CN114575883B - 适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，包括：确定需要注浆的区域，并确定注浆孔与泄压孔的位置；开设注浆孔并向注浆孔内安装注浆套管及开设泄压孔并向泄压孔内安装泄压装置，所述泄压装置设有阀门以封闭所述泄压孔；通过所述注浆套管进行注浆并打开阀门以通过泄压孔进行泄压。适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法有效消除了密闭空间注浆容易产生较大的注浆压力，并采取引导方式使注入的浆液到达自己想要注入的位置。

Description

适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法
技术领域
本发明涉及施工领域，具体涉及一种适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法。
背景技术
目前在地下施工领域，对于注浆加固，常见的注浆方法为地面注浆及地下注浆，可以单独使用或一起配合施工。
如在地铁盾构区间风井施工时采取“先隧后井”的施工方式时。盾构机先掘进通过风井基坑围护结构时，会在管片与围护结构之间留下渗水通道，基坑开挖时，如果在富水地层，存在较大的管片环缝位置突涌的风险。一般在开挖施工前，会进行注浆加固，填充管片与围护结构地连墙、端头素墙之间的环向间隙以及素墙与围护结构之间的空腔，消除渗水通道。常用的注浆方法为地面注浆加固隧道及基坑周边能够加固到的土体，隧道内环向往管片背后注浆，两者互相配合以达到填充及止水的目的。
以一处风井施工为例，地表注浆采取垂直钻孔并安装袖阀管，采取分段后退注浆工艺对地层进行加固改良，通过浆液在地层中扩散、填充、挤密有效降低地层含水率及渗透系数，稳定地层；隧道内通过管片注浆孔进行背后回填注浆，与地表注浆完成搭接，形成止水帷幕。
传统的注浆施工工艺为打多个注浆孔并依次注浆，这种方法存在局限，常规的洞内注浆在密闭地层或局部封闭区域注浆时，通常注浆压力非常大，以至于刚注入少量浆液就因为压力过大而中止注浆，反复几次后注浆孔周边已被水泥浆液填充导致无法继续注浆，远处需要填充的部分浆液无法达到，加上地下结构的注浆孔位是有限的，洞内注浆往往无法达到想要的注浆止水效果。
以上述风井施工为例，通过常规洞内注浆无法将素墙空腔内和环缝完全填充密实，在素墙与地连墙之间的管片上探孔时仍然持续有水流出，止水效果较差。其主要原因是因为空腔垂直四面为素地连墙和地连墙组成，底部为强风化岩，隧道顶部存在一层封水效果较好的粘土层，形成了一个相对封闭空间，造成常规注浆法尽管注浆压力很大，但注浆浆液很难将所有渗水通道封闭，浆液由最近的通道向外渗流，只能封堵靠近注浆孔的部分透水通道。经过多次注浆后，注浆压力越来越大，最终无法继续注浆。
发明内容
本发明实施例提供了一种适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，以至少解决相关技术中注浆压力过大导致难以注浆的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，包括：
确定需要注浆的区域，并确定注浆孔与泄压孔的位置；
开设注浆孔并向注浆孔内安装注浆套管及开设泄压孔并向泄压孔内安装泄压装置，所述泄压装置设有阀门以封闭所述泄压孔；
通过所述注浆套管进行注浆并打开阀门以通过泄压孔进行泄压。
进一步地，所述泄压孔开设于密闭地层区域内，以在泄压时引导浆液填充入密闭地层内。
进一步地，开设注浆孔并向注浆孔内安装注浆套管包括：在混凝土结构上开孔；清理所述孔；向所述孔内注入双组分植筋胶；将注浆套管旋转插入孔内；防止扰动并等待强度达到要求后投入使用。
进一步地，所述泄压装置包括钢花管、过滤管及阀门，安装泄压装置包括：在混凝土结构上开孔；将钢花管夯入所述开孔，且所述钢花管一端进入地层内；在钢花管另一端安装阀门；在钢花管混凝土结构接触的部分缠上麻丝以填充钢花管与混凝土结构间的间隙，钢花管露出混凝土结构的部分使用水泥封堵；打开阀门并向钢花管内装入过滤管。
