CN110029999B - 一种孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑工程注浆加固技术领域，公开了一种孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法，以地面至地面以下27m为孔口段，采用注浆管自流注浆并养护至浆液凝固硬化；孔口段以下至设计孔底之间采用注浆管自上而下每间隔5m作为一个注浆段进行分段注浆；注浆过程中进行注浆控制和地表监控；封孔采用全孔置换注浆封孔法，即全孔注浆结束后，以高于孔口段及孔口段以下的浆液浓度的水泥浆置换孔内稀浆，直至孔口返浓浆结束。本发明通过孔口段以下分段注浆，使每个注浆段浆液向周边岩土内扩散量增大，提高了注浆孔周边岩土的整体稳定性，加固效果好，降低构筑物的沉降量。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程注浆加固技术领域，具体涉及一种孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法。
背景技术
注浆止沉作为有效的治理方法，广泛应用于软弱介质充填层的灾害治理中，但是，受限于注浆工程的隐蔽性与被注介质的各向异性，浆液与被注岩土体之间的相互作用过程极其复杂，不同介质的注浆扩散形式差异性极大，需要采取针对性注浆措施。
现有的注浆加固方式采用一次性成孔注浆，浆液向周边岩土渗入量较小，加固效果差，构筑物沉降量较大。
发明内容
基于以上问题，本发明提供一种孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法，通过孔口段以下分段注浆，使每个注浆段浆液向周边岩土内扩散量增大，提高了注浆孔周边岩土的整体稳定性，加固效果好，降低构筑物的沉降量。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法，包括如下步骤：
S1、孔口段注浆：地面至地面以下27m为孔口段，采用注浆管自流注浆，注浆压力为浆柱自重，至孔口冒出不含泥渣的原浆为止，养护至浆液凝固硬化；
S2、孔口段以下注浆：孔口段以下至设计孔底之间采用注浆管自上而下分段注浆，每个注浆段的钻孔深度与注浆段长度一致，第一段为孔口管底至地面以下32m，之后几段均为5m，每个注浆段注浆并养护至浆液凝固硬化后，再进行下一段造孔注浆，直至钻孔并注浆至孔底设计标高；每个注浆段根据各段设计压力及注浆时间进行注浆；
S3、注浆控制：步骤S2中每个注浆段注浆时，控制注入率不大于3L/min，保持设计压力持续灌注30min结束；当注浆过程中注浆压力保持不变，注入率持续减小时，或注入率不变而压力持续升高时，保持原水灰比注浆至设计要求的注浆时间；当其中一个注浆段浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达到30min，而注浆压力和注入率均无显著改变时，降低水泥浆的水灰比进行注浆；当注入率大于30L/min时，降低水泥浆的水灰比进行注浆；
S4、地表监测：步骤S1的孔口段注浆以及步骤S2的孔口段以下每个注浆段的注浆过程采用地表监测系统监测地表隆起值，并根据地表隆起值控制注浆压力以避免注浆过程地表隆起；
S5、封孔：封孔采用全孔置换注浆封孔法，即全孔注浆结束后，以高于孔口段及孔口段以下的浆液浓度的水泥浆置换孔内稀浆，直至孔口返浓浆结束。
进一步地，步骤S1中注浆前在孔口安装孔口管，所述孔口管埋入底面以下5m，露出地面0.1m～0.2m，所述孔口管顶部开口处设置注浆卡塞，所述孔口管露出地面部分的侧壁设置回浆管。
进一步地，孔口管下管后向孔口与孔口管的管壁之间注入0.5:1的水泥浆，待凝48h后使位于孔内的孔口管段固定；下孔口管时，先预注少量的水泥浆液，下管后再注满。
进一步地，步骤S2中每个注浆段段长偏差不得超过0.2m。
进一步地，孔口段及孔口段以下各注浆段注浆水灰比为1:1；封孔注浆采用0.5：1级浓浆置换孔内稀浆。
进一步地，注浆时将注浆管由注浆卡塞插入孔内至注浆段底部0-0.5m，浆液从注浆管进浆，从回浆管回浆。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明以地面至地面以下27m为孔口段，通过过先在孔口段注浆后，孔口段以下分段钻孔分段注浆，孔口段以下至设计孔底之间采用注浆管自上而下分段注浆，每个注浆段的钻孔深度与注浆段长度一致，第一段为孔口管底至地面以下32m，之后几段均为5m，每个注浆段注浆并养护至浆液凝固硬化后，再进行下一段造孔注浆，直至钻孔并注浆至孔底设计标高；在每段注浆段内，浆液由注浆管输入注浆段，将注浆段填满并由注浆管与该段钻孔间隙流出，经回流管回流，形成孔内循环；注浆过程中，在设计注浆压力作用下，每个注浆段内浆液向周边岩土内扩散，扩散量较一次性成孔注浆的扩散量增大，提高了注浆孔周边岩土的整体稳定性，加固效果好，降低构筑物的沉降量。
