專利名稱：一種暗挖施工砂質(zhì)圍巖注漿加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種暗挖施工砂質(zhì)圍巖注漿加固方法，具體涉及砂質(zhì)地層暗挖施工圍 巖超前注漿加固的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代的工程施工中，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，社會(huì)對施工安全、環(huán)境保護(hù)、能源節(jié)約 的要求日益提高。暗挖施工憑借著施工中污染小、不改變地表環(huán)境、不中斷地面社會(huì)經(jīng)濟(jì)活 動(dòng)、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在隧道和地下空間開發(fā)施工中被廣泛采用。采用暗挖法在軟弱或松散圍巖中施工時(shí)，首先對圍巖進(jìn)行超前注漿預(yù)加固。目前 超前預(yù)加固主要采用水泥漿或水泥水玻璃雙液漿，如《中國西部科技》2006年11月刊登的 高新華的論文《超前小導(dǎo)管雙液注漿施工技術(shù)》、《山西建筑》2006年第二期刊登的朱冰的論 文《北京地鐵呼光區(qū)間超前小導(dǎo)管注漿施工技術(shù)》和發(fā)明申請?zhí)枮?00810055701的《超前 雙排注漿小導(dǎo)管施工工藝》。采用水泥漿以及改進(jìn)后的水泥水玻璃雙液漿對松散巖石以及 粘性土質(zhì)地層具有較好的固結(jié)作用，但對于砂質(zhì)地層的加固效果較差，注漿后砂層不能夠 完全固結(jié)封閉，易引起暗挖面漏砂、流砂甚至坍塌，給暗挖施工造成安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明其目的就在于提供一種暗挖施工砂質(zhì)圍巖注漿加固方法，解決暗挖施工中 砂層開挖面漏砂、流砂和坍塌的問題，保證開挖的施工安全和周邊環(huán)境安全，具有施工質(zhì)量 穩(wěn)定，注漿的范圍可有效控制，漿液的流失量小，施工質(zhì)量可靠以及施工方法簡單的特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，包括安裝格柵、注漿管安裝以及注漿，1)所述的注漿管采用吹砂成孔法安裝，格柵安裝完成后采用0. SMPa高壓風(fēng)槍吹 砂成孔，風(fēng)槍一端接高壓風(fēng)，一端沿注漿管安裝位置緩緩插入砂層吹孔，吹孔深度達(dá)到注漿 管長度后快速拔出風(fēng)槍，立即插入注漿管，將注漿管尾部點(diǎn)焊于格柵上固定；2)漿液采用注漿“泵”注入注漿管，注漿“泵”包括儲(chǔ)漿桶、注漿罐、支架，儲(chǔ)漿桶 位于注漿罐上方，將拌合好的漿液輸入注漿罐，注漿罐上端設(shè)有進(jìn)氣閥門、泄壓閥門和壓力 表，下端設(shè)有注漿閥門和清洗閥門，支架為型鋼三腳架，注漿操作流程(1)關(guān)閉進(jìn)漿閥門，將拌合好的漿液倒入儲(chǔ)漿桶；(2)打開進(jìn)漿閥門，漿液由儲(chǔ)漿桶流入注漿罐；(3)關(guān)閉進(jìn)漿閥門，打開進(jìn)氣閥門；(4)查看壓力表，調(diào)節(jié)注漿罐壓力；(5)打開注漿閥門，漿液由注漿罐通過注漿管注入注漿管，同時(shí)將下一循環(huán)拌合好 的漿液倒入儲(chǔ)漿桶；(6)注完一罐漿后，關(guān)閉進(jìn)氣閥門、注漿閥門，打開進(jìn)漿閥門，開始下一循環(huán)；(7)注漿完成后，立即用清水通過注漿順序清洗儲(chǔ)漿桶、注漿罐和注漿管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。(1)固砂劑漿液滲透性強(qiáng)，采用此技術(shù)能夠?qū){液均勻地填充到需要加固的砂層 中，將砂層圍巖固結(jié)成整體，解決了漏砂、流砂和坍塌問題，保障了施工安全。