进一步地，在步骤通过所述注浆套管进行注浆并打开阀门以通过泄压孔进行泄压之后，还包括：向所述泄压孔进行注浆封闭。
进一步地，向所述泄压孔进行注浆封闭，包括：打开阀门，抽出钢花管内的过滤管，关闭阀门，进行注浆，注浆完成后，割除部分钢花管，使剩余钢花管至混凝土内表面不少于60mm；在孔内打膨胀螺栓进行限位，并对孔内使用水泥进行封堵。
进一步地，所述需要注浆的区域包括第一隧道及第二隧道，在所述第一隧道及第二隧道分别设置注浆孔与泄压孔，当通过第一隧道的注浆孔进行注浆时，打开第二隧道的泄压孔对应的阀门进行泄压，之后，对第二隧道的注浆孔进行注浆并打开第一隧道的泄压孔对应的阀门进行泄压。
进一步地，所述需要注浆的区域包括第三隧道，注浆孔与泄压孔分别设置于第三隧道的相对两侧。
进一步地，所述需要注浆的区域包括第四隧道及围绕所述隧道的环缝区域，所述注浆孔位于环缝区域外，所述泄压孔位于所述环缝区域内。
进一步地，在步骤开设注浆孔并向注浆孔内安装注浆管及开设泄压孔并向泄压孔内安装泄压装置，所述泄压装置设有阀门以封闭所述泄压孔中，开设若干个泄压孔及每个泄压孔内均安装泄压装置；在步骤通过所述注浆管进行注浆并打开阀门以通过泄压孔进行泄压中，包括：
打开其中一泄压孔对应的阀门进行泄压，待该泄压孔流出浆液后关闭该阀门并依次对其他泄压孔重复执行上述步骤直至完成泄压。
有益效果：本发明的适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法通过设置泄压孔，减小注浆压力，避免因压力过大造成注浆中止，保证可以持续进行注浆。进一步地，通过泄压孔位置的布置，对注入浆液的流向进行引导，泄压孔处排水使浆液流动至泄压孔的阻力比其他路径更小，浆液即会被引导往泄压孔位置，将泄压孔布置在需要加固的薄弱点，能够达到使浆液注入薄弱位置的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的注浆套管的剖面图。
图2是本发明实施例的泄压装置的侧视图。
图3是本发明实施例的双隧道的注浆孔及泄压孔开设示意图。
图4是本发明实施例的单隧道的注浆孔及泄压孔开设示意图。
图5是本发明实施例的有环缝的单隧道的注浆孔及泄压孔开设示意图。
图中数字或字母所代表的零部件名称为：
1、注浆套管；2、双向螺纹转接头；3、球阀；4、钢花管；5、过滤管；6、丝头；7、通孔；8、混凝土结构；9、第一隧道；10、第二隧道；11、注浆孔；12、泄压孔；13、第三隧道；14、第四隧道；15、环缝区域。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
请参见图1与图2，本发明实施例提供一种适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，包括：
确定需要注浆的区域，并确定注浆孔与泄压孔的位置；
开设注浆孔并向注浆孔内安装注浆套管及开设泄压孔并向泄压孔内安装泄压装置，所述泄压装置设有阀门以封闭所述泄压孔；
通过所述注浆套管进行注浆并打开阀门以通过泄压孔进行泄压。
在至少一实施例中，在该区域完成注浆后，在下一区域进行注浆，并继续使用之前的泄压孔进行泄压。在泄压孔使用完成后，向泄压孔进行注浆以封闭泄压孔所在区域。
在步骤确定需要注浆的区域，并确定注浆孔与泄压孔的位置中，具体包括：
所述泄压孔开设于密闭地层区域内，以在泄压时引导浆液填充入密闭地层内。同时，泄压孔设置在密闭地层区域内，施工安全性高。
注浆孔根据需要设置在密闭地层区域内或者密闭地层边界外。
在步骤开设注浆孔并向注浆孔内安装注浆套管及开设泄压孔并向泄压孔内安装泄压装置，所述泄压装置设有阀门以封闭所述泄压孔中，具体包括：
开设注浆孔并向注浆孔内安装注浆套管1包括：在混凝土结构上开孔；清理所述孔；向所述孔内注入双组分植筋胶；将注浆套管1旋转插入孔内；防止扰动并等待强度达到要求后投入使用。
