CN111878094A - 一种地铁破碎带帷幕注浆后安全性判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基础建设领域，具体是指一种用于地铁破碎带经帷幕注浆后安全性的判定方法。步骤如下：确定破碎带在平面上的等效半径d_p，确定接触带的计算等效半径D_p，确定侵入接触带地下水位埋深z₁和地下水位至地铁顶部的距离z₂，确定侵入接触带地下水位以上土体的重度γ和地下水位以下土体的饱和重度γ_sat，确定侵入接触带由于重力造成的滑塌力G，确定侵入接触带内土体的不排水抗剪强度c_u，确定注浆带的厚度d_z，确定注浆体的抗剪强度c_c，确定注浆体具有的抵抗力K，确定接触带经过注浆后，不会发生滑塌的安全系数SF，当SF≥1.0时，不会发生滑塌；否则，当SF<1.0，发生滑塌。

Description

一种地铁破碎带帷幕注浆后安全性判定方法

技术领域

本发明涉及基础建设领域，具体是指一种用于地铁破碎带经帷幕注浆后安全性的判定方法。

背景技术

地铁修建过程中，会遇到破碎带，破碎带内岩土体性质较差，含水量较高，直接开挖可能会造成上覆围岩坍塌，危及工程安全。因此，开挖前对其进行帷幕注浆处理是常用的方法，处理后的安全性，目前基本都是基于先前的施工经验，目前缺乏相应的理论公式进行指导，若施工参数合理，则能保障到围岩的安全性，若不合理，则处置后仍有可能发生塌方。有鉴于此，本发明提出一种地铁破碎带经帷幕注浆处理后安全性判定方法，具有流程性强、实施方便和结果可靠的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地铁破碎带经帷幕注浆处置后安全性判定方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种地铁破碎带帷幕注浆后安全性判定方法，步骤如下：

(1)确定破碎带在平面上的等效半径d_p，

采用物体、钻探等手段对侵入接触带进行详细调查，得到其水平面上的几何界限，在制图软件将几何边界绘制出来，利用面积测量功能，得到水平面上的面积A，利用式(1)计算出侵入接触带在平面上的等效半径d_p，

(2)确定接触带的计算等效半径D_p，

若侵入接触带在平面上的等效半径d_p小于地铁的宽度B，D_p＝d_p；否则，若d_p≥B，取D_p＝B；

(3)确定侵入接触带地下水位埋深z₁和地下水位至地铁顶部的距离z₂，

通过在侵入接触带内地质钻孔，揭示出地下水位的位置，然后根据地面高程、地下水位高程和地铁顶部的高程，计算出上述z₁和z₂，

(4)确定侵入接触带地下水位以上土体的重度γ和地下水位以下土体的饱和重度γ_sat，

通过第(3)步中的地质钻孔，在钻孔里取原状土样，运回实验室，测试其天然密度ρ、土体颗粒密度d_s和含水量ω，其中，天然密度ρ采用测量质量和体积法测得，土体的颗粒密度采用比重瓶法测得，含水量采用烘干法测得。土体的重度γ和地下水位以下土体的饱和重度γ_sat分别为：

γ＝ρg (2)

式中，g为重力加速度，

(5)确定侵入接触带由于重力造成的滑塌力G，

(6)确定侵入接触带内土体的不排水抗剪强度c_u，

通过第(3)步中的地质钻孔，在钻孔里进行现场十字板剪切试验或取原状样在室内进行无侧限抗压强度，测得土体的不排水抗剪强度c_u，

(7)确定注浆带的厚度d_z，

注浆带的厚度d_z即为高压注浆的扩散直径，该直径通过先前工程经验或在现场进行注浆后开挖测得，

(8)确定注浆体的抗剪强度c_c，

通过先前工程经验或在现场注浆后取注浆体进行室内抗剪试验，确定抗剪强度c_c，

(9)确定注浆体具有的抵抗力K，

K＝πD_p[(z₁+z₂)c_u+d_zc_c] (5)

(10)确定接触带经过注浆后，不会发生滑塌的安全系数SF，当SF≥1.0时，不会发生滑塌；否则，当SF<1.0，发生滑塌，

SF＝K/G (6)。

上述的一种地铁破碎带帷幕注浆后安全性判定方法，步骤3)中所述的z₁和z₂还可以根据前期钻探资料得到。

本发明的有益效果：利用本发明的方法，对地铁破碎带进行帷幕注浆后的安全性进行判定，其方法较为简单、结果可靠，能够判定出破碎带的安全性，为地铁破碎带施工提供技术支持。