附图说明
图1为实施例中孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法流程图；
图2为实施例中实施例提供的孔口段以下一个注浆段的注浆示意图；
其中：1、孔口段；2、注浆管；3、孔口管；4、注浆卡塞；5、回浆管；6、已注浆段。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例：
参见图1和图2，一种孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法，包括如下步骤：
S1、孔口段注浆：地面至地面以下27m为孔口段，采用注浆管自流注浆，注浆压力为浆柱自重，至孔口冒出不含泥渣的原浆为止，养护至浆液凝固硬化；
S2、孔口段以下注浆：孔口段以下至设计孔底之间采用注浆管自上而下分段注浆，每个注浆段的钻孔深度与注浆段长度一致，第一段为孔口管底至地面以下32m，之后几段均为5m，每个注浆段注浆并养护至浆液凝固硬化后，再进行下一段造孔注浆，直至钻孔并注浆至孔底设计标高；每个注浆段根据各段设计压力及注浆时间进行注浆；
S3、注浆控制：步骤S2中每个注浆段注浆时，控制注入率不大于3L/min，保持设计压力持续灌注30min结束；当注浆过程中注浆压力保持不变，注入率持续减小时，或注入率不变而压力持续升高时，保持原水灰比注浆至设计要求的注浆时间；当其中一个注浆段浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达到30min，而注浆压力和注入率均无显著改变时，降低水泥浆的水灰比进行注浆；当注入率大于30L/min时，降低水泥浆的水灰比进行注浆；
S4、地表监测：步骤S1的孔口段注浆以及步骤S2的孔口段以下每个注浆段的注浆过程采用地表监测系统监测地表隆起值，并根据地表隆起值控制注浆压力以避免注浆过程地表隆起；
S5、封孔：封孔采用全孔置换注浆封孔法，即全孔注浆结束后，以高于孔口段及孔口段以下的浆液浓度的水泥浆置换孔内稀浆，直至孔口返浓浆结束。
进一步地，步骤S1中注浆前在孔口安装孔口管，所述孔口管埋入底面以下5m，露出地面0.1m～0.2m，所述孔口管顶部开口处设置注浆卡塞，所述孔口管露出地面部分的侧壁设置回浆管。
本实施例中钻孔深度50米，孔口段1及孔口段1以下注浆浆液水灰比均1.0，封孔用浆液水灰比0.5；孔口段1直径为
(钻头直径为
)，孔口段1钻孔完成后镶铸
(壁厚5mm)的孔口管3，埋入至车站底板以下5m，露出孔口0.1m～0.2m；孔口段1以下各段采用XY-2地质钻机配
钻头造孔。
孔口段1以下各注浆段(从孔口段1以下开始划分)长及分段注浆设计压力如表1所示：
表1孔口段以下各注浆段(从孔口段以下开始划分)长及分段注浆设计压力
钻孔分段与注浆分段长度一致，第一段为孔口管3底(地面以下27m)至地面以下32m，之后几段均为5m，每段段长偏差不得超过0.2m，且在下一段应消除差数，地质缺陷部位可适当缩短。
具体施工流程为：地面至地面以下27m为孔口段1，孔口段1采用钻机钻孔后，在孔口安装孔口管3，可以防止钻孔过程中塌孔。孔口管3下管后向孔口与孔口管3的管壁之间注入0.5:1的水泥浆，待凝48h后使位于孔内的孔口管3段固定；下孔口管3时，先预注少量的水泥浆液，下管后再注满，可以使孔口管3更好地嵌固于注浆孔内，有效防止孔口管3滑落，进一步规避了孔口塌陷的问题；安装时孔口管3埋入底面以下5m，露出地面 0.1m～0.2m，孔口管3顶部开口处设置注浆卡塞4，孔口管3露出地面部分的侧壁设置回浆管5。
孔口段注浆：采用注浆管2自流注浆，浆液水灰比1.0，注浆压力为浆柱自重，注浆时先将注浆管2由注浆卡塞4插入孔口段1底部0-0.5m范围内进行注浆，浆液从注浆管2进浆，从回浆管5回浆；注浆至孔口冒出不含泥渣的原浆为止，养护至浆液凝固硬化，养护时间宜为48小时；注浆时先将注浆管2由注浆卡塞4插入孔口段1底部0-0.5m范围内进行注浆，浆液从注浆管2进浆，从回浆管5回浆。
孔口段以下注浆：孔口段1以下至设计孔底之间采用注浆管2自上而下分段注浆；浆液水灰比0.5，每段注浆并养护至浆液凝固硬化后，再进行下一段造孔注浆，直至钻孔并注浆至孔底设计标高；每个注浆段根据各段设计压力及注浆时间进行注浆。施工时采用小于孔口段1直径的钻头进行孔口段1以下的各个注浆段的钻孔，由孔口管3内硬化后的孔口段1硬化浆液中部位置钻进，钻孔至第一段设计标高后，提升钻头；采用注浆管2压力注浆并养护48小时后，再进行第二段注浆段的钻孔，钻孔后继续采用注浆管2压力注浆并养护48小时，直至钻孔并注浆至孔底设计标高。
