CN113445527A - 一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法 - Google Patents

一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113445527A
CN113445527A CN202110786823.1A CN202110786823A CN113445527A CN 113445527 A CN113445527 A CN 113445527A CN 202110786823 A CN202110786823 A CN 202110786823A CN 113445527 A CN113445527 A CN 113445527A
Authority
CN
China
Prior art keywords
grouting
soil
water glass
cement
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110786823.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王春晓
钟坤成
邓思荣
邓清泉
邓景峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Taishi Industrial Co ltd
Original Assignee
Guangdong Taishi Industrial Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Taishi Industrial Co ltd filed Critical Guangdong Taishi Industrial Co ltd
Priority to CN202110786823.1A priority Critical patent/CN113445527A/zh
Publication of CN113445527A publication Critical patent/CN113445527A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00—Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
    • E02D19/06—Restraining of underground water
    • E02D19/12—Restraining of underground water by damming or interrupting the passage of underground water
    • E02D19/16—Restraining of underground water by damming or interrupting the passage of underground water by placing or applying sealing substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26—Silicates of the alkali metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/70—Grouts, e.g. injection mixtures for cables for prestressed concrete
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/72—Repairing or restoring existing buildings or building materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

本发明公开了一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法，采用超细水泥‑改性水玻璃化学灌浆方式实现轨道交通地下站台的渗漏治理；其中，改性水玻璃以金属盐、助剂作为改性材料，所用的水玻璃溶液模数为2.4‑2.8，浓度控制在30‑45Be'范围内，当改性水玻璃溶液为40Be’时，水泥浆与改性水玻璃溶液体积比为1:0.4‑1:0.6；本发明可以对施工范围内的裂缝充填、密实度进行抽芯检测；也可以利用超声波进行密实度检测。动荷载灌浆在技术上是可行的，经过灌浆加固的桥梁、建筑物或渗漏水部位，不会在原加固部位重新出现裂缝，不再渗漏水，从结构层面来说得到了永久的粘结补强效果。

Description

一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法
技术领域
