一種暗挖隧道超深孔注漿用套殼料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用在填海區(qū)域軟弱底層、硬塑性粘土層、全強(qiáng)風(fēng)化地層中暗挖隧道超深孔注漿用套殼料。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的暗挖隧道超深孔注漿方式存在如下技術(shù)問題:由于在填海區(qū)域存在填石、砂層、淤泥等軟弱地層，從地表往下為回填土層、全、強(qiáng)風(fēng)化混合花崗片麻巖，地下水豐富，主要為孔隙水、局部為基巖裂隙水，滲透性強(qiáng)、水量大，地下風(fēng)化巖具有遇水易崩解的特點(diǎn)。此類地層暗挖隧道施工，存在很大的技術(shù)難度和風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有的隧道內(nèi)水平深孔或地表垂直注漿無法應(yīng)用在填海區(qū)域軟弱底層、硬塑性粘土層、全強(qiáng)風(fēng)化地層中。
[0003]此外，目前的隧道水平或垂直注漿結(jié)構(gòu)受注漿管材料、套殼料、注漿孔布置設(shè)計(jì)等因素的限制，其注漿結(jié)果通常在25米深度以內(nèi)。
[0004]現(xiàn)有暗挖隧道注漿中的袖閥管承受的壓力有限，容易出現(xiàn)因串漿而引起的袖閥管內(nèi)進(jìn)漿問題以及因袖閥管變形而導(dǎo)致的卡管問題?，F(xiàn)有使用的袖閥管結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、無法重復(fù)使用。此外，現(xiàn)有的套殼料耐壓程度不夠，容易出現(xiàn)在高壓注漿時(shí)漿液外溢的情況。
[0005]為了順應(yīng)城市發(fā)展需求，確保隧道施工和結(jié)構(gòu)安全，進(jìn)行合理的隧道周圍地層注漿加固是十分重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種暗挖隧道超深孔注漿用套殼料，在高壓注漿時(shí)耐受高壓，能夠克服注漿過程中因串漿而引起的袖閥管內(nèi)進(jìn)漿問題以及因袖閥管變形而導(dǎo)致的卡管問題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種暗挖隧道超深孔注漿用套殼料，用以在暗挖隧道超深孔注漿中耐受高壓，以保證高壓注漿時(shí)的注漿漿液不外溢，其特征在于，套殼料主要由水泥、膨潤土、水以及外加劑混合而成，其中:水泥、膨潤土、水以及外加劑的體積比為:1:m:n:0.03，其中:m的取值范圍為(1.2，1.5)，η的取值范圍為(1.5，2)，用以使套殼料漿液在高壓注漿時(shí)耐受高壓；套殼料漿液的凝固時(shí)間和強(qiáng)度增長速率控制在2-5天內(nèi)滿足灌楽條件。
[0008]其中，套殼料是在暗挖隧道超深孔注漿的鉆孔作業(yè)后的鉆孔孔底自下而上灌注而成。
[0009]其中，注漿漿液為混合有水玻璃溶液的超細(xì)水泥漿或硅酸鹽水泥漿，超細(xì)水泥漿或硅酸鹽水泥漿與水玻璃溶液的體積比為:1:a，其中:a的取值范圍為(0.5，I);超細(xì)水泥漿或硅酸鹽水泥漿中水和水泥的體積比為:b:1，其中:b的取值范圍為(0.6，I);水玻璃溶液的濃度為45Be’，模數(shù)為n，其中，η的取值范圍為(2.4，2.8)。
[0010]其中，注漿漿液的擴(kuò)散半徑范圍在0.5m-1.5m之間，高壓注漿時(shí)的壓力在lMpa_3Mpa。
[0011 ] 其中，鉆孔作業(yè)所使用的鉆機(jī)包括:在地表上進(jìn)行泥漿護(hù)壁垂直鉆孔時(shí)使用的地質(zhì)鉆機(jī)或在洞內(nèi)水平鉆孔時(shí)使用的跟管鉆機(jī)，鉆孔的孔徑不小于130mm。
[0012]本發(fā)明所提供的暗挖隧道超深孔注漿用套殼料，具有如下有益效果:套殼料中水泥、膨潤土、水以及外加劑的體積比為:1:m:n:0.03，其中:m的取值范圍為(1.2，1.5)，η的取值范圍為(1.5，2)，使其具有脆性高、收縮性小、力學(xué)強(qiáng)度適中等優(yōu)點(diǎn)，可以使套殼料漿液在高壓注漿時(shí)耐受高壓，能夠克服注漿過程中因串漿而引起的袖閥管內(nèi)進(jìn)漿問題以及因袖閥管變形而導(dǎo)致的卡管問題。此外，該套殼料體積比還能夠?qū)崿F(xiàn)凝固時(shí)間和強(qiáng)度增長速率的平衡。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例暗挖隧道超深孔注漿注漿方法的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例暗挖隧道超深孔注漿結(jié)構(gòu)的套殼料的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明實(shí)施例暗挖隧道超深孔注漿結(jié)構(gòu)的袖閥管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明實(shí)施例暗挖隧道超深孔注漿結(jié)構(gòu)的注漿芯管的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(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。
