一種不均質松散體的注漿加固方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種不均質松散體的注漿加固方法，包括：通過鉆進入松散體中的跟管和軟質PVC管對極不均質松散體進行注漿加固，鉆進跟管采用高風壓通過錨桿鉆機施工進入松散體內部，跟管管身鉆設一定間距的孔眼，軟質PVC管必須插入到距孔底一定距離，軟質PVC管和跟管之間隨著注漿時間的推移不斷自動形成由水泥?水玻璃漿液凝固構成的自形成止?jié){塞，跟管孔口位置附近要采用編織袋和水泥?水玻璃漿液結石體封堵跟管與巖壁之間、跟管與軟質PVC管之間的縫隙。本發(fā)明提出的極不均質松散體中的注漿加固方法具有普遍適應性，且操作簡單、快捷，易于工人掌握。該方法解決了松散體中孔內注漿事故多發(fā)、注漿范圍擴散不足或過大等難題。
【專利說明】
一種不均質松散體的注漿加固方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于巖石力學與注漿工程領域，涉及一種巖體注漿加固方法，特別適合松散破碎巖體、極不均質松散體的注漿加固方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國基礎設施建設的不斷發(fā)展，受到地質條件或基建要求的限制，鐵路路基、隧道洞口加固、巷道中垮塌松散體加固二次掘進、排土場邊坡加固、地下礦山大垮塌主溜井封堵、井筒垮塌事故搶險救援等重要工程必須在復雜的松散體地層中進行，穿過松散體地層的最常用方式是注漿，且一般采用控制性的水泥-水玻璃漿液。目前，對于松散體中水泥-水玻璃漿液注漿也僅僅在隧道等塌方體中進行小規(guī)模的嘗試和應用，且對松散體中水泥-水玻璃漿液的注漿方式、注漿機理不明確，現場實施中很容易注漿擴散范圍不足或過大、漿液竄入止?jié){塞后部抱住止?jié){塞無法拔出等孔內事故，嚴重影響著注漿施工進度和注漿施工質量。因此，如何對極不均質、非飽和、多空隙等復雜條件下大體積松散體進行注漿加固是亟待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0003]基于上述現有技術所存在的問題，本發(fā)明提供一種不均質松散體的注漿加固方法，能對不均質松散體進行注漿加固。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種不均質松散體的注漿加固方法，包括:
[0005]通過錨桿鉆機施工使管身鉆設預定間距孔眼的跟管鉆進進入松散體內部，向所述跟管內部插入軟質PVC管，插入的所述軟質PVC管距所述跟管的孔底為預定距離，經所述跟管和軟質PVC管向不均質松散體內注入水泥-水玻璃漿液進行注漿加固，注漿方式為:孔底全孔一次注漿、孔口封孔以及孔口處插入排氣管，注漿過程中在所述軟質PVC管和所述跟管之間自動形成由水泥-水玻璃漿液凝固構成的自形成止?jié){塞。
[0006]本發(fā)明的有益效果:該方法通過采用特定的鉆進跟管進入松散體內部，并在該鉆進跟管內按特定方式插入軟質PVC管，并按孔底全孔一次注漿、孔口封孔以及孔口處插入排氣管進行注漿加固，確保了采用水泥-水玻璃漿液對大體積極不均質松散體進行有效注漿加固，具有普遍適應性，且操作簡單、快捷，易于工人掌握。該方法解決了松散體中孔內注漿事故多發(fā)、注漿范圍擴散不足或過大等難題。
【附圖說明】
[0007]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0008]圖1為本發(fā)明實施方式提供的注漿加固方法示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明實施方式提供的注漿加固方法原理示意圖；
[0010]圖中各標號對應的名稱為:1-排氣管;2-水泥漿管;3-水玻璃管;4-水泥-水玻璃漿液注漿管;5-快凝水泥-水玻璃漿液結石體堵塞結構;6-塞緊編織袋;7-圍巖;8-管身出漿孔眼；9-跟管；10-松散體；11-自形成止?jié){塞I ； 12-自形成止?jié){塞2 ； 13-自形成止?jié){塞3 ； 14-水泥-水玻璃漿液結石體。
【具體實施方式】
[0011]下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0012]本發(fā)明實施例提供一種不均質松散體的注漿加固方法，是一種對極不均質松散體的注漿加固方法，其施工示意如圖1所示，包括:
[0013]通過錨桿鉆機施工使管身鉆設預定間距孔眼的跟管鉆進進入松散體內部，向所述跟管內部插入軟質PVC管，插入的所述軟質PVC管距所述跟管的孔底為預定距離，以水泥-水玻璃漿液為加固注漿經所述軟質PVC管對不均質松散體進行注漿加固，注漿方式為:孔底全孔一次注漿、孔口封孔以及孔口處插入排氣管，注漿過程中在所述軟質PVC管和所述跟管之間自動形成由水泥-水玻璃漿液凝固構成的自形成止?jié){塞。
[0014]上述注漿加固方法中，通過錨桿鉆機施工使管身鉆設預定間距孔眼的鉆進跟管進入松散體內部為:通過高風壓的錨桿鉆機將跟管施工進入松散體內部并到達基巖位置；
[0015]所述以水泥-水玻璃漿液為加固注漿經所述軟質PVC管對不均質松散體進行注漿加固為:采用雙液灰漿栗經鉆進跟管和軟質PVC管向不均質松散體內注入水泥-水玻璃漿液進行注漿加固；
[0016]所述注漿方式中的孔口封孔為:在所述跟管的孔口位置處采用編織袋和水泥-水玻璃漿液結石體封堵該跟管與巖壁之間、該跟管與軟質PVC管之間的縫隙。
[0017]上述注漿加固方法中，方法中，高風壓的錨桿鉆機為采用配套的高風壓空壓機排氣壓力不小于1.3MPa的錨桿鉆機。
[0018]上述注漿加固方法中，在所述跟管的孔口位置處采用編織袋和水泥-水玻璃漿液結石體封堵該跟管與巖壁之間、該跟管與軟質PVC管之間的縫隙中，整體封堵長度不小于30cm，其中水泥-水玻璃漿液結石體堵塞長度為1cm，水泥-水玻璃漿液的凝結時間為25?