本发明涉及工程修缮技术领域，具体涉及一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法。
背景技术
长期以来，轨道交通地下站台补漏都采用混凝土结构背水面浅层化学灌浆修复或封堵，对于高水压、地下水丰富地区堵漏效果较差，难于达到从系统上根治渗漏水的要求，渗漏水反复，重重复复修补，浪费大量的人力物力，况且收效甚微。
化学灌浆(Chemical Grouting)是将一定的化学材料(无机或有机材料)配制成真溶液，用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其渗透、扩散、胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项加固基础，防水堵漏和混凝土缺陷补强技术。即化学灌浆是化学与工程相结合，应用化学科学、化学浆材和工程技术进行基础和混凝土缺陷处理(加固补强、防渗止水)，保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项技术。化学灌浆技术已在国内大坝、堤防、水库、电站、(地上建筑、地下建筑、人防建筑、公路、铁路、隧道、桥梁、港口、机场和采矿等得到推广应用。
化学灌浆可以根据工程修缮项目的不同，使用不同的材料、工艺、方法解决修缮的问题，因此在修缮领域应用广泛。目前化学灌浆技术在国内外经常应用在解决工程疑难问题，有的甚至成了一种工程修缮施工不可缺少的技术措施，由于国内修缮工匠技术水平良莠不齐，必须努力提高灌浆工匠的技术水平，为修缮事业做贡献。
灌浆防水就是采用灌浆设备以一定压力将具有特殊性能的胶结材料配制成浆液灌注到松散含砂或含水地层、含裂隙的岩层、溶洞破碎带，使浆液以填充、渗透和挤密等方式在孔隙中扩散、凝固的施工方法，浆液凝固硬化后，起到胶结、堵塞作用，使地层稳固并隔断水源，达到防水、堵漏目的，以保证施工质量。
灌浆法起源于1802年，法国工程师(Chares Berigny)在Dieppe采用灌浆法灌浆注黏土和水石灰的方法修复了一座受冲刷的水闸，此后灌浆法在堵水加固中得到广泛的应用。1838年英国汤姆逊在隧道开始使用水泥浆进行灌浆填充；1886英国豪斯古德(Hosagood)在印度建桥时采用弧形灌浆固沙，灌浆泵的出现，促进灌浆法的发展；1887年德国的杰沙尔斯基(Jeziorsky)利用一个钻孔注入水玻璃，另一个钻孔灌注氯化钙，创造了原始的硅化法灌浆。国内1953年开始研究应用水玻璃作为灌浆材料，50年代末出现了环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯等灌浆材料，60年代出现丙烯酰胺灌浆材料(中化656)，70年代出现聚氨酯灌浆材料。随后高渗透改性环氧树脂灌浆材料出现，将高渗透改性环氧树脂化学灌浆应用于建筑工程，化学灌浆采用低粘度液态化学浆料进行粘结补强,对细缝的可灌性和渗入性良好,固化时间可选择,所以化学灌浆成为建筑、地矿、水利、军工、岛礁等工程中常用的堵漏加固方法。
灌浆防水的类型
一、按目的的不同分
1.固结灌浆，胶结基岩裂隙或松散土体提高土体的整体性、均一性和承载力。
2.帷幕灌浆，是在坝基迎水部位或隧道壁后进行钻孔灌浆填充固结裂隙或松散的土体，构成不透水帷幕固结体，达到防水堵漏，降低坝基或隧道壁后透水压力的目的。
3.接触灌浆，是在本土与基岩或隧道壁与基岩的结合面进行灌浆提高坝体基岩，隧道壁与基岩整体稳定性，加强岩面防渗漏水并增强岩基表面的固结强度。
二、按在含水岩层开凿前后的灌浆分
1.预灌浆，当井筒、隧道、地下室等建筑物在开凿前或开凿接近含水层以前所进行的灌浆施工称预灌浆。
2.后灌浆，当井筒、隧道、地下室等建筑物在开凿后或开凿接近含水层以后所进行的灌浆施工称后灌浆。
三、按使用的浆液材料不同分
1.水泥灌浆，浆液以水泥为主的灌浆。
2.黏土灌浆，浆液以黏土为主的灌浆。
3.化学灌浆，浆液化学材料为主的灌浆。包括改性水玻璃、丙烯酸盐、木质素、沥青、聚氨酯、脲醛树脂、环氧树脂等。
4.沥青灌浆,浆液以沥青为主的灌浆。
四、按浆液在地层运动的方式的不同分
1.渗透灌浆(Peameation Grouting)是在压力作用下使浆液填充孔隙和岩石的裂隙，排挤出孔隙中存在的自由水和其他透水性物质，而基本上不改变原状土的结构和体积所用灌浆压力相对较小，这类灌浆一般只使用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石。
2.劈裂灌浆(Frecturing Grouting)是指在压力作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，促使浆液的可灌性和扩散距离增大，而所用灌浆压力相对较高。
3.挤密灌浆(Compaetion Grouting)是指用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或水泥砂浆，使黏性土体变形后再灌浆，地层附近形成浆泡，由浆泡挤压土体，并向上传递反压力，从而使地层上抬，硬化的浆液混合物是一个坚固的压缩变小的球体。
