CN110804917A - 一种压力注浆边界帷幕的施工方法 - Google Patents

一种压力注浆边界帷幕的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种压力注浆边界帷幕的施工方法，该方法包括如下步骤：在预设注浆区域的外围钻注浆孔，注浆孔之间为等间距排布；将注浆花管埋设至钻孔步骤中钻得的注浆孔中；通过注浆花管对钻孔步骤中钻得的注浆孔采用间隔跳孔注浆方式进行注浆，以使浆液自注浆花管的溢浆孔沿注浆花管的四周注入路基中；每个孔分若干级进行依次注浆且注浆压力均在0.2~0.6MPa范围内；其中，注入的浆液中水:水泥:粉煤灰:膨润土之间的配比为1:0.75:0.20:0.05。通过对注浆孔间距、浆液配比、注浆压力的设计优化，有效解决对压力注浆边界进行约束，通过压力注浆提高市政道路承载能力，又有效避免注浆浆液扩散破坏现有道路管线。

Description

一种压力注浆边界帷幕的施工方法
技术领域
本发明涉及市政道路升级改造施工技术领域，具体而言，涉及一种压力注浆边界帷幕的施工方法。
背景技术
随着我国城市建设的不断发展，市政道路改造在市政建设中所占比例不断提高，压力注浆作为一种道路非开挖方式升级改造的施工工艺，是提高道路承载能力和使用功能的一种重要方法。但是现有的压力注浆施工工艺注浆范围离散性特别明显，极易因浆液溢流进入市政管线空腔对现有管线造成破坏，导致改造后的市政道路功能缺失。压力注浆范围的离散性对原有管线的破坏形式表现为对管线造成挤压破坏，以及浆液进入现有管线空腔产生堵塞，尤其对承插式管道的破坏尤为明显。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种压力注浆边界帷幕的施工方法，旨在解决现有注浆范围不可控、离散性较大、固结体密实度差的问题。
本发明提出了一种压力注浆边界帷幕的施工方法，该压力注浆边界帷幕的施工方法包括如下步骤：钻孔步骤，在预设注浆区域的外围钻注浆孔，注浆孔之间为等间距排布；花管埋设步骤，将注浆花管埋设至所述钻孔步骤中钻得的注浆孔中；注浆步骤，通过注浆花管对所述钻孔步骤中钻得的注浆孔采用间隔跳孔注浆方式进行注浆，以使浆液自注浆花管的溢浆孔沿所述注浆花管的四周注入路基中，并沿路基间隙流入土体以形成以注浆孔的轴线为轴线的圆柱状的块体，且相邻块体之间相互咬合以形成连续复合水泥胶结体，且浆液对土体压缩以在相邻两个注浆孔的中间位置形成注浆边界帷幕；每个孔分若干级进行依次注浆且注浆压力均在0.2~0.6MPa范围内；其中，注入的浆液中水:水泥:粉煤灰:膨润土之间的配比为 1:0.75:0.20:0.05。
进一步地，上述压力注浆边界帷幕的施工方法，在所述注浆步骤之后还包括如下步骤：钻芯取样步骤，在各个所述注浆孔注浆完成预设时间段后，在相邻两个注浆孔的正中间位置进行钻芯取样，并对芯样进行完整性和力学性检测，以判定边界帷幕的成型效果。
进一步地，上述压力注浆边界帷幕的施工方法，在所述钻芯取样步骤之后还包括如下步骤：二次注浆步骤，如果所述边界帷幕的成型效果不符要求时，对注浆孔进行二次注浆。
进一步地，上述压力注浆边界帷幕的施工方法，在所述花管埋设步骤和注浆步骤之间还包括如下步骤：封孔步骤，采用土木布袋装土衬底，上部用干硬性混凝土封堵。
进一步地，上述压力注浆边界帷幕的施工方法，在所述注浆步骤中，如果注浆速率大于30L/min时，浆液的浓度大于或等于阈值：。
进一步地，上述压力注浆边界帷幕的施工方法，所述注浆花管的管壁上沿其长度方向均匀分布有多组溢浆孔，每组均沿所述注浆花管的周向均匀设置。