参见图2，孔口段1以下分段钻孔分段注浆时，上一个已注浆段6注浆完成并养护48小时后进行下一段注浆段注浆，在每段注浆段内，浆液由注浆管2输入注浆段，将注浆段填满并由注浆管2与该段钻孔间隙流出，经回流管回流，形成孔内循环；注浆过程中，在设计注浆压力作用下，每个注浆段内浆液向周边岩土内扩散，扩散量较一次性成孔注浆的扩散量增大，提高了注浆孔周边岩土的整体稳定性，加固效果好，降低构筑物的沉降量。
注浆控制：注浆时控制注入率不大于3L/min，保持设计压力持续灌注30min结束。钻孔时，应对孔内各种情况进行详细记录(如涌水、漏水、断层、破碎影响带、掉块塌孔等)，作为分析钻孔情况的依据并及时通知监理工程师。钻孔穿越松软地层，或遇有塌孔掉块时，应酌情减小注浆段长，以不塌孔为原则。如发现集中漏水，立即停钻，查明漏水部位原因，处理后再钻进。
孔口段1以下各注浆段注浆过程中，当注浆压力保持不变，注入率持续减小时，或注入率不变而压力持续升高时，保持原水灰比注浆至设计要求的注浆时间；当其中一个注浆段浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达到30min，而注浆压力和注入率均无显著改变时，降低水泥浆的水灰比进行注浆；当注入率大于30L/min时，降低水泥浆的水灰比进行注浆。实现深部可变溶岩注浆，保证浆液向周边岩土的扩散量。
地表监控：注浆过程采用地表监测系统监测地表隆起值，并根据地表隆起值控制注浆压力以避免注浆压力过大而使得注浆过程引发地表隆起。
封孔：封孔采用全孔置换注浆封孔法，即全孔注浆结束后，以水灰比0.5的浆液孔口段1及孔口段1以下的浆液置换孔内水灰比为1.0的稀浆，直至孔口返浓浆结束。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、孔口段注浆：地面至地面以下27m为孔口段，采用注浆管自流注浆，注浆压力为浆柱自重，至孔口冒出不含泥渣的原浆为止，养护至浆液凝固硬化；
S2、孔口段以下注浆：孔口段以下至设计孔底之间采用注浆管自上而下分段注浆，每个注浆段的钻孔深度与注浆段长度一致，第一段为孔口管底至地面以下32m，之后几段均为5m，每个注浆段注浆并养护至浆液凝固硬化后，再进行下一段造孔注浆，直至钻孔并注浆至孔底设计标高；每个注浆段根据各段设计压力及注浆时间进行注浆；
S3、注浆控制：步骤S2中每个注浆段注浆时，控制注入率不大于3L/min，保持设计压力持续灌注30min结束；当注浆过程中注浆压力保持不变，注入率持续减小时，或注入率不变而压力持续升高时，保持原水灰比注浆至设计要求的注浆时间；当其中一个注浆段浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达到30min，而注浆压力和注入率均无显著改变时，降低水泥浆的水灰比进行注浆；当注入率大于30L/min时，降低水泥浆的水灰比进行注浆；
S4、地表监测：步骤S1的孔口段注浆以及步骤S2的孔口段以下每个注浆段的注浆过程采用地表监测系统监测地表隆起值，并根据地表隆起值控制注浆压力以避免注浆过程地表隆起；
S5、封孔：封孔采用全孔置换注浆封孔法，即全孔注浆结束后，以高于孔口段及孔口段以下的浆液浓度的水泥浆置换孔内稀浆，直至孔口返浓浆结束。
2.根据权利要求1所述的孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法，其特征在于，步骤S1中注浆前在孔口安装孔口管，所述孔口管埋入底面以下5m，露出地面0.1m～0.2m，所述孔口管顶部开口处设置注浆卡塞，所述孔口管露出地面部分的侧壁设置回浆管。
3.根据权利要求2所述的孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法，其特征在于：孔口管下管后向孔口与孔口管的管壁之间注入0.5:1的水泥浆，待凝48h后使位于孔内的孔口管段固定；下孔口管时，先预注少量的水泥浆液，下管后再注满。
4.根据权利要求2所述的孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法，其特征在于：步骤S2中每个注浆段段长偏差不得超过0.2m。
5.根据权利要求2所述的孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法，其特征在于：孔口段及孔口段以下各注浆段注浆水灰比为1:1；封孔注浆采用0.5：1级浓浆置换孔内稀浆。
6.根据权利要求2-5任意一项所述的孔口封闭孔内循环深沉部可溶岩注浆方法，其特征在于：注浆时将注浆管由注浆卡塞插入孔内至注浆段底部0-0.5m，浆液从注浆管进浆，从回浆管回浆。
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