挤密灌浆可用于非饱和的土体。它可用来调整不均匀沉降、进行托换技术、以及在大开挖或隧道开挖时对邻近土进行加固。但是在加固深度小于1-2m时不能保证加固的有效性，除非其上部有原有建筑物制约。
四、灌浆的作用
1.防渗：降低岩土的渗透性，消除或减少地下水的渗流量。降低工程现场压力或孔隙水眼，提高岩土的抵抗渗透变形能力。
2.堵水：截断水流，改善工程施工、运行条件。
3.固结：改善岩土或结构的力学性能，恢复其整体性。
4.提高地基承载力：提高岩土的力学强度。
5.加固：恢复结构的整体性和力学性能。
五、化学灌浆的应用领域
修缮工程应用化学灌浆技术，只要选材得当，都能解决不同的问题，化学灌浆技术在修缮领域的应用范围日益广泛，它特别适用于以下几个方面：
1.对有较大渗流速度的地基或建筑物的防渗堵漏。
2.大坝、堤岸、岛礁的基础帷幕防渗。
3.地基加固，增加大坝、堤岸、桥墩、楼房不均匀沉降和其他建筑物的基础承载力。
4.地下建筑工程和水工建筑物的裂缝防渗堵漏和补强。
5.隧洞、矿井在掘进中，对软弱土层的止水和固结稳定的预注浆。
6.油井或地质勘探孔的涌水、流砂处理和钻孔护壁。
7.钢板桩连接处的止水处理。
8.壁后(筏底)帷幕灌浆防水加固。
9.居家厨卫间防水堵漏。
10.军工、人防工程防水堵漏。
11.文物和古建筑物的裂缝修补和保护等。
长期以来，轨道交通地下站台补漏都采用混凝土结构背水面浅层化学灌浆修复或封堵，对于高水压、地下水丰富地区堵漏效果较差，难于达到从系统上根治渗漏水的要求，渗漏水反复，重重复复修补，浪费大量的人力物力，况且收效甚微，超细水泥化学灌浆材料在工程施工已经使用多年，过去多用于结构涌水工程的抢修、抢险、排险。过去是直接使用市面上的水玻璃作为固化剂，由于固结体难于长期保持稳定，固结体容易风化、崩解，达不到安全使用要求，直接影响壁后注浆作为止水帷幕的使用，目前的超细水泥一般采用普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥则效果较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法，采用创新工艺壁后化学灌浆帷幕堵漏等施工，从结构层面重新再造帷幕防水层，与建筑物固结为一个整体，从结构层面对站台渗漏水进行修复。从系统上来说达到节约资源、环保可持续发展的根治渗漏水的目的，本发明把结构渗漏水治理从深层化学灌浆与结构缺陷修复化学灌浆有机的结合起来，从根本上来说根治了隧道或地下空间渗漏水难题，采用改性水玻璃通过金属盐类及络合物等改性后，性能优良，与水泥反应形成的固结体，达到与混凝土同寿命的防水帷幕效果。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法，采用超细水泥-改性水玻璃化学灌浆方式实现轨道交通地下站台的渗漏治理；其中，改性水玻璃以金属盐、助剂作为改性材料，所用的水玻璃溶液模数为2.4-2.8，浓度控制在30-45Be'范围内，当改性水玻璃溶液为40Be’时，水泥浆与改性水玻璃溶液体积比为1:0.4-1:0.6；
采用超细水泥-改性水玻璃化学灌浆方式实现轨道交通地下站台的渗漏治理具体方法包括浆材的配制、超细水泥浆的配制、浆液扩散半径的确定、灌浆孔位的布置、灌浆孔孔深的确定、灌浆压力、灌浆量以及灌浆结束标准；
其中，浆材的配制包括：
1)改性水玻璃溶液(TS-30)的稀释
改性水玻璃溶液出厂浓度多为50-56Be'，使用时,需用水稀释至30-45Be'，稀释时,可先在容器内放入一定量原浓度的改性水玻璃溶液,加入所需水量后,最好用泵循环,以混合均匀；
2)超细水泥浆配制
在水泥搅拌机内加入规定的水量,然后在不断搅拌下倒入水泥均匀后,放入贮浆桶备用；
3)浆液扩散半径的确定
浆液扩散可以根据马格公式：R＝((3krht/nα)+r3)1/3计算来确定，也可以根据经验数据判断，通常设计r值为900-1500mm，或者在现场进行灌浆试验后进一步确定R值；
4)灌浆孔位布置
灌浆孔距与排距灌浆孔采取梅花形分布，暂定灌浆孔距为2.5m，根据试灌后再作调整；
5)灌浆孔孔深
根据一般情况资料，暂定孔深为穿过底板厚后再入0.3米，试灌后作现场调整；
6)灌浆压力
由于灌浆压力与土的重度、强度、初始应力、孔深、位置及灌浆次序等因素有关，而这些因素又难以准确地确定，因而灌浆的压力通过灌浆试验来确定；现据有关公式计算，通常灌浆压力区域段边延部位灌浆时分别为0.1MPa～0.2MPa、区域内0.3MPa～0.4MPa，先外围再内部的灌浆次序，在灌浆过程中根据具体情况再作适当的调整压力；
7)灌浆量
灌浆量主要与灌浆对象的体积v、土的孔隙率n和经验系数k值有关，据Q＝k.v.n公式，理论估算淤泥或淤泥质土和粉、细砂的单位吸浆量分别为0.28m3和0.18m3；灌浆后在0.3MPa下恒压通浆10分钟即可移至下一孔位注浆，根据实际情况可作重复注浆，直至基层不再渗漏水为止；