进一步地，上述压力注浆边界帷幕的施工方法，在所述花管埋设步骤中，所述注浆花管分段埋设在注浆孔内，每段所述注浆花管之间采用套丝并用直接头连接，以分段下入注浆孔内。
进一步地，上述压力注浆边界帷幕的施工方法，所述注浆孔的深度为预设注浆区域所在道路原结构层厚度的两倍。
进一步地，上述压力注浆边界帷幕的施工方法，在所述注浆步骤中，每个孔分别按照0.2MPa、0.4MPa和0.6MPa分三级进行注浆，每级注浆量相同和/或每级注浆时间相同。
进一步地，上述压力注浆边界帷幕的施工方法，每级注浆量为600L，每级注浆时间为20min。
本发明提供的压力注浆边界帷幕的施工方法，通过对注浆孔间距、浆液配比、注浆压力、注浆速度的设计优化，形成一种约束压力注浆边界的约束帷幕，有效解决对压力注浆边界进行约束，从而达到既能通过压力注浆提高市政道路承载能力，又有效避免注浆浆液扩散破坏现有道路管线的目的，以弥补现有技术的不足，从而提高市政道路升级改造的施工质量，避免由于压力注浆对现有管线的破坏，扩大压力注浆在市政道路升级改造中的应用范围。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的压力注浆边界帷幕的施工方法的流程框图；
图2为本发明实施例提供的注浆边界帷幕的平面图；
图3为图2中A-A处的剖面图；
图4为图2中B-B处的剖面图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参见图1，其为本发明实施例提供的压力注浆边界帷幕的施工方法的流程框图。如图所示，该压力注浆边界帷幕的施工方法包括如下步骤：
钻孔步骤S1，在预设注浆区域的外围按照钻注浆孔，注浆孔之间等间距排布。
具体地，如图2所示，在预设注浆区域的外围利用架柱式潜孔钻机钻注浆孔1，并且，注浆孔1之间等间距排布，以使自注浆孔1内向注浆孔1的四周沿路基的缝隙流动蔓延。其中，各注浆孔1的深度均为预设注浆区域所在道路原结构层厚度的两倍，本实施例中钻孔深度为1520mm，各注浆孔的孔径均为80mm，当然亦可其他根据实际情况确认的数值，例如可以通过计算及现场试验确定注浆孔间距，本实施例中对其不做任何限定。其中，预设注浆区域可以根据实际情况确定，本实施例中对其不做任何限定。注浆孔1可以沿已设置的通讯或雨污水管线2的一侧成排设置。
花管埋设步骤S2，将注浆花管埋设至钻孔步骤中钻得的注浆孔中。
具体地，首先，可利用钢管进行注浆花管3的制作，即在钢管的外壁上钻溢浆孔，优选地，注浆花管3的管壁上沿其长度方向均匀分布有多组溢浆孔，每组均沿注浆花管3的周向均匀设置；本实施例中每组注浆孔以两个为例进行说明，即可用32mm钢管制作注浆花管，钢管外壁钻溢浆孔，溢浆孔的直径可以为6～8mm，按30cm间距双向开孔，即两个溢浆孔沿注浆花管的径向设置。然后，将制作的注浆花管埋设至钻孔步骤S1钻得的注浆孔1中，并在注浆口预埋接口管4。为提高埋设的效率，优选地，注浆花管3分段埋设在注浆孔1内，每段注浆花管3之间采用套丝并用直接头连接，以分段下入注浆孔1内；其中，每段的注浆花管3的长度为4m，每段注浆花管3的连接方式采用套丝并用直接头连接，将制作好的注浆花管3分段下入孔中，也就是说，各段注浆花管3端部的内壁设置有内螺纹以与直接头端部的外螺纹相螺接。
封孔步骤S3，采用土木布袋装土衬底，上部用干硬性混凝土封堵。
具体地，首先，采用土工布袋装土，放置在注浆花管3内的底端（相对于图2所示的位置而言）衬底，以封堵注浆孔1的底端；然后，注浆花管3的顶端上部用干硬性混凝土10进行封堵，以避免浆液自注浆孔1的上下两端溢出。最后在