较佳地，开孔直径比注浆套管1直径大10mm左右。开孔深度与注浆套管1长度一致。
开孔后对孔内进行吹扫清理，保证孔壁干净无明水。
孔内注入混合均匀的双组分植筋胶（可采用配套注射枪注入），然后将注浆套管1缓慢匀速的旋转插入孔内。植筋胶的用量以注浆套管1完全插入后孔口溢出植筋胶为宜。
在至少一实施例中，还包括在注浆套管1上安装双向螺纹转接头2，在双向螺纹转接头2上安装球阀3，以便于后续连接注浆管道使用。
所述泄压装置包括钢花管4、过滤管5及阀门，安装泄压装置包括：在混凝土结构8上开孔；将钢花管4夯入所述开孔，且所述钢花管4一端进入地层内；在钢花管4另一端（即图2中，丝头6）安装阀门；在钢花管4与混凝土结构8接触的部分缠上麻丝以填充钢花管4与混凝土结构8间的间隙，钢花管4露出混凝土结构8的部分使用水泥封堵；打开阀门并向钢花管4内装入过滤管5。
钢花管4及过滤管5在伸入地层内的部分设有多个通孔7，以便于液体流入。
较佳地，开孔直径比钢花管4直径稍大1-2mm，开孔深度为穿透混凝土结构8层。
在步骤通过所述注浆套管进行注浆并打开阀门以通过泄压孔进行泄压中，具体包括：
在注浆前包括：安装调试设备，连接管路，调制浆液。浆液配置以水泥单液浆为主。
在至少一实施例中，开设有若干个泄压孔，在泄压时，打开其中一泄压孔对应的阀门进行泄压，待该泄压孔流出浆液后关闭该阀门并依次对其他泄压孔重复执行上述步骤直至完成泄压。
当泄压孔流出水泥浆时，再持续注浆一段时间后即可开启另外泄压孔。注浆以单液水泥浆为主，注浆收尾阶段可以单双液交替注浆进行最后的填充。注浆时要根据注浆压力控制好泄压孔的流量，以及过滤水中的泥沙排量，防止隧道位移及变形。
优选地，阀门为球阀。在泄压时，通过该球阀控制泄压的流量。
请参见图3，在图示实施例中，所述需要注浆的区域包括第一隧道9及第二隧道10。在所述第一隧道9及第二隧道10分别设置注浆孔11与泄压孔12。当通过第一隧道9的注浆孔11进行注浆时，打开第二隧道10的泄压孔12对应的阀门进行泄压。之后，对第二隧道10的注浆孔（图未示）进行注浆并打开第一隧道9的泄压孔（图未示）对应的阀门进行泄压。
请参见图4，在图示实施例中，所述需要注浆的区域包括第三隧道13，注浆孔11与泄压孔12分别设置于第三隧道13的相对两侧。
请参见图5，在图示实施例中，所述需要注浆的区域包括第四隧道14及围绕所述隧道的环缝区域15，所述注浆孔11位于环缝区域15外，所述泄压孔12位于所述环缝区域15内。
在至少一实施例中，在步骤通过所述注浆套管进行注浆并打开阀门以通过泄压孔进行泄压之后，还包括：向所述泄压孔进行注浆封闭。
具体地，向所述泄压孔进行注浆封闭，包括：打开阀门，抽出钢花管4内的过滤管5，关闭阀门，进行注浆，注浆完成后，割除部分钢花管4，使剩余钢花管4至混凝土内表面不少于60mm；在孔内打膨胀螺栓进行限位，并对孔内使用水泥进行封堵。
以下以具体使用案例进行对比：
未使用泄压孔：在风井开挖前，利用管片注浆孔和和新增的加密注浆孔对环缝区域及后方4环混凝土管片进行了3次洞内注浆，注浆花管超过管片1~1.5m，每端单个空腔内累计注浆量达160吨水泥（不包括盾构施工同步施工和二次注浆的水泥用量），每次注浆压力达2mpa的情况下才停止了注浆。现场降水试验显示，素墙空腔内的各个降水井抽水量较大且降水井内水位只能降到地面以下18米左右，仍有16米左右深的水无法降到底；管片探孔检测，各探孔的水流速较大，且含有粉细砂流出。通过以上检测不难判断，环缝处存在巨大突涌风险，基坑开挖之前必须进一步采取有效措施进行处理。
采取本方法注浆后，发现隧道内注浆压力显著变小，注浆压力维持在0.4~0.8mpa，在单个空腔内又补注了约60t水泥。注浆完成后，探孔伸入管片后70cm检测，发现所有探孔内再无水流出，表明注浆获得成功，渗水通道已封堵密实。开挖过程中也观察到管片环缝中为密实的水泥浆，没有发生渗漏情况，确保了风井顺利开挖。