8)灌浆结束标准
在规定的灌浆压力下，孔段吸浆量小于0.6L/min，延续30min即可结束灌浆，或孔段单位吸浆量大于理论估算值时也可结束灌浆。
作为优选的技术方案，软弱地层灌浆加固的注浆量应根据注浆类型、土的孔隙率和裂隙率及浆液充填程度，由试验确定，渗透注浆初步设计时，在无当地工程经验情况下，注浆量可按下式计算:
Figure BDA0003159316590000071
式中：Q-注浆量，m3；
e-土体孔隙比，可按本规程表2.2.1规定取值；
R-浆液扩散半径，m；
h-注浆段的长度，m；
α-有效注浆系数；
β-损失系数,可取0.3～0.5。
作为优选的技术方案，劈裂注浆初步设计时，在无当地工程经验情况下，注浆量可按下列方法计算：
1、按照土的含水量确定注浆量，
Figure BDA0003159316590000081
式中：Q-注浆量，m3；
V-土体体积，m3；
dg-土颗粒相对密度；
eo-初始孔隙比；
W0-土的天然含水量；
Wp-断土的塑限含水量；
f-加压系数，可采用1.05～1.20；
2、按照土被压缩的难易程度为依据确定注浆量，
Figure BDA0003159316590000082
式中：Q-注浆量，m3；
V-土体体积，m3；
Cc-土的压缩指数；
p0——压缩临塑荷载，MPa，
Figure BDA0003159316590000083
p。+△p-注浆压力，MPa；
e1-注浆后的孔隙比；
f-加压系数，可根据现场情况，取1.05～1.20；
φ-土体的摩擦角，°；
y-土体重度，kN/m3；
c-土体内聚力，MPa；
h-地面至注浆段的深度，m；
3、采用经验法，Q＝C1V，式中：Q-注浆量，m3；
Cl-经验系数，可取0.1～0.3；应根据土体的加固要求确定，需要加固强度较高时取较大值；
V-土体体积，m3。
作为优选的技术方案，其中，超细水泥浆的配置：水泥浆水灰比可取1.5:1～0.5:1，水泥浆液和水玻璃液体体积比宜为1:0.1～1:1，需要添加粉煤灰时，宜先配制水泥粉煤灰浆液。在水泥搅拌机内加入规定的水量,然后在不断搅拌下倒入水泥均匀后,放入贮浆桶备用。
作为优选的技术方案，软弱地层超细水泥-改性水玻璃双液灌浆时，应根据灌浆压力变化及浆液扩散情况调整水灰比、水玻璃浓度、纯水泥浆与水玻璃体积比，不同的地质条件和工程要求，选用全孔一次灌浆法，自上而下的下行式注浆法、自下而上的上行式灌浆法；
软弱地层水泥-水玻璃双液注浆应连续进行，因故中断时，间断时间应小于浆液的初凝时间；
定量注浆时，每段注浆量达到设计注浆量后方可结束注浆。当采用以注浆压力为控制指标时，注浆压力达到设计压力后，可结束注浆，当注浆后经检测达不到设计要求时，应调整设计注浆量，并及时补浆。
本发明的有益效果是：超细水泥—改性水玻璃是以金属盐作为改性剂的化学灌浆材料，具备水泥浆的全部优点，同时具有凝胶时间可以从几秒到几十分钟内任意调节，灌浆后结石率可100％，与周围土体渗透、扩散、充填、固结形成复合抗渗固结体。
目前已被广泛应用于壁后灌浆，底板面筏底灌浆，溶洞超前灌浆，矿井透水抢险灌浆，地铁空鼓灌浆，楼房桩基础加固灌浆，淤泥软基处理灌浆，可以将淤泥或淤泥质土呈软质流塑状、粉、细砂饱和松散土体固结，使土体压密和置换，阻挡水流通过，达到防渗堵漏功能。同时土层间隙充填与压密的地基土形成复合地基，相互共同作用起到控制沉降、提高承载力，整体形成防水帷幕包裹的效果，控制结构渗漏水的目的。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本发明的超细水泥—改性水玻璃是以金属盐作为改性剂的化学灌浆材料，具备水泥浆的全部优点，同时具有凝胶时间可以从几秒到几十分钟内任意调节，灌浆后结石率可100％，与周围土体渗透、扩散、充填、固结形成复合抗渗固结体。目前已被广泛应用于壁后灌浆，底板面筏底灌浆，溶洞超前灌浆，矿井透水抢险灌浆，地铁空鼓灌浆，楼房桩基础加固灌浆，淤泥软基处理灌浆，可以将淤泥或淤泥质土呈软质流塑状、粉、细砂饱和松散土体固结，使土体压密和置换，阻挡水流通过，达到防渗堵漏功能。同时土层间隙充填与压密的地基土形成复合地基，相互共同作用起到控制沉降、提高承载力，整体形成防水帷幕包裹的效果，控制结构渗漏水的目的。
超细水泥-改性水玻璃浆液的胶凝时间可以按需调节，影响胶凝时间的因素主要是水泥中所含的硅酸三钙,在水解时生成活性很强的氢氧化钙,它能与水玻璃发生化学反应，一般来说,在同一条件下,含硅酸三钙多,胶凝时间快。因此,普通硅酸盐水泥比矿渣硅酸盐水泥凝胶快,而矿渣硅酸盐水泥又比火山灰硅酸盐水泥凝胶快。
超细水泥-改性水玻璃浆液的结石体，水泥浆浓度的影响，水灰比越小,抗压强度越高；改性水玻璃溶液浓度的影响，当水泥浆浓度较大时,随着水玻璃浓度的增加，结石体的抗压强度均增高，当水泥浆浓度较小时(如水灰比为1.5时)，则随着改性水玻璃浓度的增加结石体强度变小。灌浆施工时应根据现场情况适当调整水泥浆水灰比及改性水玻璃浆液的浓度，水泥浆与改性水玻璃溶液(40Be')体积比在1:0.4-1:0.6时其结石体强度最高。