注浆步骤S4，通过注浆花管对钻孔步骤中钻得的注浆孔采用间隔跳孔注浆方式进行注浆，以使浆液自注浆花管的溢浆孔沿注浆花管的四周注入路基中，并沿路基间隙流入土体以形成以注浆孔的轴线为轴线的圆柱状的块体，且相邻块体之间相互咬合以形成连续复合水泥胶结体，且浆液对土体压缩以在相邻两个注浆孔的中间位置形成注浆边界帷幕；每个孔分若干级进行依次注浆且注浆压力均在0.2~0.6MPa范围内；其中，注入的浆液中水:水泥:粉煤灰:膨润土之间的配比为 1:0.75:0.20:0.05。
具体地，首先，进行注浆浆液的配比；当然，浆液的配比亦可在其他步骤时进行，只要在注浆前完成配比即可；其中，注入的浆液中水:水泥:粉煤灰:膨润土= 1:0.75:0.20:0.05即注浆浆液的配合比为水:水泥:粉煤灰:膨润土= 1:0.75:0.20:0.05的浆液。然后，如图3所示，将注浆机5通过注浆管6连通至接口管4上，以利用注浆机5将配合比为水:水泥:粉煤灰:膨润土= 1:0.75:0.20:0.05的浆液向注浆花管3内进行注浆，注浆机5可以为液压式或气压式注浆机，例如可以为2SNS型注浆机，浆液沿间隙流入土体，如图2至图4所示，并将土体分隔成圆柱状块体，相邻块体之间互相咬合的形成连续复合型水泥胶结体7，水泥胶结体7的外周形成约束帷幕边界9，达到约束中部区域注浆时浆液无序扩散的目的；同时土体又受到充填浆液时的压缩，以形成阻断后期中部区域注浆时浆液向外扩散的通道即复合型注浆边界帷幕8。其中，为控制浆液的流动，每个孔分若干级进行依次注浆且注浆压力均在0.2~0.6MPa范围内，以便有效对压力注浆边界进行约束，从而达到既能提高市政道路承载能力又有效避免注浆浆液扩散破坏现有道路管线的目的。优选地，每个注浆孔1分别按照0.2MPa、0.4MPa和0.6MPa分三级进行注浆，每级注浆量相同和/或每级注浆时间相同，以控制浆液的流动避免浆液的无序扩散。其中，每级注浆量可以为600L，每级注浆时间可以为20min，以进行每级注浆的控制。为避免浆液的无序扩散，在注浆过程中，如果注浆速率大于30L/min时，浆液的浓度大于或等于阈值，阈值可以根据实际情况确认，即在注浆速率较高时，可以通过增大浆液的浓度避免浆液的无序扩散，进而确保浆液沿间隙流入土体，并将土体分隔成圆柱状块体。
钻芯取样步骤S5，在各个注浆孔注浆完成预设时间段后，在相邻两个注浆孔的正中间位置进行钻芯取样，并对芯样进行完整性和力学性检测，以判定边界帷幕的成型效果。
具体地，当整个边界的所有孔位注浆完成预设时间段后，在相邻两个孔位的正中间即验证钻芯孔位进行钻芯取样，通过观察芯样的完整性和力学性检测来判定边界帷幕的成型效果。芯样完整性通过目测观察，芯样的无侧限抗压强度为2.5至4.0 Mpa为合格。其中，预设时间段可以根据实际情况确定，本实施例中以七天为例进行说明。
二次注浆步骤S6，如果边界帷幕的成型效果不符要求时，对注浆孔进行二次注浆。
具体地，如果边界帷幕的成型效果不符要求时，对注浆孔进行二次注浆，当注浆速率小于2L/min时，方可停止注浆。例如，芯样不完整或无侧限抗压强度低于2.5Mpa时，对注浆孔进行二次注浆，
综上，本实施例中提供的压力注浆边界帷幕的施工方法，利用注浆机将配合比为水:水泥:粉煤灰:膨润土= 1:0.75:0.20:0.05的浆液，在0.20至0.60 MPa较低的注浆压力下进行注浆，注浆采用间隔跳孔注浆方式，每个孔按多级进行注浆，以控制浆液的流动，避免浆液的无序扩散；并通过采用注浆花管、减小注浆孔间距、提高浆液浓度、缩短浆液凝固时间的方式，控制帷幕注浆的扩散范围，浆液沿间隙流入土体，并将土体分隔成圆柱状块体，相邻块体之间互相咬合的形成连续复合型水泥胶结体7，水泥胶结体7的外周形成约束帷幕边界9，达到约束中部区域注浆时浆液无序扩散的目的；同时土体又受到充填浆液时的压缩，以形成阻断后期中部区域注浆时浆液向外扩散的通道即复合型注浆边界帷幕8，达到约束中部区域注浆时浆液无序扩散的目的，有效解决对压力注浆边界进行约束，从而达到既能通过压力注浆提高市政道路承载能力又有效避免注浆浆液扩散破坏现有道路管线的目的，从而解决现有技术中存在的注浆范围不可控、离散性较大、固结体密实度差的难题；