(2)固砂劑漿液的加固效果不受砂層含水量、砂徑的影響，施工質(zhì)量穩(wěn)定。(3)注漿的范圍可有效控制，漿液的流失量小，施工質(zhì)量可靠。解決了一般的壓漿 方法造成漿液在砂層中流竄、分布不均勻、流失量大的問題。(4)施工方法簡單，利用噴射混凝土用的空壓機(jī)和簡易的注漿“泵”即可進(jìn)行施工， 3個(gè)人即可操作，漿液損耗小。凝結(jié)時(shí)間短，注完將后20min即可開挖，加快了施工進(jìn)度。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。附圖為注漿工藝示意圖。
具體實(shí)施例方式包括安裝格柵、注漿管安裝以及注漿，1)所述的注漿管采用吹砂成孔法安裝，格柵安裝完成后采用0. SMpa高壓風(fēng)槍吹 砂成孔，風(fēng)槍一端接高壓風(fēng)，一端沿注漿管安裝位置緩緩插入砂層吹孔，吹孔深度達(dá)到注漿 管長度后快速拔出風(fēng)槍，立即插入注漿管，將注漿管尾部點(diǎn)焊于格柵上固定；2)漿液采用注漿“泵”注入注漿管，注漿“泵”包括儲(chǔ)漿桶1、注漿罐2、支架3，如 附圖所示，儲(chǔ)漿桶1位于注漿罐2上方，將拌合好的漿液輸入注漿罐2，注漿罐2上端設(shè)有進(jìn) 氣閥門6、泄壓閥門9和壓力表11，下端設(shè)有注漿閥門7和清洗閥門10，支架3為型鋼三腳 架，注漿操作流程(1)關(guān)閉進(jìn)漿閥門4，將拌合好的漿液倒入儲(chǔ)漿桶1 ；(2)打開進(jìn)漿閥門4，漿液由儲(chǔ)漿桶1流入注漿罐2 ；(3)關(guān)閉進(jìn)漿閥門4，打開進(jìn)氣閥門6 ；(4)查看壓力表11，調(diào)節(jié)注漿罐壓力；(5)打開注漿閥門4，漿液由注漿罐2通過軟管8注入注漿管，同時(shí)將下一循環(huán)拌 合好的漿液倒入儲(chǔ)漿桶1 ；(6)注完一罐漿后，關(guān)閉進(jìn)氣閥門6、注漿閥門7，打開進(jìn)漿閥門4，開始下一循環(huán)；(7)注漿完成后，立即用清水通過注漿順序清洗儲(chǔ)漿桶1、注漿罐2和軟管8。所述的注漿管錐形部位用棉紗填塞密實(shí)。所述的注漿管安裝，包括注漿管定位采用在鋼格柵上用紅色油漆標(biāo)注的方式進(jìn) 行，然后用高壓風(fēng)槍在相應(yīng)的位置進(jìn)行吹孔，管口外漏于格柵3-5cm，注漿管外插角度為 15°，注漿管環(huán)向間距30cm，從拱頂一直排到拱腳。所述的注漿漿液采用固砂劑單液漿，固砂劑為固態(tài)粉劑，施工前與水拌合，漿液質(zhì) 量配合比為固砂劑水=1 4，漿液的初凝時(shí)間為lOmin，終凝時(shí)間為13min，漿液須邊拌邊注。所述的注漿“泵”進(jìn)氣閥門接空壓機(jī)，風(fēng)壓在0. 3 0. SMPa之間，注
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漿管注漿時(shí)采取“隔一注一”的方式，注漿量通過儲(chǔ)漿桶控制。施工技術(shù)方案1注漿管制作使用切割機(jī)將Φ42無縫鋼管切割成1. 5m長(導(dǎo)管長度可根據(jù)注漿范圍調(diào)整)作 為注漿管，注漿管由三部分組成，前端20cm加工成三角錐形，錐形部位用棉紗填塞密實(shí)，中 間部分鉆設(shè)28個(gè)Φ8注漿孔洞，孔洞間距按照前疏后密的原則排列成四行，呈梅花形布置， 尾部50cm不設(shè)注漿孔。2注漿管安裝格柵安裝完成后采用0. SMPa高壓風(fēng)槍吹砂成孔，風(fēng)槍采用Φ 25無縫鋼管制作，長 1. 8m, 一端接高壓風(fēng)，一端沿注漿管安裝位置緩緩插入砂層吹孔，吹孔深度達(dá)到導(dǎo)管長度后 快速拔出風(fēng)槍，立即插入注漿管，將注漿管尾部點(diǎn)焊于格柵上固定。注漿管環(huán)向間距30cm， 管口外漏5cm，噴射砼前用棉紗封堵短注漿管管口。注漿管安裝完成后噴射初支混凝土。當(dāng)遇到注漿管無法一次安裝到位時(shí)，采用風(fēng)鎬輔助頂進(jìn)。