超细水泥一改性水玻璃灌浆前，应对工程场地展开地质情况调查，分析结构或基础隐患。采用超细水泥一改性水玻璃灌浆设计和施工时，应取得岩土层的颗粒级配、含水量、密度、孔隙比、渗透性、强度、压缩性、承载力等指标。当无试验或经验指标时，土的孔隙比和渗透系数可按下表2.2.1取值。
表2.2.1岩土的孔隙比和渗透系数
Figure BDA0003159316590000111
Figure BDA0003159316590000112
Figure BDA0003159316590000121
超细水泥一改性水玻璃灌浆应用于壁后灌浆，底板面筏底灌浆，溶洞超前灌浆，矿井透水抢险灌浆，地铁空鼓灌浆，楼房桩基础加固灌浆，淤泥软基处理灌浆等,应结合工程地质调查情况设计参数和施工工艺。
(一)浆液扩散半径(R)的确定
浆液扩散可以根据马格公式：R＝((3krht/nα)+r3)1/3计算来确定，也可以根据经验数据判断，通常设计R值为900-1500mm。或者在现场进行灌浆试验后进一步确定R值。
例1粉土灌浆加固的孔距与排距的确定，现场钻孔取样确认分析，渗透系数k为4×10-3cm/秒，孔隙率30-50％取n为40％，浆液粘度α为1.2厘泊，灌浆孔Φ3.2—4.0cm取r半径2.0cm，灌浆压力0.4-0.8MPa取h为0.5MPa，即5000cm水头，时间5-15分钟，取t为15分钟，即900秒。按马格公式计算浆液扩散半径如下：
R＝((3krht/nα)+r3)1/3＝((3×4×10-3×2×5000×900)/(0.4×1.2)+23)1/3＝60.82cm。
(二)灌浆孔位布置
灌浆孔距与排距灌浆孔采取梅花形分布，暂定灌浆孔距为2.5m，根据试灌后再作调整。
(三)软弱地层灌浆加固的注浆量应根据注浆类型、土的孔隙率和裂隙率及浆液充填程度，由试验确定。
1.渗透注浆初步设计时，在无当地工程经验情况下，注浆量可按下式计算:
Figure BDA0003159316590000131
式中：Q-注浆量，m3；
e-土体孔隙比，可按本规程表2.2.1规定取值；
R-浆液扩散半径，m；
h-注浆段的长度，m；
α-有效注浆系数，可按表2.2.2规定取值；
β-损失系数,可取0.3～0.5。
表2.2.2有效注浆系数α
Figure BDA0003159316590000132
劈裂注浆初步设计时，在无当地工程经验情况下，注浆量可按下列方法计算：
按照土的含水量确定注浆量，
Figure BDA0003159316590000133
式中：Q-注浆量，m3；
V-土体体积，m3；
dg-土颗粒相对密度；
eo-初始孔隙比；
W0-土的天然含水量；
Wp-断土的塑限含水量；
f-加压系数，可采用1.05～1.20。
按照土被压缩的难易程度为依据确定注浆量，
Figure BDA0003159316590000141
式中：Q-注浆量，m3；
V-土体体积，m3；
Cc-土的压缩指数；
p0——压缩临塑荷载，MPa，
Figure BDA0003159316590000142
p。+△p-注浆压力，MPa；
e1-注浆后的孔隙比；
f-加压系数，可根据现场情况，取1.05～1.20；
φ-土体的摩擦角，°；
y-土体重度，kN/m3；
c-土体内聚力，MPa；
h-地面至注浆段的深度，m；
3、采用经验法，Q＝C1V，式中：Q-注浆量，m3；
Cl-经验系数，可取0.1～0.3；应根据土体的加固要求确定，需要加固强度较高时取较大值；
V-土体体积，m3。
灌浆量计算：按灌浆后，周围土质及间隙经灌浆渗透固结形成不渗漏水的复合介质层，持力土层与筏板底部间隙充填密实，复合介质层与筏板共同阻隔水流渗透，达到抗渗堵水目的为度。
例1.渗透灌浆，灌浆渗透半径R＝1500mm，灌浆段长度h＝3000mm，土体孔隙比e＝0.3，有效注浆系数α＝1，损失系数β＝0.1
灌浆浆量可按下式计算:
Figure BDA0003159316590000151
Q＝0.4×3.14×1.52×3×1×(1+0.1)/(1+0.4)＝6.66m3
例2.采用经验法，灌浆渗透半径R＝1.500mm，灌浆段长度h＝3.000mm，经验系数0.3；
Q＝C1V
＝1.52×3.14×3×0.3
6.35m3。
既有建筑物地基补强注浆孔的位置、孔距、排距和深度应根据现场灌浆浆试验确定，并应在注浆的过程中实行动态施工，施工过程中应做好监测。
浆材配制
超细水泥浆-改性水玻璃的混合位置应根据浆液的初凝时间确定。初凝时间大于2min时，宜在孔口混合；初凝时间小于2min时，应在孔内或孔底混合。
(一)改性水玻璃溶液(TS-30)的稀释
改性水玻璃溶液出厂浓度多为50-56Be'，使用时,需用水稀释至30-45Be'，稀释时,可先在容器内放入一定量(按重量或体积计)原浓度的改性水玻璃溶液,加入所需水量后,最好用泵循环,以混合均匀。
(二)超细水泥浆配制
