本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域，具體而言，涉及一種注漿加固施工方法及地表施工方法。

背景技術(shù)：

城市軌道交通在人為開(kāi)發(fā)的城市中修建，難免要遭遇人工生成的不良地質(zhì)體，無(wú)膠結(jié)堆石料區(qū)即為其中的一種。無(wú)膠結(jié)堆石料區(qū)，通常是由戈壁料直接回填取土坑造成的，在戈壁區(qū)城市中廣泛分布。并且由于管理的不規(guī)范，回填坑的工程資料經(jīng)常缺失，而工程勘察又不能達(dá)到較高的精度，使得無(wú)膠結(jié)堆石料區(qū)在施工過(guò)程存在發(fā)生工程事故的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種注漿加固施工方法及地表施工方法，其旨在降低無(wú)膠結(jié)堆石料區(qū)域施工過(guò)程的工程事故的風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：

一種地表注漿加固施工方法，其包括：以跳孔注漿的方式向多個(gè)注漿孔內(nèi)注漿，注漿過(guò)程中，先向處于四周的注漿孔進(jìn)行帷幕灌漿，再向處于內(nèi)部的注漿孔注漿。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述向處于四周的注漿孔內(nèi)進(jìn)行帷幕灌漿的步驟中，漿液由按重量份數(shù)計(jì)的以下組分混合而成：0.75-0.85份的水，0.95-1.05份的水泥以及0.02-0.04份的水玻璃。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述向處于內(nèi)部的注漿孔內(nèi)注漿的步驟中，漿液由按重量份數(shù)計(jì)的以下組分混合而成：1.3-1.5份的水，0.95-1.05份的水泥，0.75-0.85份的粉煤灰以及0.15-0.25份的生石灰。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述注漿步驟中，包括先向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入部分漿液，洗孔之后，再向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入其余部分漿液。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述向處于四周的注漿孔內(nèi)進(jìn)行帷幕灌漿的步驟中，包括：向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入理論注漿量的80％，洗孔，再向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入理論注漿量的20％。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述向處于內(nèi)部的注漿孔內(nèi)注漿的步驟中，包括：向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入理論注漿量的70％，洗孔，再向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入理論注漿量的30％。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述多個(gè)注漿孔包括沿第一方向布置的多個(gè)孔以及沿第二方向布置的多個(gè)孔，第一方向與第二方向具有夾角。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述注漿步驟之前還包括向注漿孔內(nèi)安裝袖閥管，以及將套殼料注入袖閥管內(nèi)。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述套殼料通過(guò)重量比為0.95-1.05:1.4-1.6:1.9-2.1的水泥、粉性黏土、水配置而成。

本發(fā)明還提供一種技術(shù)方案：

一種地表施工方法，其包括上述的注漿加固施工方法。

本發(fā)明實(shí)施例提供的注漿加固施工方法及地表施工方法的有益效果是：

通過(guò)漿液及注漿順序的調(diào)整，使注漿范圍具有針對(duì)性，注漿質(zhì)量易于保證。該注漿加固施工方法不受作業(yè)空間限制，通過(guò)增加資源投入，隧道開(kāi)挖可與地表加固平行施工，連續(xù)快速通過(guò)不良地質(zhì)段，工期易于保證。

此外，通過(guò)本發(fā)明提供的注漿加固施工方法對(duì)雜填土進(jìn)行加固施工，相比明挖施工有效的保證了工期，減少了社會(huì)成本。通過(guò)注漿的方式對(duì)雜填土進(jìn)行改良，將拱頂一定厚度范圍內(nèi)的雜填土固結(jié)，形成具有一定強(qiáng)度的拱殼結(jié)構(gòu)，在拱殼結(jié)構(gòu)保護(hù)下進(jìn)行施工，避免了用地的征遷及管線改遷等前期工作，節(jié)約了大量社會(huì)成本，提高了效率，保證了工期?？偨Y(jié)優(yōu)化施工參數(shù)，節(jié)約了大量資源，環(huán)保、節(jié)能效益良好。同時(shí)，為其余線路的修建提供了借鑒，突破了無(wú)膠結(jié)堆石料區(qū)施工技術(shù)以及戈壁料等人工回填土雜填區(qū)施工這一難題社會(huì)效益顯著。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的多個(gè)注漿孔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的注漿孔布置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的注漿孔的位置關(guān)系圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的袖閥管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖標(biāo)：101-第一方向；102-第二方向。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明實(shí)施例的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常理解的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明實(shí)施例的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的地表注漿加固施工方法及地表施工方法做進(jìn)一步說(shuō)明。