45s0
[0019]上述注漿加固方法中，管身鉆設預定間距孔眼的鉆進跟管為:跟管管身出漿孔眼間距30cm，孔眼在管身上呈梅花形布置。
[0020]上述注漿加固方法中，插入的所述軟質PVC管距所述跟管的孔底為預定距離為:軟質PVC管插入到跟管孔內距孔底距離為0.3?0.5m。
[0021]上述注漿加固方法中，水泥-水玻璃漿液的凝結時間為200s，該種凝結時間的水泥-水玻璃漿液在松散體中的豎向向下擴散距離為5.0?6.0m，其他三個方向擴散距離2.5?3.0m0
[0022]本發(fā)明注漿加固方法的關鍵在于:注漿過程中能自動形成自形成止?jié){塞結構。該方法的注漿原理具體為:在水泥-水玻璃漿液灌入到孔底后在自重應力的作用下，在松散體中呈現豎直方向的優(yōu)勢灌注，同時隨著注漿時間的推移，在跟管內部出漿口上部自動形成一定強度的水泥-水玻璃漿液結石體的自形成止?jié){塞I，自形成止?jié){塞I隨著時間的推移強度不斷上升;隨著漿液灌注的不斷進行，松散體中的漿液不斷凝結，在注漿壓力未達到自形成止?jié){塞I強度而小于松散體中結石體強度時，發(fā)生不定向的各向異性的再造裂紋劈裂注漿;當注漿壓力超過自形成止?jié){塞I強度而不足以將松散體外圍包括的結石體劈裂時，漿液將自形成止?jié){塞劈裂破壞并沿管長方向反向流動凝結形成自形成止?jié){塞2，同時開始第2個注漿循環(huán)。隨后隨著注漿的進行，形成第3、4...多個注漿循環(huán)，直至最后一個循環(huán)將孔口封孔裝置沖開，單孔注漿結束。
[0023]下面結合具體實施例對本發(fā)明加固方法作進一步說明。
[0024]本發(fā)明實施例提供一種極不均質松散體的注漿加固方法，特別適合松散破碎巖體、極不均質松散體條件下的注漿加固，圖1所示為該方法的示意圖，具體如下:
[0025](I)通過錨桿鉆機將跟管施工進入松散體并到達基巖位置，跟管內部插入軟質PVC管，采用雙液灰漿栗通過鉆進跟管和軟質PVC管對極不均質松散體進行水泥-水玻璃漿液注漿加固，注漿方式為孔口封孔、孔底全孔一次注漿、孔口附近插入排氣管。
[0026](2)鉆進跟管采用錨桿鉆機進行施工，本實施例中錨桿鉆機型號為M100。與錨桿鉆機配套有排氣壓力1.3MPa的高風壓空壓機，以保證在側向管身出漿孔眼漏風條件下鉆進過程所需要的足夠風壓。
[0027](3)跟管管身鉆設一定間距的出漿孔眼，以同時保證管身施工過程中不發(fā)生高頻次斷管和后續(xù)注漿施工質量，本實施例中管身出漿孔眼間距30cm，梅花形布置。
[0028](4)軟質PVC管必須插入到跟管孔內距孔底一定距離，具體在0.3?0.5m。本實施例中軟質PVC管到孔底的長度為0.5m。
[0029](5)跟管孔口位置附近要采用編織袋和速凝水泥-水玻璃漿液結石體封堵跟管與巖壁之間、跟管與軟質PVC管之間的縫隙。本實施例中編織袋堵塞長度為20cm，水泥-水玻璃漿液結石體堵塞長度為1cm，水泥-水玻璃漿液的凝結時間為30s。
[0030](6)本實施例中采用的水泥-水玻璃楽液的配比包括:水泥楽水灰比為1:1，水玻璃與水泥漿體積比為0.5:1，同時添加的緩凝劑Na2HPO4為3%，凝結時間200s。該種水泥-水玻璃楽液在松散體中的豎向向下擴散距離為5.0?6.0m，其他三個方向擴散距離2.5?3.0m。
[0031](7)采用本方法的注漿原理如圖2所示，具體為:
[0032]在水泥-水玻璃漿液灌入到孔底后在自重應力的作用下，在松散體中呈現豎直方向的優(yōu)勢灌注，同時隨著注漿時間的推移，在跟管內部出漿口上部自動形成一定強度的水泥-水玻璃漿液結石體的自形成止?jié){塞I，自形成止?jié){塞I隨著時間的推移強度不斷上升；
