專(zhuān)利名稱(chēng)：全斷面封閉擠壓注漿法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)涉及隧道施工輔助方法，具體涉及一種全斷面封閉擠壓注漿法。
背景技術(shù)：
在淺埋暗挖的施工過(guò)程中，有時(shí)圍巖的自穩(wěn)能力較差，甚至沒(méi)有自穩(wěn)能力，為了穩(wěn)定工作面，確保施工的安全，需要在開(kāi)挖前進(jìn)行注漿加固，增強(qiáng)圍巖的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，改變圍巖的松散結(jié)構(gòu)，提高粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，封閉裂隙，使巖體強(qiáng)度顯著提高。目前，注漿加固的機(jī)理主要包括滲透注漿、劈裂注漿、壓密注漿、高壓噴灌注漿，不同的注漿機(jī)理適用于不同的地質(zhì)條件。對(duì)于顆粒較細(xì)的黏土質(zhì)不透水(漿)、孔隙率低、強(qiáng)度差的地層，宜采用高壓漿液強(qiáng)行擠壓孔周的劈裂注漿法，在注漿壓力的作用下，漿液作用的周?chē)馏w被劈裂形成裂縫，通過(guò)土體中形成的漿液脈狀固結(jié)作用對(duì)黏土層起到擠壓加固和增加高強(qiáng)夾層加固作用，以提高地層強(qiáng)度和穩(wěn)定性。采用的注漿加固方法主要有超前小導(dǎo)管注漿、超前帷幕注漿等，這些注漿方法在一定程度上起到了穩(wěn)定隧道圍巖的效果，但是注漿后僅在隧道周邊形成筒狀加固圈，一旦遇到強(qiáng)度低、孔隙率低、透水性差、高靈敏度、可注漿性差的地層時(shí)， 很難保證掌子面的穩(wěn)定，間接地也影響了管棚與格柵拱架等支護(hù)措施效應(yīng)的發(fā)揮，從而使得隧道開(kāi)挖引起的地表沉降不易控制，而本發(fā)明設(shè)計(jì)意在穩(wěn)定掌子面，有效的解決了這一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提出一種全斷面封閉擠壓注漿加固的方法，主要設(shè)計(jì)有掌子面止?jié){墻、注漿孔、排檢孔。止?jié){墻能夠提高注漿孔、排檢孔的打設(shè)精度，也能夠防止由于注漿壓力過(guò)大掌子面出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象。在注漿孔之間布置若干排檢孔，以利于軟土地層中的孔隙水在注漿過(guò)程中受到擠壓時(shí)的順利排出和取芯檢查掌子面注漿效果。排檢孔長(zhǎng)度超過(guò)注漿孔長(zhǎng)度一定距離，以使后期巖土體取芯檢查掌子面注漿效果更加準(zhǔn)確。本發(fā)明設(shè)計(jì)在軟弱地層具有良好的穩(wěn)定掌子面的能力，能夠保證隧道施工安全與結(jié)構(gòu)安全。本發(fā)明提出的全斷面封閉擠壓注漿方法，具體步驟如下
在掌子面施作止?jié){墻，通過(guò)止?jié){墻對(duì)掌子面進(jìn)行封閉，在止?jié){墻全斷面均勻布設(shè)注漿孔，對(duì)位于止?jié){墻周邊的注漿孔打設(shè)時(shí)向外傾斜3° 6°，注漿孔內(nèi)插入注漿管，開(kāi)挖后要保證掌子面注漿管留有搭接長(zhǎng)度，以滿(mǎn)足下循環(huán)隧道開(kāi)挖時(shí)掌子面封閉性；排檢孔徑向上與注漿孔間隔布置，排檢孔打設(shè)深度長(zhǎng)于注漿孔打設(shè)深度；采用全孔分段后退式劈裂注漿法進(jìn)行掌子面封裝擠壓注漿，漿液凝固時(shí)間為20mirT40min，若進(jìn)行一次注漿，掌子面深孔注漿壓力為0. 8^1. 5MPa ；若進(jìn)行二次注漿，第一次注漿壓力為0. 6^0. 8MPa，第二次注漿壓力為1. (Tl. 5MPa。掌子面封閉擠壓注漿后，隧道開(kāi)挖預(yù)留一定厚度作為下一循環(huán)的止?jié){墻， 起到封閉掌子面以及保證掌子面注漿體連續(xù)性的作用。