一種地表注漿加固施工方法，其包括：以跳孔注漿的方式向多個(gè)注漿孔內(nèi)注漿，注漿過(guò)程中，先向處于四周的注漿孔進(jìn)行帷幕灌漿，再向處于內(nèi)部的注漿孔注漿。

進(jìn)一步地，處于內(nèi)部的注漿孔是指在整個(gè)注漿區(qū)域內(nèi)處于內(nèi)部的注漿孔，相應(yīng)地，處于四周的注漿孔是指在整個(gè)注漿區(qū)域四周?chē)淖{孔。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的多個(gè)注漿孔的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)參閱圖1，在本實(shí)施中，圖1中虛線所對(duì)應(yīng)的注漿孔采用帷幕灌漿的方式注漿，其余的注漿孔為上述的內(nèi)部的注漿孔。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明其他的實(shí)施例中，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的狀況以及注漿區(qū)域的地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分。

帷幕灌漿是將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成連續(xù)的阻水帷幕，以減小滲流量和降低滲透壓力的灌漿工程。在本實(shí)施例中，先向處于四周的注漿孔進(jìn)行帷幕灌漿，帷幕灌漿的漿液初凝時(shí)間較短，于四周的注漿孔快速形成有效封堵，防止?jié){液向加固區(qū)外大范圍擴(kuò)散。

經(jīng)過(guò)發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)：在注漿過(guò)程中，漿液中的水灰比、以及漿液中各成分的比例大小也至關(guān)重要。在注漿設(shè)備可注能力范圍內(nèi)，漿液水灰比取小值，最大限度的提高漿液濃度，一方面減小漿液的擴(kuò)散范圍，另一方面提高早期強(qiáng)度。

注漿以填充固結(jié)提高土層自穩(wěn)能力為目的，不需要較高強(qiáng)度，強(qiáng)度過(guò)高，因嚴(yán)重影響掌子面人工開(kāi)挖難度；同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，適當(dāng)減少水泥用量，摻加部分相對(duì)經(jīng)濟(jì)的膠凝材料。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的注漿孔布置的結(jié)構(gòu)示意圖；請(qǐng)參閱圖2，在本實(shí)施例中，多個(gè)注漿孔包括沿第一方向101布置的多個(gè)孔以及沿第二方向102布置的多個(gè)孔，第一方向101與第二方向102具有夾角。優(yōu)選地，第一方向101與第二方向102的夾角為60度。

進(jìn)一步地，第一方向101上，相鄰兩個(gè)注漿孔之間的距離為1m；第二方向102相鄰兩個(gè)注漿孔之間的距離為1m。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的注漿孔的位置關(guān)系圖，請(qǐng)參閱圖3，相鄰兩個(gè)注漿孔之間的距離為1m。

在本實(shí)施例中，上述向處于內(nèi)部的注漿孔內(nèi)注漿的步驟中，漿液由按重量份數(shù)計(jì)的以下組分混合而成：1.3-1.5份的水，0.95-1.05份的水泥，0.75-0.85份的粉煤灰以及0.15-0.25份的生石灰。優(yōu)選地，1.4份的水，1份的水泥，0.8份的粉煤灰，以及0.2份的生石灰。

采用上述的漿液對(duì)處于內(nèi)部的注漿孔內(nèi)注漿，漿液觀感較濃，可注性較好。該漿液比重為1.52，初凝時(shí)間為6h左右。

此外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)于四周封堵帷幕孔必須摻加水玻璃方能加快初凝時(shí)間，減少漿液向加固范圍外擴(kuò)散。

因此，在本實(shí)施例中，對(duì)上述向處于四周的注漿孔內(nèi)進(jìn)行帷幕灌漿的步驟中，漿液由按重量份數(shù)計(jì)的以下組分混合而成：0.75-0.85份的水，0.95-1.05份的水泥以及0.02-0.04份的水玻璃。優(yōu)選地，0.8份的水，1份的水泥以及0.03份的水玻璃。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)封堵帷幕漿的攪拌設(shè)備進(jìn)行了如下調(diào)整：

