管。

3.根据权利要求2所述的储油罐基础注浆加固处理方法，其中，所述孔位沿水平方向呈一排或多排，所述溢浆孔在所述注浆管的管壁上按照直线或梅花形排列。

4.根据权利要求1所述的储油罐基础注浆加固处理方法，其中，所述步骤2包括：

步骤2-1、在注浆过程中，注浆压力从预设的起始压力逐渐增大到预设的最终压力，并根据注浆压力控制注浆流速。

5.根据权利要求1所述的储油罐基础注浆加固处理方法，其中，用于所述注浆的注浆材料的组分包括20％的水玻璃，其余为水及水泥混合物，其中，水泥为普通硅酸盐水泥，水灰比为1.3:1至2:1。

6.根据权利要求5所述的储油罐基础注浆加固处理方法，其中，通过如下过程制备和使用所述注浆材料：

分散、搅拌注浆材料，转速为60～90转/分钟，搅拌时间为6～7分钟；

注浆材料在搅拌完成之后45分钟之内使用完毕。

7.根据权利要求4所述的储油罐基础注浆加固处理方法，其中，所述步骤2包括：

步骤2-2、在注浆过程中，当注浆压力达到预设的最终压力时，如果注浆流速小于第一流速阈值，则将注浆压力维持在所述最终压力预定时段后停止注浆，并检测储油罐的罐底形状是否达到原始起拱高度；

步骤2-3、如果储油罐的罐底形状未达到原始起拱高度，则进行二次注浆，

其中，在所述二次注浆的过程中：

增大所述预设的起始压力和所述预设的最终压力，通过现有注浆管继续注浆；或者

在环墙上布置新的孔位，射入新的注浆管，将注浆设备连接到新的注浆管，再次进行注浆。

8.根据权利要求4所述的储油罐基础注浆加固处理方法，其中，所述步骤2包括：

步骤2-2、在注浆过程中，当注浆流速小于第二流速阈值时，维持当前注浆压力预定时段后停止注浆，并检测储油罐的罐底形状是否达到原始起拱高度；

步骤2-3、如果储油罐的罐底形状未达到原始起拱高度，则进行二次注浆，

其中，在所述二次注浆的过程中：

增大所述预设的起始压力和所述预设的最终压力，通过现有注浆管继续注浆；或者

在环墙上重新布孔，射入新的注浆管，将注浆设备连接到新的注浆管，再次进行注浆。