具体实施方式

实施例

福建省某地铁经过破碎带，为了稳固前方的破碎带，实施帷幕注浆处理。采用本发明的方法，判别地铁经处置后的安全性。

该地铁破碎带经过前期的物体与钻探调查结果，发现该破碎带沿隧道走向上的长度约为170m，横向宽度约为260m，基本呈矩形，在Auto-CAD软件将几何边界绘制出来，利用面积测量功能，得到水平面上的面积A，利用公式(1)计算出该破碎带在水平面的等效半径d_p为237m，远超过地铁隧道的宽度6.0m，因此该接触带的计算等效半径D_p取6.0m；前期的钻探资料显示，破碎带地下水位埋深z₁为3.7m，地下水位至隧道顶部的距离z₂为173.4m；在地下水位以上位置，取原则土样，运回实验室，利用质量和体积法测得其天然密度ρ为1.87g/cm³，经计算重度γ为18.7kN/m³，另外，利用比重瓶法测得其土体的颗粒密度d_s为2.65g/cm³，利用烘干法测得含水量ω为36.8％，采用公式(3)计算其饱和重度为22.3kN/m³；进一步采用公式(4)计算得到破碎带由于重力造成的滑塌力G为111231.6kN；在地质钻孔里取土样，运回实验室进行无侧限抗压强度试验，计算土体的不排水抗剪强度c_u为19kPa；根据先前工程施工经验，注浆带的厚度d_z为2.0m；同样根据先前工程经验，注浆体的抗剪强度c_c为11MPa，利用公式(5)计算注浆体具有的抵抗力K为477874.7kN，最后利用公式(6)计算不发生滑塌的安全系数SF为4.3，大于1.0，故判别为不会发生滑塌，即经帷幕注浆处理后，该破碎带处于安全状态。

Claims (2)

1.一种地铁破碎带帷幕注浆后安全性判定方法，其特征在于，步骤如下：

(1)确定接触带在平面上的等效半径d_p，

采用物体、钻探等手段对侵入接触带进行详细调查，得到其水平面上的几何界限，在制图软件将几何边界绘制出来，利用面积测量功能，得到水平面上的面积A，利用式(1)计算出侵入接触带在平面上的等效半径d_p，

(2)确定接触带的计算等效半径D_p，

若侵入接触带在平面上的等效半径d_p小于地铁的宽度B，D_p＝d_p；否则，若d_p≥B，取D_p＝B；

(3)确定侵入接触带地下水位埋深z₁和地下水位至地铁顶部的距离z₂，

通过在侵入接触带内地质钻孔，揭示出地下水位的位置，然后根据地面高程、地下水位高程和地铁顶部的高程，计算出上述z₁和z₂，

(4)确定侵入接触带地下水位以上土体的重度γ和地下水位以下土体的饱和重度γ_sat，

通过第(3)步中的地质钻孔，在钻孔里取原状土样，运回实验室，测试其天然密度ρ、土体颗粒密度d_s和含水量ω，其中，天然密度ρ采用测量质量和体积法测得，土体的颗粒密度采用比重瓶法测得，含水量采用烘干法测得。土体的重度γ和地下水位以下土体的饱和重度γ_sat分别为：

γ＝ρg (2)

式中，g为重力加速度，

(5)确定侵入接触带由于重力造成的滑塌力G，

(6)确定侵入接触带内土体的不排水抗剪强度c_u，

通过第(3)步中的地质钻孔，在钻孔里进行现场十字板剪切试验或取原状样在室内进行无侧限抗压强度，测得土体的不排水抗剪强度c_u，

(7)确定注浆带的厚度d_z，

注浆带的厚度d_z即为高压注浆的扩散直径，该直径通过先前工程经验或在现场进行注浆后开挖测得，

(8)确定注浆体的抗剪强度c_c，

通过先前工程经验或在现场注浆后取注浆体进行室内抗剪试验，确定抗剪强度c_c，

(9)确定注浆体具有的抵抗力K，

K＝πD_p[(z₁+z₂)c_u+d_zc_c] (5)

(10)确定接触带经过注浆后，不会发生滑塌的安全系数SF，当SF≥1.0时，不会发生滑塌；否则，当SF<1.0，发生滑塌，

SF＝K/G (6)。

2.根据权利要求1所述的一种地铁破碎带帷幕注浆后安全性判定方法，其特征在于，步骤3)中所述的z₁和z₂还可以根据前期钻探资料得到。