水泥浆水灰比可取1.5:1～0.5:1，水泥浆液和水玻璃液体体积比宜为1:0.1～1:1，需要添加粉煤灰时，宜先配制水泥粉煤灰浆液。在水泥搅拌机内加入规定的水量,然后在不断搅拌下倒入水泥均匀后,放入贮浆桶备用。
(三)灌浆
软弱地层超细水泥-改性水玻璃双液灌浆时，应根据灌浆压力变化及浆液扩散情况调整水灰比、水玻璃浓度、纯水泥浆与水玻璃体积比。不同的地质条件和工程要求，选用全孔一次灌浆法，自上而下的下行式注浆法、自下而上的上行式灌浆法等。
软弱地层水泥-水玻璃双液注浆应连续进行，因故中断时，间断时间应小于浆液的初凝时间。
定量注浆时，每段注浆量达到设计注浆量后方可结束注浆。当采用以注浆压力为控制指标时，注浆压力达到设计压力后，可结束注浆。当注浆后经检测达不到设计要求时，应调整设计注浆量，并及时补浆。
(一)壁后(筏底)整体化学灌浆堵漏对透水、涌水、漏水等水压大的地下室、隧道、管廊采用壁后化学灌浆进行堵漏，利用浆液将壁后周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成复合抗渗固结体，充填结构间隙，提高软质土层结构强度，改变持力层力学强度、抗变形能力和土体的均一性，使土体压密和置换，形成复合地基，填充壁后持力层间隙，充填形成不渗透水的复合固结体，达到控制结构壁后渗漏水。
1、灌浆要求：灌浆后，周围土质及间隙经灌浆渗透固结形成不渗漏水的复合介质层，持力土层与筏板底部间隙充填密实，复合介质层与筏板共同阻隔水流渗透，从而达到抗渗堵水目的。
2、浆材配制
1)改性水玻璃溶液(TS-30)的稀释
改性水玻璃溶液出厂浓度多为50-56Be'，使用时,需用水稀释至30-45Be'，稀释时,可先在容器内放入一定量(按重量或体积计)原浓度的改性水玻璃溶液,加入所需水量后,最好用泵循环,以混合均匀。
2)超细水泥浆配制
在水泥搅拌机内加入规定的水量,然后在不断搅拌下倒入水泥均匀后,放入贮浆桶备用。
3)浆液扩散半径(R)的确定
浆液扩散可以根据马格公式：R＝((3krht/nα)+r3)1/3计算来确定，也可以根据经验数据判断，通常设计r值，为900-1500mm。或者在现场进行灌浆试验后进一步确定R值。
4)灌浆孔位布置
灌浆孔距与排距灌浆孔采取梅花形分布，暂定灌浆孔距为2.5m，根据试灌后再作调整；
5)灌浆孔孔深
根据一般情况资料，暂定孔深为穿过底板厚后再入0.3米，试灌后作现场调整；
6)灌浆压力
由于灌浆压力与土的重度、强度、初始应力、孔深、位置及灌浆次序等因素有关，而这些因素又难以准确地确定，因而灌浆的压力通过灌浆试验来确定；现据有关公式计算，通常灌浆压力区域段边延部位灌浆时分别为0.1MPa～0.2MPa、区域内0.3MPa～0.4MPa，先外围再内部的灌浆次序，在灌浆过程中根据具体情况再作适当的调整压力；
7)灌浆量
灌浆量主要与灌浆对象的体积v、土的孔隙率n和经验系数k值有关，据Q＝k.v.n公式，理论估算淤泥或淤泥质土和粉、细砂的单位吸浆量分别为0.28m3和0.18m3；灌浆后在0.3MPa下恒压通浆10分钟即可移至下一孔位注浆，根据实际情况可作重复注浆，直至基层不再渗漏水为止；
8)灌浆结束标准
在规定的灌浆压力下，孔段吸浆量小于0.6L/min，延续30min即可结束灌浆，或孔段单位吸浆量大于理论估算值时也可结束灌浆。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法，其特征在于：采用超细水泥-改性水玻璃化学灌浆方式实现轨道交通地下站台的渗漏治理；其中，改性水玻璃以金属盐、助剂作为改性材料，所用的水玻璃溶液模数为2.4-2.8，浓度控制在30-45Be'范围内，当改性水玻璃溶液为40Be’时，水泥浆与改性水玻璃溶液体积比为1:0.4-1:0.6；
采用超细水泥-改性水玻璃化学灌浆方式实现轨道交通地下站台的渗漏治理具体方法包括浆材的配制、超细水泥浆的配制、浆液扩散半径的确定、灌浆孔位的布置、灌浆孔孔深的确定、灌浆压力、灌浆量以及灌浆结束标准；
其中，浆材的配制包括：
1)改性水玻璃溶液(TS-30)的稀释
改性水玻璃溶液出厂浓度多为50-56Be'，使用时,需用水稀释至30-45Be'，稀释时,可先在容器内放入一定量原浓度的改性水玻璃溶液,加入所需水量后,最好用泵循环,以混合均匀；
2)超细水泥浆配制
在水泥搅拌机内加入规定的水量,然后在不断搅拌下倒入水泥均匀后,放入贮浆桶备用；
3)浆液扩散半径的确定
浆液扩散可以根据马格公式：R＝((3krht/nα)+r3)1/3计算来确定，也可以根据经验数据判断，通常设计r值为900-1500mm，或者在现场进行灌浆试验后进一步确定R值；
4)灌浆孔位布置
灌浆孔距与排距灌浆孔采取梅花形分布，暂定灌浆孔距为2.5m，根据试灌后再作调整；
5)灌浆孔孔深
根据一般情况资料，暂定孔深为穿过底板厚后再入0.3米，试灌后作现场调整；
6)灌浆压力