本發(fā)明中，所述止?jié){墻采用網(wǎng)噴混凝土。本發(fā)明中，所述注漿管采用PVC袖閥管(劈裂注漿管)。本發(fā)明中，所述注漿孔采用HC-T漿液(凝膠時(shí)間可控注漿材料)。本發(fā)明中，所述注漿順序?yàn)閺闹苓呄騼?nèi)圈依次注漿。本發(fā)明設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，施工簡(jiǎn)單、成本不高，能夠保證隧道掌子面在強(qiáng)度低、自穩(wěn)性差的軟土地層中的穩(wěn)定。注漿導(dǎo)致土體壓力過(guò)高時(shí)水分可以通過(guò)排檢孔排除，減小土體孔隙水壓力，增加土體有效應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)注漿壓密穩(wěn)定掌子面的效果。通過(guò)掌子面排檢孔取芯，可以及時(shí)了解注漿對(duì)地層的加固效果。


圖1為本發(fā)明設(shè)計(jì)橫斷面注漿孔、排檢孔布置圖。圖2為本發(fā)明設(shè)計(jì)縱斷面注漿范圍示意圖。圖3為注漿施工工序圖。圖中標(biāo)號(hào)1為注漿孔，2為排檢孔，3為止?jié){墻，4為初期支護(hù)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明設(shè)計(jì)特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明， 以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解
附圖1-2中標(biāo)號(hào)1-4代表的是注漿孔1、排檢孔2、止?jié){墻3、初期支護(hù)4。附圖1為本發(fā)明設(shè)計(jì)全斷面封閉擠壓注漿法孔位布置圖。由圖1可見(jiàn)，該全斷面擠壓注漿法由注漿孔1、排檢孔2組成，注漿孔1全斷面布置，在注漿孔1之間布設(shè)有排檢孔 2，所述排檢孔2兼有排水與檢查的作用。在隧道初期支護(hù)4對(duì)隧道圍巖的加固作用下，注漿孔1內(nèi)的漿液注入到掌子面軟弱地層中，起到改變土體松散結(jié)構(gòu)的作用，實(shí)現(xiàn)了掌子面土體的注漿擠壓壓密效果，當(dāng)土體中的壓力過(guò)高時(shí)，土體中的水分受到擠壓時(shí)又能通過(guò)排檢孔2排出，減小土體孔隙水壓力，增加土體有效應(yīng)力，從而達(dá)到穩(wěn)定掌子面的功效，排檢孔2 還可以在注漿后取芯檢查注漿效果。圖2為圖1的縱向剖面圖。從圖2可見(jiàn)，在掌子面施作有網(wǎng)噴混凝土止?jié){墻3，在進(jìn)行土體擠密注漿時(shí)可以防止掌子面漏漿，同時(shí)也能夠提高注漿孔等孔位的鉆入精度。注漿孔以及排檢孔打設(shè)時(shí)向外傾斜一定角度，排檢孔的打設(shè)長(zhǎng)度長(zhǎng)于注漿孔，在注漿結(jié)束時(shí)能夠深入注漿體內(nèi)部取芯以觀(guān)察擠密注漿的效果。此外，開(kāi)挖后要保證掌子面留有一定厚度的止?jié){巖墻，以滿(mǎn)足下循環(huán)隧道開(kāi)挖時(shí)掌子面封閉性。本實(shí)施例中，使用本發(fā)明設(shè)計(jì)全斷面封閉擠壓注漿法，首先施作網(wǎng)噴混凝土止?jié){墻，封閉掌子面并作為注漿孔鉆機(jī)的工作面和鉆桿架立面。之后打設(shè)注漿孔、排檢孔，注漿孔于全斷面均勻布置，排檢孔徑向上與注漿孔間隔布置。排檢孔打設(shè)長(zhǎng)度比注漿孔長(zhǎng)一定距離，可以更加準(zhǔn)確的檢查注漿擠密的效果。掌子面注漿管采用PVC袖閥管(劈裂注漿管)， 可使用較高注漿壓力進(jìn)行分段灌注，且灌漿時(shí)冒漿和串漿的可能性比其它方法要小。將袖閥管置入掌子面注漿孔，采用全孔分段后退式劈裂注漿法進(jìn)行掌子面封閉擠壓注漿，注漿順序?yàn)閺闹苓呄騼?nèi)圈依次注漿。