本方法在注浆时采取泄压方式有效消除了密闭空间注浆容易产生较大的注浆压力，并采取引导方式使注入的浆液到达自己想要注入的位置，这为深基坑开挖突涌堵漏、地下结构注浆堵漏等提供了很好的思路，为今后类似工程施工提供了参考价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，其特征在于，包括：
确定需要注浆的区域，并确定注浆孔与泄压孔的位置；
开设注浆孔并向注浆孔内安装注浆套管及开设泄压孔并向泄压孔内安装泄压装置，所述泄压装置设有阀门以封闭所述泄压孔；
通过所述注浆套管进行注浆并打开所述阀门以通过泄压孔进行泄压；
所述泄压孔开设于密闭地层区域内，以在泄压时引导浆液填充入密闭地层内。
2.根据权利要求1所述的适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，其特征在于，开设注浆孔并向注浆孔内安装注浆套管包括：在混凝土结构上开孔；清理所述孔；向所述孔内注入双组分植筋胶；将注浆套管旋转插入孔内；防止扰动并等待强度达到要求后投入使用。
3.根据权利要求1所述的适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，其特征在于，所述泄压装置包括钢花管、过滤管及阀门，安装泄压装置包括：在混凝土结构上开孔；将钢花管夯入所述开孔，且所述钢花管一端进入地层内；在钢花管另一端安装阀门；在钢花管与混凝土结构接触的部分缠上麻丝以填充钢花管与混凝土结构间的间隙，钢花管露出混凝土结构的部分使用水泥封堵；打开阀门并向钢花管内装入过滤管。
4.根据权利要求3所述的适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，其特征在于，在步骤通过所述注浆套管进行注浆并打开阀门以通过泄压孔进行泄压之后，还包括：向所述泄压孔进行注浆封闭。
5.根据权利要求4所述的适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，其特征在于，向所述泄压孔进行注浆封闭，包括：打开阀门，抽出钢花管内的过滤管，关闭阀门，进行注浆，注浆完成后，割除部分钢花管，使剩余钢花管至混凝土内表面不少于60mm；在孔内打膨胀螺栓进行限位，并对孔内使用水泥进行封堵。
6.根据权利要求1所述的适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，其特征在于，所述需要注浆的区域包括第一隧道及第二隧道，在所述第一隧道及第二隧道分别设置注浆孔与泄压孔，当通过第一隧道的注浆孔进行注浆时，打开第二隧道的泄压孔对应的阀门进行泄压，之后，对第二隧道的注浆孔进行注浆并打开第一隧道的泄压孔对应的阀门进行泄压。
7.根据权利要求1所述的适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，其特征在于，所述需要注浆的区域包括第三隧道，注浆孔与泄压孔分别设置于第三隧道的相对两侧。
8.根据权利要求1所述的适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，其特征在于，所述需要注浆的区域包括第四隧道及围绕所述第四隧道的环缝区域，所述注浆孔位于环缝区域外，所述泄压孔位于所述环缝区域内。
9.根据权利要求1所述的适用于密闭地层内的泄压引导注浆方法，其特征在于，在步骤开设注浆孔并向注浆孔内安装注浆套管及开设泄压孔并向泄压孔内安装泄压装置，所述泄压装置设有阀门以封闭所述泄压孔中，开设若干个泄压孔及每个泄压孔内均安装泄压装置；在步骤通过所述注浆套管进行注浆并打开阀门以通过泄压孔进行泄压中，包括：
打开其中一泄压孔对应的阀门进行泄压，待该泄压孔流出浆液后关闭该阀门并依次对其他泄压孔重复执行上述步骤直至完成泄压。
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