由于灌浆压力与土的重度、强度、初始应力、孔深、位置及灌浆次序等因素有关，而这些因素又难以准确地确定，因而灌浆的压力通过灌浆试验来确定；现据有关公式计算，通常灌浆压力区域段边延部位灌浆时分别为0.1MPa～0.2MPa、区域内0.3MPa～0.4MPa，先外围再内部的灌浆次序，在灌浆过程中根据具体情况再作适当的调整压力；
7)灌浆量
灌浆量主要与灌浆对象的体积v、土的孔隙率n和经验系数k值有关，据Q＝k.v.n公式，理论估算淤泥或淤泥质土和粉、细砂的单位吸浆量分别为0.28m3和0.18m3；灌浆后在0.3MPa下恒压通浆10分钟即可移至下一孔位注浆，根据实际情况可作重复注浆，直至基层不再渗漏水为止；
8)灌浆结束标准
在规定的灌浆压力下，孔段吸浆量小于0.6L/min，延续30min即可结束灌浆，或孔段单位吸浆量大于理论估算值时也可结束灌浆。
2.根据权利要求1所述的灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法，其特征在于：软弱地层灌浆加固的注浆量应根据注浆类型、土的孔隙率和裂隙率及浆液充填程度，由试验确定，渗透注浆初步设计时，在无当地工程经验情况下，注浆量可按下式计算:
Figure FDA0003159316580000021
式中：Q-注浆量，m3；
e-土体孔隙比，可按本规程表2.2.1规定取值；
R-浆液扩散半径，m；
h-注浆段的长度，m；
α-有效注浆系数；
β-损失系数,可取0.3～0.5。
3.根据权利要求1所述的灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法，其特征在于：劈裂注浆初步设计时，在无当地工程经验情况下，注浆量可按下列方法计算：
1、按照土的含水量确定注浆量，
Figure FDA0003159316580000031
式中：Q-注浆量，m3；
V-土体体积，m3；
dg-土颗粒相对密度；
eo-初始孔隙比；
W0-土的天然含水量；
Wp-断土的塑限含水量；
f-加压系数，可采用1.05～1.20；
2、按照土被压缩的难易程度为依据确定注浆量，
Figure FDA0003159316580000032
式中：Q-注浆量，m3；
V-土体体积，m3；
Cc-土的压缩指数；
Figure FDA0003159316580000033
p。+Δp-注浆压力，MPa；
e1-注浆后的孔隙比；
f-加压系数，可根据现场情况，取1.05～1.20；
φ-土体的摩擦角，°；
y-土体重度，kN/m3；
c-土体内聚力，MPa；
h-地面至注浆段的深度，m；
3、采用经验法，Q＝C1V，式中：Q-注浆量，m3；
Cl-经验系数，可取0.1～0.3；应根据土体的加固要求确定，需要加固强度较高时取较大值；
V-土体体积，m3。
4.根据权利要求1所述的灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法，其特征在于：其中，超细水泥浆的配置：水泥浆水灰比可取1.5:1～0.5:1，水泥浆液和水玻璃液体体积比宜为1:0.1～1:1，需要添加粉煤灰时，宜先配制水泥粉煤灰浆液。在水泥搅拌机内加入规定的水量,然后在不断搅拌下倒入水泥均匀后,放入贮浆桶备用。
5.根据权利要求1所述的灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法，其特征在于：软弱地层超细水泥-改性水玻璃双液灌浆时，应根据灌浆压力变化及浆液扩散情况调整水灰比、水玻璃浓度、纯水泥浆与水玻璃体积比，不同的地质条件和工程要求，选用全孔一次灌浆法，自上而下的下行式注浆法、自下而上的上行式灌浆法；
软弱地层水泥-水玻璃双液注浆应连续进行，因故中断时，间断时间应小于浆液的初凝时间；
定量注浆时，每段注浆量达到设计注浆量后方可结束注浆。当采用以注浆压力为控制指标时，注浆压力达到设计压力后，可结束注浆，当注浆后经检测达不到设计要求时，应调整设计注浆量，并及时补浆。
CN202110786823.1A 2021-07-12 2021-07-12 一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法 Pending CN113445527A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110786823.1A CN113445527A (zh) 2021-07-12 2021-07-12 一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110786823.1A CN113445527A (zh) 2021-07-12 2021-07-12 一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113445527A true CN113445527A (zh) 2021-09-28

Family