1)配大功率電機(jī)對(duì)漿液進(jìn)行持續(xù)強(qiáng)烈攪拌，防止攪拌不均，局部水玻璃摻量大而使得漿液結(jié)塊。現(xiàn)場(chǎng)帷幕漿攪拌電機(jī)功率達(dá)1400轉(zhuǎn)/分鐘；

2)儲(chǔ)漿桶配密目過(guò)濾網(wǎng)，將拌漿桶中的局部結(jié)塊給予過(guò)濾，防止堵泵堵管情況，同時(shí)，在儲(chǔ)漿桶內(nèi)插入風(fēng)管連通空壓機(jī)持續(xù)送風(fēng)，防止?jié){液結(jié)塊。

發(fā)明人就每個(gè)注漿孔的注漿指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析、計(jì)算。

從理論上將，當(dāng)下部土層空隙均被漿液填充后，再繼續(xù)壓注時(shí)，壓力會(huì)顯著提升，因此，以注漿壓力作為注漿控制指標(biāo)最為穩(wěn)妥。在試驗(yàn)之初，現(xiàn)場(chǎng)便擬定以注漿壓力發(fā)生顯著變化作為分段提管或終止注漿指標(biāo)。如初始注漿壓力為1.0mpa，當(dāng)注漿壓力提升至1.2-1.5mpa后，再持續(xù)壓注1盤(pán)如保持壓力不變，則提管或終止注漿。塌陷區(qū)地表注漿前期部分注漿孔采取了壓力顯著提升作為分段提升或終止注漿指標(biāo)，但在施工過(guò)程中，各孔初始?jí)毫υ?.2-1.0mpa之間不等，差異較大，單孔壓注持續(xù)近一個(gè)作業(yè)班次的時(shí)間未見(jiàn)注漿壓力顯著提升，并且出現(xiàn)加固孔位5m以外的地表裂縫冒漿的情況。

坍塌段地表注漿初始試驗(yàn)表明，因土層空隙率大，以注漿壓力顯著提升作為控制指標(biāo)會(huì)使?jié){液在松散地層中大范圍限擴(kuò)散而造成浪費(fèi)，鑒于此，現(xiàn)場(chǎng)注漿泵隨即采取大流量低壓力的檔位進(jìn)行，對(duì)單孔注漿以理論注漿量為控制依據(jù)，并采取了間歇性注漿。

單孔每延米注漿量理論計(jì)算如下：

處于四周的注漿孔(帷幕灌漿)：

注漿孔間距為1m，各孔注漿體必須形成有效搭接方能起到封堵作用，按搭接15cm計(jì)；單孔理論影響半徑為0.652m；土層孔隙率取0.42(取自坍塌料室內(nèi)土工試驗(yàn)報(bào)告)；漿液填充系數(shù)，砂卵石取0.8。漿液損耗系數(shù)(漿液會(huì)流失至加固區(qū)域平面、深度范圍以外)，根據(jù)《隧道施工規(guī)范》，b取值在1.1-1.4之間，本工程試驗(yàn)段因孔隙率大，取大值1.4。則單孔每延米耗漿量q為：

q＝0.652×3.14×0.42×0.8×1.4＝0.624m³

內(nèi)部的注漿孔:

中部注漿孔間距為1m，不考慮搭接，單孔理論影響半徑為0.52m，其余取值與上述的處于四周的注漿孔相同；則單孔每延米耗漿量q為：

q＝0.52×3.14×0.42×0.8×1.4＝0.369m³

本發(fā)明采用間歇式注漿的方式進(jìn)行注漿，具體地，在本實(shí)施例中，先向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入部分漿液，洗孔之后，再向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入其余部分漿液。

進(jìn)一步地，向處于四周的注漿孔內(nèi)進(jìn)行帷幕灌漿的步驟中，包括：向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入理論注漿量的80％，洗孔，再向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入理論注漿量的20％。

在實(shí)施例中，上述向處于內(nèi)部的注漿孔內(nèi)注漿的步驟中，包括：向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入理論注漿量的70％，洗孔，再向一個(gè)注漿孔內(nèi)注入理論注漿量的30％。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述注漿步驟之前還包括向注漿孔內(nèi)安裝袖閥管，以及將套殼料注入袖閥管內(nèi)。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述套殼料通過(guò)重量比為0.95-1.05:1.4-1.6:1.9-2.1的水泥、粉性黏土、水配置而成。優(yōu)選地，套殼料通過(guò)重量比為1:1.5:2的水泥、粉性黏土、水配置而成。