[0033]隨著漿液灌注的不斷進行，松散體中的漿液不斷凝結，在注漿壓力未達到自形成止?jié){塞I強度而小于松散體中結石體強度時，發(fā)生不定向的各向異性的再造裂紋劈裂注漿；
[0034]當注漿壓力超過自形成止?jié){塞I強度而不足以將松散體外圍包括的結石體劈裂時，漿液將自形成止?jié){塞劈裂破壞并沿管長方向反向流動凝結形成自形成止?jié){塞2，同時開始第2個注漿循環(huán)。
[0035]隨后隨著注漿的進行，形成第3、4...多個注漿循環(huán)，直至最后一個循環(huán)將孔口封孔裝置沖開，單孔注漿結束。
[0036]中普遍適應的、簡單、快捷的水泥-水玻璃漿液注漿加固方法是十分必要且亟待解決。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種不均質松散體的注漿加固方法，其特征在于，包括: 通過錨桿鉆機施工使管身鉆設預定間距孔眼的跟管鉆進進入松散體內部，向所述跟管內部插入軟質PVC管，插入的所述軟質PVC管距所述跟管的孔底為預定距離，經所述跟管和軟質PVC管向不均質松散體內注入水泥-水玻璃漿液進行注漿加固，注漿方式為:孔底全孔一次注漿、孔口封孔以及孔口處插入排氣管，注漿過程中在所述軟質PVC管和所述跟管之間自動形成由水泥-水玻璃漿液凝固構成的自形成止?jié){塞。2.根據權利要求1所述的一種不均質松散體的注漿加固方法，其特征在于，所述通過錨桿鉆機施工使管身鉆設預定間距孔眼的鉆進跟管進入松散體內部為:通過高風壓的錨桿鉆機將跟管施工進入松散體內部并到達基巖位置； 所述經所述跟管和軟質PVC管向不均質松散體內注入水泥-水玻璃漿液進行注漿加固為:采用雙液灰漿栗經鉆進跟管和軟質PVC管向不均質松散體內注入水泥-水玻璃漿液進行注漿加固； 所述注漿方式中的孔口封孔為:在所述跟管的孔口位置處采用編織袋和水泥-水玻璃漿液結石體封堵該跟管與巖壁之間、該跟管與軟質PVC管之間的縫隙。3.根據權利要求2所述的一種不均質松散體的注漿加固方法，其特征在于，所述方法中，高風壓的錨桿鉆機為采用配套的高風壓空壓機排氣壓力不小于1.3MPa的錨桿鉆機。4.根據權利要求2所述的一種不均質松散體的注漿加固方法，其特征在于，所述在所述跟管的孔口位置處采用編織袋和水泥-水玻璃漿液結石體封堵該跟管與巖壁之間、該跟管與軟質PVC管之間的縫隙中，整體封堵長度不小于30cm，其中水泥-水玻璃漿液結石體堵塞長度為10cm，水泥-水玻璃漿液的凝結時間為25?45s。5.根據權利要求1至4任一項所述的一種不均質松散體的注漿加固方法，其特征在于，所述管身鉆設預定間距孔眼的鉆進跟管為:跟管管身出漿孔眼間距30cm，孔眼在管身上呈梅花形布置。6.根據權利要求1至4任一項所述的一種不均質松散體的注漿加固方法，其特征在于，所述插入的所述軟質PVC管距所述跟管的孔底為預定距離為:軟質PVC管插入到跟管孔內距孔底距離為0.3?0.5m。7.根據權利要求1至4任一項所述的一種不均質松散體的注漿加固方法，其特征在于，所述水泥-水玻璃漿液的凝結時間為200s，該種凝結時間的水泥-水玻璃漿液在松散體中的豎向向下擴散距離為5.0?6.0m，其他三個方向擴散距離2.5?3.0m。
【文檔編號】E02D17/20GK106089252SQ201610648894
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月9日 公開號201610648894.4, CN 106089252 A, CN 106089252A, CN 201610648894, CN-A-106089252, CN106089252 A, CN106089252A, CN201610648894, CN201610648894.4
【發(fā)明人】曹輝, 于世波, 楊小聰, 王賀, 秦秀山, 原野, 劉立順, 崔松
【申請人】北京礦冶研究總院