漿液凝結(jié)時(shí)間太快，注漿效果較差；漿液凝固時(shí)間太長(zhǎng)，嚴(yán)重影響到工期，宜將漿液凝固時(shí)間控制在20mirT40min。所以，注漿孔采用HC-T凝膠時(shí)間可控注漿材料。若進(jìn)行一次注漿，掌子面深孔注漿壓力0. 8^1. 5MPa ；若進(jìn)行二次注漿，第一次注漿壓力0. 6^0. 8MPa，第二次注漿壓力1. (Tl. 5MPa。掌子面封閉擠壓注漿后，隧道開(kāi)挖應(yīng)預(yù)留一定厚度作為下一循環(huán)的止?jié){巖墻，起到封閉掌子面以及保證掌子面注漿體連續(xù)性的作用。注漿工序如圖3所示。
權(quán)利要求
1.一種全斷面封閉擠壓注漿方法，其特征在于具體步驟如下在掌子面施作止?jié){墻，通過(guò)止?jié){墻對(duì)掌子面進(jìn)行封閉，在止?jié){墻全斷面均勻布設(shè)注漿孔，對(duì)位于止?jié){墻周邊的注漿孔打設(shè)時(shí)向外傾斜3° 6°，注漿孔內(nèi)插入注漿管，開(kāi)挖后要保證掌子面注漿管留有搭接長(zhǎng)度，以滿(mǎn)足下循環(huán)隧道開(kāi)挖時(shí)掌子面封閉性；排檢孔徑向上與注漿孔間隔布置，排檢孔打設(shè)深度長(zhǎng)于注漿孔打設(shè)深度；采用全孔分段后退式劈裂注漿法進(jìn)行掌子面封裝擠壓注漿，漿液凝固時(shí)間為20mirT40min，若進(jìn)行一次注漿，掌子面深孔注漿壓力為0. 8^1. 5MPa ；若進(jìn)行二次注漿，第一次注漿壓力為0. 6^0. 8MPa，第二次注漿壓力為1. (Tl. 5Mpa ；掌子面封閉擠壓注漿后，隧道開(kāi)挖預(yù)留一定厚度作為下一循環(huán)的止?jié){墻，起到封閉掌子面以及保證掌子面注漿體連續(xù)性的作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全斷面封閉擠壓注漿方法，其特征在于所述止?jié){墻采用網(wǎng)噴混凝土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全斷面封閉擠壓注漿方法，其特征在于所述注漿管采用劈裂注漿管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全斷面封閉擠壓注漿方法，其特征在于所述注漿孔采用HC-T 漿液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全斷面封閉擠壓注漿方法，其特征在于所述注漿順序?yàn)閺闹苓呄騼?nèi)圈依次注漿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隧道開(kāi)挖施工輔助方法，即隧道開(kāi)挖全斷面封閉擠壓注漿法，包括掌子面止?jié){墻、注漿孔、排檢孔。止?jié){墻能夠提高注漿孔、排檢孔的打設(shè)精度，也能夠防止由于注漿壓力過(guò)大掌子面出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象。注漿孔在掌子面環(huán)向與徑向均勻布設(shè)，排檢孔與注漿孔間隔布置，打設(shè)時(shí)均向外傾斜一定角度。在注漿孔環(huán)帶之間布置排檢孔，以利于軟土地層中的孔隙水在注漿過(guò)程中受到擠壓時(shí)的順利排出，方便注漿后巖土體取芯檢查掌子面注漿效果。注漿管采用袖閥管(劈裂注漿管)，采用后退式劈裂注漿法從掌子面周邊向內(nèi)圈依次注漿。本發(fā)明設(shè)計(jì)能夠保證在軟弱地層中開(kāi)挖隧道時(shí)掌子面的穩(wěn)定，減小由于隧道開(kāi)挖產(chǎn)生的沉降量。
文檔編號(hào)E21D11/10GK102182470SQ20111006710
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者周順華, 王炳龍, 賈劍 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)