也就是说，通过对注浆孔1间距、浆液配比、注浆压力、注浆速度的设计优化，形成一种约束压力注浆边界的约束帷幕，有效解决对压力注浆边界进行约束，从而达到既能通过压力注浆提高市政道路承载能力，又有效避免注浆浆液扩散破坏现有道路管线的目的，以弥补现有技术的不足，从而提高市政道路升级改造的施工质量，避免由于压力注浆对现有管线的破坏，扩大压力注浆在市政道路升级改造中的应用范围。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种压力注浆边界帷幕的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
钻孔步骤，在预设注浆区域的外围钻注浆孔，注浆孔之间为等间距排布；
花管埋设步骤，将注浆花管埋设至所述钻孔步骤中钻得的注浆孔中；
注浆步骤，通过注浆花管对所述钻孔步骤中钻得的注浆孔采用间隔跳孔注浆方式进行注浆，以使浆液自注浆花管的溢浆孔沿所述注浆花管的四周注入路基中，并沿路基间隙流入土体以形成以注浆孔的轴线为轴线的圆柱状的块体，且相邻块体之间相互咬合以形成连续复合水泥胶结体，且浆液对土体压缩以在相邻两个注浆孔的中间位置形成注浆边界帷幕；每个孔分若干级进行依次注浆且注浆压力均在0.2~0.6MPa范围内；其中，注入的浆液中水:水泥:粉煤灰:膨润土之间的配比为 1:0.75:0.20:0.05。
2.根据权利要求1所述的压力注浆边界帷幕的施工方法，其特征在于，在所述注浆步骤之后还包括如下步骤：
钻芯取样步骤，在各个所述注浆孔注浆完成预设时间段后，在相邻两个注浆孔的正中间位置进行钻芯取样，并对芯样进行完整性和力学性检测，以判定边界帷幕的成型效果。
3.根据权利要求2所述的压力注浆边界帷幕的施工方法，其特征在于，在所述钻芯取样步骤之后还包括如下步骤：
二次注浆步骤，如果所述边界帷幕的成型效果不符要求时，对注浆孔进行二次注浆。
4.根据权利要求1至3任一项所述的压力注浆边界帷幕的施工方法，其特征在于，在所述花管埋设步骤和注浆步骤之间还包括如下步骤：
封孔步骤，采用土木布袋装土衬底，上部用干硬性混凝土封堵。
5.根据权利要求1至3任一项所述的压力注浆边界帷幕的施工方法，其特征在于，
在所述注浆步骤中，如果注浆速率大于30L/min时，浆液的浓度大于或等于阈值。
6.根据权利要求1至3任一项所述的压力注浆边界帷幕的施工方法，其特征在于，
所述注浆花管的管壁上沿其长度方向均匀分布有多组溢浆孔，每组均沿所述注浆花管的周向均匀设置。
7.根据权利要求1至3任一项所述的压力注浆边界帷幕的施工方法，其特征在于，
在所述花管埋设步骤中，所述注浆花管分段埋设在注浆孔内，每段所述注浆花管之间采用套丝并用直接头连接，以分段下入注浆孔内。
8.根据权利要求1至3任一项所述的压力注浆边界帷幕的施工方法，其特征在于，所述注浆孔的深度为预设注浆区域所在道路原结构层厚度的两倍。
9.根据权利要求1至3任一项所述的压力注浆边界帷幕的施工方法，其特征在于，
在所述注浆步骤中，每个孔分别按照0.2MPa、0.4MPa和0.6MPa分三级进行注浆，每级注浆量相同和/或每级注浆时间相同。
10.根据权利要求9所述的压力注浆边界帷幕的施工方法，其特征在于，
每级注浆量为600L，每级注浆时间为20min。
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