風(fēng)鎬輔助頂進(jìn)必須在噴 射砼終凝后進(jìn)行，在注漿管管尾處安裝套管，防止注漿管被混凝土固結(jié)。3漿液拌合注漿漿液采用固砂劑單液漿，固砂劑為固態(tài)粉劑，施工前與水拌合，漿液質(zhì)量配合 比為固砂劑水=1 4。漿液的初凝時(shí)間為lOmin，終凝時(shí)間為13min，漿液須邊拌邊注。4 注漿固砂劑漿液采用注漿“泵”注入注漿管。注漿“泵”由儲(chǔ)漿桶1、注漿罐2、支架3組 成，儲(chǔ)漿桶1位于注漿罐2上方，將拌合好的漿液輸入注漿罐2，注漿罐2上端設(shè)有進(jìn)氣閥門 6、泄壓閥門9和壓力表11，下端設(shè)有注漿閥門7和清洗閥門10，支架3為型鋼三腳架。儲(chǔ) 漿桶容積為7. 5L，注漿罐容積為7. 0L。注漿操作流程(1)關(guān)閉進(jìn)漿閥門4，將拌合好的漿液倒入儲(chǔ)漿桶1 ；(2)打開進(jìn)漿閥門4，漿液由儲(chǔ)漿桶1流入注漿罐2 ；(3)關(guān)閉進(jìn)漿閥門4，打開進(jìn)氣閥門6 ；(4)查看壓力表11，調(diào)節(jié)注漿罐壓力；(5)打開注漿閥門7，漿液由注漿罐2通過軟管8注入注漿管。同時(shí)將下一循環(huán)拌 合好的漿液倒入儲(chǔ)漿桶1 ；(6)注完一罐漿后，關(guān)閉進(jìn)氣閥門6、注漿閥門7，打開進(jìn)漿閥門4，開始下一循環(huán)；(7)注漿完成后，立即用清水通過注漿順序清洗儲(chǔ)漿桶1、注漿罐2和軟管8。注漿“泵”進(jìn)氣閥門5接空壓機(jī)，風(fēng)壓在0. 3 0. SMPa之間。注漿管注漿時(shí)采取 “隔一注一”的方式，注漿量通過儲(chǔ)漿桶控制。注漿泵如附所示。實(shí)施例X X地鐵一號(hào)線X X站 X X站區(qū)間暗挖隧道斷面全部位于砂層中，砂層含水 豐富。地鐵隧道暗挖施工過程中采用了本發(fā)明，成功地克服了隧道塌方、拱頂?shù)羯凹肮澳_流 砂等砂質(zhì)地層暗挖隧道施工的難題，工程2006年4月開工，2007年7月全部順利開挖完成。施工工藝如下
注漿管直徑42mm，長1. 5m,用鉆孔機(jī)在管體上梅花形鉆設(shè)28個(gè)孔洞，注漿管前端 加工制作成錐形，錐形部位用棉紗填塞。在格柵安裝好之后安裝注漿管，注漿管定位采用在鋼格柵上用紅色油漆標(biāo)注的方 式進(jìn)行，然后用高壓風(fēng)槍在相應(yīng)的位置進(jìn)行吹孔，管口外漏于格柵5cm左右。注漿管外插角 度為15°，注漿管環(huán)向間距30cm，從拱頂一直排到拱腳。進(jìn)行初支鋼格柵噴混施工，要求噴混密實(shí)，對格柵以下30cm的掌子面范圍進(jìn)行噴 混封閉，防止注漿時(shí)發(fā)生反竄跑漿。注漿“泵”采用鋼管、風(fēng)閥和鋼板自制。儲(chǔ)漿桶為7. 5L，注漿罐為7. 0L，如附圖所 示。固砂劑漿液采用高壓風(fēng)從注漿罐壓入注漿管中，通過注漿孔滲透到砂層里，風(fēng)壓強(qiáng)度控 制在0.6MPa，注漿作業(yè)時(shí)注漿“泵”與作業(yè)面保持在10 15m之間。固砂劑漿液的質(zhì)量配 比為固砂劑水=1 4。注漿步序?yàn)橄却蜷_進(jìn)漿閥門4注入固砂劑漿液后關(guān)閉，打開進(jìn)氣閥門6，再打開 注漿閥門7，注漿完成后關(guān)閉進(jìn)氣閥門6和注漿閥門7，然后重復(fù)上一個(gè)循環(huán)，繼續(xù)進(jìn)行注漿 施工。注漿完成等待20min后，即可進(jìn)行開挖施工。
權(quán)利要求