本發(fā)明還提供一種地表施工方法。該地表施工方法包括上述的注漿加固施工方法。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的地表施工方法做進(jìn)一步說(shuō)明。

先對(duì)鉆孔孔位進(jìn)行定位，孔位確定后，采用鉆機(jī)鉆孔。鉆機(jī)自動(dòng)調(diào)平，鉆孔過(guò)程中一定要保持垂直度，鉆孔垂直度誤差小于1％。在鉆井過(guò)程中每1～2m要檢查一次成孔的垂直度情況。如發(fā)現(xiàn)偏斜應(yīng)立即停止鉆井，采取措施進(jìn)行糾偏。引孔施工結(jié)束后，進(jìn)行地表注漿。

跟管鉆井成孔后，鉆機(jī)反轉(zhuǎn)抽出潛孔沖擊器，再將袖閥管順套管中插至孔底(從管靴開(kāi)口處穿過(guò)套管)。圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的袖閥管的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)參閱圖4，在本實(shí)施例中，袖閥管(采用管，單節(jié)長(zhǎng)度330mm，節(jié)與節(jié)之間采用螺紋連接，單節(jié)管端部管壁開(kāi)有6只注漿孔，注漿孔外設(shè)有橡膠單向閥。下袖閥管前，逐根連接封口，袖閥管露出地面30cm左右，管底封閉，管口加蓋保護(hù)。袖閥管的連接需保證質(zhì)量，連接緊密，不得有斷開(kāi)現(xiàn)象。封口按設(shè)計(jì)進(jìn)行封口料的制作，并保證封口的長(zhǎng)度在1.5m以上；袖閥管應(yīng)盡量安裝在孔中央。

袖閥管安裝完成后，將套殼料注入套管內(nèi)，再用拔管器將跟進(jìn)套管拔出。套殼料采用膨潤(rùn)土現(xiàn)場(chǎng)配置，配比(重量比)為水泥：粉性黏土：水為1:1.5:2。用泥漿泵向孔內(nèi)注入套殼料，注滿為止，使套殼料填滿注漿套管四周。套管拔出需快速，防止套殼料凝結(jié)。

注漿器采用鍍鋅鋼管，采用螺紋連接，注漿器頂部與壓漿管連通，底部安裝注漿槍。注漿槍長(zhǎng)1m，頂部及底部均安裝止?jié){塞及止?jié){環(huán)。

在壓密注漿結(jié)束后，采用1:2水泥砂漿將孔口封閉。

本發(fā)明實(shí)施例提供的注漿加固施工方法及地表施工方法至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

通過(guò)漿液及注漿順序的調(diào)整，使注漿范圍具有針對(duì)性，注漿質(zhì)量易于保證。該注漿加固施工方法不受作業(yè)空間限制，通過(guò)增加資源投入，隧道開(kāi)挖可與地表加固平行施工，連續(xù)快速通過(guò)不良地質(zhì)段，工期易于保證。

本方法適用于粒徑單一，沒(méi)有膠結(jié)材料的卵石層，穩(wěn)定性極差，坍塌時(shí)具有一定的流動(dòng)性的隧道施工，也適用于戈壁料等人工回填土雜填區(qū)施工。

此外，通過(guò)本發(fā)明提供的注漿加固施工方法對(duì)雜填土進(jìn)行加固施工，相比明挖施工有效的保證了工期，減少了社會(huì)成本。通過(guò)注漿的方式對(duì)雜填土進(jìn)行改良，將拱頂一定厚度范圍內(nèi)的雜填土固結(jié)，形成具有一定強(qiáng)度的拱殼結(jié)構(gòu)。在拱殼結(jié)構(gòu)保護(hù)下進(jìn)行施工，避免了用地的征遷及管線改遷等前期工作，節(jié)約了大量社會(huì)成本，提高了效率，保證了工期?？偨Y(jié)優(yōu)化施工參數(shù)，節(jié)約了大量資源，環(huán)保、節(jié)能效益良好。同時(shí)，為其余線路的修建提供了借鑒，突破了無(wú)膠結(jié)堆石料區(qū)施工技術(shù)以及戈壁料等人工回填土雜填區(qū)施工這一難題。

所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。