ID=77815965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110786823.1A Pending CN113445527A (zh) 2021-07-12 2021-07-12 一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113445527A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114293602A (zh) * 2021-11-08 2022-04-08 浙江绿城房屋服务系统有限公司 一种地下室结构底板渗漏堵漏修补方法
CN115262555A (zh) * 2022-08-26 2022-11-01 深圳市广汇源水利建筑工程有限公司 用于水库除险加固的掺加水玻璃帷幕灌浆施工方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邓思荣等: "轨道交通地下车站站台渗漏化学灌浆治理", 《隧道与轨道交通》 *
韩立军等: "《岩体加固技术》", 30 September 2005, 中国矿业大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114293602A (zh) * 2021-11-08 2022-04-08 浙江绿城房屋服务系统有限公司 一种地下室结构底板渗漏堵漏修补方法
CN115262555A (zh) * 2022-08-26 2022-11-01 深圳市广汇源水利建筑工程有限公司 用于水库除险加固的掺加水玻璃帷幕灌浆施工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100591866C (zh) 流砂层及砂砾层动水双液高压注浆堵水施工方法
CN108999634B (zh) 地面钻孔实现水害防治和地表沉降控制的一孔多用方法
CN110230309B (zh) 岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法
Cambefort The principles and applications of grouting
CN110924967B (zh) 富水砂卵石地层盾构近接敏感建筑物精细化控制施工方法
US20020057948A1 (en) Multi grouting system
CN108086296B (zh) 动静联合注浆地基加固工法
CN113445527A (zh) 一种灌浆防水帷幕在轨道交通地下站台渗漏治理中的方法
Kazemian et al. Assessment of stabilization methods for soft soils by admixtures
Littlejohn The development of practice in permeation and compensation grouting: a historical review (1802–2002): part 1 permeation grouting
CN105569071A (zh) 一种水泥基材料水下注浆或压浆块石基础施工方法
CN102660952A (zh) 可控粘土膏浆灌浆技术
RU2439246C1 (ru) Способ укрепления грунта
Bodi et al. Polyurethane grouting technologies
KR100538316B1 (ko) 간헐식 압축공기를 이용한 차수, 보강 그라우팅공법 및 그장치
CN102174818A (zh) 第四系强透水性地层的可控防渗堵漏挤入灌浆止水工艺
CN110241837A (zh) 一种高承压水地质条件下防止地下室底板开裂的施工方法
Jaritngam Design concept of the soil improvement for road construction on soft clay
CN108978648A (zh) 一种堤防水泥土搅拌桩施工工艺
Ibragimov Soil stabilization with cement grouts
Ischy et al. AN INTRODUCTION TO ALLUVIAL GROUTING.
Argal Modern Technologies and Problems of Ground Stabilization by Injection.
CN114412503A (zh) 防止垃圾场渗滤液侵蚀隧道衬砌结构的复合阻隔防护方法
King et al. Symposium on Grouting: Grouting of granular materials
CN112267457A (zh) 一种上覆杂填土淤泥地基的导水注浆桩加固处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210928