一種暗挖施工砂質(zhì)圍巖注漿加固方法，包括安裝格柵、注漿管安裝以及注漿，其特征在于，1)所述的注漿管采用吹砂成孔法安裝，格柵安裝完成后采用0.8MPa高壓風(fēng)槍吹砂成孔，風(fēng)槍一端接高壓風(fēng)，一端沿注漿管安裝位置緩緩插入砂層吹孔，吹孔深度達(dá)到注漿管長度后快速拔出風(fēng)槍，立即插入注漿管，將注漿管尾部點(diǎn)焊于格柵上固定；2)漿液采用注漿“泵”注入注漿管，注漿“泵”包括儲(chǔ)漿桶(1)、注漿罐(2)、支架(3)，儲(chǔ)漿桶(1)位于注漿罐(2)上方，將拌合好的漿液輸入注漿罐(2)，注漿罐(2)上端設(shè)有進(jìn)氣閥門(6)、泄壓閥門(9)和壓力表(11)，下端設(shè)有注漿閥門(7)和清洗閥門(10)，支架(3)為型鋼三腳架，3)注漿操作流程(1)關(guān)閉進(jìn)漿閥門(4)，將拌合好的漿液倒入儲(chǔ)漿桶(1)；(2)打開進(jìn)漿閥門(4)，漿液由儲(chǔ)漿桶(1)流入注漿罐(2)；(3)關(guān)閉進(jìn)漿閥門(4)，打開進(jìn)氣閥門(6)；(4)查看壓力表(11)，調(diào)節(jié)注漿罐壓力；(5)打開注漿閥門(7)，漿液由注漿罐(2)通過軟管(8)注入注漿管，同時(shí)將下一循環(huán)拌合好的漿液倒入儲(chǔ)漿桶(1)；(6)注完一罐漿后，關(guān)閉進(jìn)氣閥門(6)、注漿閥門(7)，打開進(jìn)漿閥門(4)，開始下一循環(huán)；(7)注漿完成后，立即用清水通過注漿順序清洗儲(chǔ)漿桶(1)、注漿罐(2)和注漿軟管(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種暗挖施工砂質(zhì)圍巖注漿加固方法，其特征在于，所述的 注漿管錐形部位用棉紗填塞密實(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種暗挖施工砂質(zhì)圍巖注漿加固方法，其特征在于，所述的 注漿管安裝，包括注漿管定位采用在鋼格柵上用紅色油漆標(biāo)注的方式進(jìn)行，然后用高壓風(fēng) 槍在相應(yīng)的位置進(jìn)行吹孔，管口外漏于格柵3-5cm，注漿管外插角度為15°，注漿管環(huán)向間 距30cm，從拱頂一直排到拱腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種暗挖施工砂質(zhì)圍巖注漿加固方法，其特征在于，所述的 注漿漿液采用固砂劑單液漿，固砂劑為固態(tài)粉劑，施工前與水拌合，漿液質(zhì)量配合比為固砂 劑水=1 4，漿液的初凝時(shí)間為lOmin，終凝時(shí)間為13min，漿液須邊拌邊注。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種暗挖施工砂質(zhì)圍巖注漿加固方法，其特征在于，所述的 注漿“泵”進(jìn)氣閥門接空壓機(jī)，風(fēng)壓在0. 3 0. SMPa之間，注漿管注漿時(shí)采取“隔一注一”的 方式，注漿量通過儲(chǔ)漿桶控制。
全文摘要
一種暗挖施工砂質(zhì)圍巖注漿加固方法，包括安裝格柵、注漿管安裝以及注漿，所述的注漿管采用吹砂成孔法安裝，格柵安裝完成后采用0.8MPa高壓風(fēng)槍吹砂成孔，風(fēng)槍一端接高壓風(fēng)，一端沿注漿管安裝位置緩緩插入砂層吹孔，吹孔深度達(dá)到注漿管長度后快速拔出風(fēng)槍，立即插入注漿管，將注漿管尾部點(diǎn)焊于格柵上固定；漿液采用注漿“泵”注入注漿管，將拌合好的漿液輸入注漿罐，采用高壓風(fēng)注漿工藝。解決暗挖施工中砂層開挖面漏砂、流砂和坍塌的問題，保證開挖的施工安全和周邊環(huán)境安全，具有施工質(zhì)量穩(wěn)定，注漿的范圍可有效控制，漿液的流失量小，施工質(zhì)量可靠以及施工方法簡單的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21D11/10GK101906976SQ20101022405
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者吳海紅, 孫愛軍, 杜春生, 王小慶, 王福恩, 程賢紅, 鮑俊捷 申請人:中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司