[0019]結(jié)合參見圖1-圖4，為本發(fā)明一種暗挖隧道超深孔注漿方法的實(shí)施例一。
[0020]如圖2所示，本發(fā)明公開了一種暗挖隧道超深孔注漿用套殼料，用以在暗挖隧道超深孔注漿中耐受高壓，以保證高壓注漿時(shí)的注漿漿液不外溢，可以應(yīng)用在下述暗挖隧道超深孔注漿方法的步驟S20中(如圖2所示的標(biāo)注3為灌注完成后的套殼料結(jié)構(gòu))。
[0021]本實(shí)施例中的套殼料是在暗挖隧道超深孔注漿的鉆孔作業(yè)后的鉆孔孔底自下而上灌注而成，其主要由水泥、膨潤土、水以及外加劑混合而成，其中:水泥、膨潤土、水以及外加劑的體積比為:1:m:n:0.03，其中:m的取值范圍為(1.2,1.5)，η的取值范圍為(1.5,2),用以使套殼料漿液在高壓注漿時(shí)耐受高壓。
[0022]水泥、膨潤土、水以及外加劑的體積比可以保持套殼料的脆性較高，收縮性小，力學(xué)強(qiáng)度適宜。能夠?qū)崿F(xiàn)防止串漿的情況下兼顧開環(huán)，使在橡膠套和止?jié){塞的作用下，迫使在灌漿段范圍內(nèi)擠破套殼料而進(jìn)入地層。
[0023]其它實(shí)施方式中，套殼料水泥、膨潤土、水以及外加劑的漿液的比重為1.5，漏斗粘度24-26s，其能夠?qū)崿F(xiàn)套殼料漿液的凝固時(shí)間和強(qiáng)度增長速率控制在2-5天內(nèi)，以最優(yōu)的效率滿足灌漿條件。
[0024]優(yōu)選的，套殼用量=1.3X Ji *R*H。其中:R=鉆孔半徑*2-袖閥管半徑*2，H=注漿段高度。
[0025]具體實(shí)施時(shí)，套殼料澆注成孔后，將鉆桿下到孔底，用泥漿泵將拌好的套殼料經(jīng)鉆桿注入孔內(nèi)注漿段。其中:止?jié){固管料為混合有速凝劑的速凝水泥漿，其中:所述速凝劑為水玻璃或氯化媽，水泥楽中水和水泥的體積比為:1:1.5。
[0026]進(jìn)一步的，還包括制備注漿漿液的步驟，其中:注漿漿液為混合有水玻璃溶液的超細(xì)水泥漿或硅酸鹽水泥漿，超細(xì)水泥漿或硅酸鹽水泥漿與水玻璃溶液的體積比為:1:a，其中:a的取值范圍為(0.5，I);超細(xì)水泥楽或娃酸鹽水泥楽中水和水泥的體積比為:b:1，其中:b的取值范圍為(0.6，I);水玻璃溶液的濃度為45Be’，模數(shù)為n，其中:n的取值范圍為(2.4,2.8)0
[0027]優(yōu)選的，注漿漿液的擴(kuò)散半徑范圍在0.5m-l.5m之間，注漿孔間距為1.0-2.0m,高壓注漿時(shí)的壓力在lMpa_3Mpa。
[0028]具體實(shí)施時(shí)，本實(shí)施例中的暗挖隧道超深孔注漿方法包括以下步驟:步驟S10，在洞內(nèi)水平鉆孔或地表上進(jìn)行泥漿護(hù)壁垂直鉆孔；具體實(shí)施時(shí)，在洞內(nèi)水平鉆孔使用跟管鉆機(jī)鉆進(jìn)，鉆孔孔徑130_。在此過程中，配合使用制漿設(shè)備、高壓主雙液注漿泵并設(shè)置三通管路運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)單雙漿液的注漿施工。在地表上進(jìn)行泥漿護(hù)壁垂直鉆孔時(shí)，可以使用地質(zhì)鉆機(jī)，套管護(hù)壁。在此過程中，配合使用制漿設(shè)備、高壓主雙液注漿泵并設(shè)置三通管路運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)單雙漿液的注漿施工。
[0029]進(jìn)一步的，步驟SlO之前還包括:搭設(shè)施工平臺(tái)，測(cè)量鉆孔的孔位及校正鉆機(jī)方位和傾角的步驟。該步驟可為超深孔注漿的安全作業(yè)做好準(zhǔn)備。同時(shí)，測(cè)量鉆孔的孔位及校正鉆機(jī)方位和傾角的步驟可對(duì)注漿孔進(jìn)行有效且合理的布置，可有效規(guī)避局部基巖裂隙水的問題。
[0030]步驟S20，將配制好的套殼料送至鉆孔的孔底，自下而上對(duì)套殼料進(jìn)行灌注；其步驟可使套殼料既能在一定的壓力下，壓開填料進(jìn)行橫向注漿，又能在高壓注漿時(shí)，阻止?jié){液沿孔壁或管壁流出地表。
[0031]步驟S30，制作底部封閉的袖閥管，并將其垂直壓入鉆孔內(nèi)，使袖閥管的中心軸線位于鉆孔的中心位置。其中:垂直壓入鉆孔可使在注漿過程中袖閥管周圍各個(gè)部分的壓力均衡，防止引發(fā)崩解等危險(xiǎn)。
[0032]進(jìn)一步的，步驟S30之后還包括:配置止?jié){固管料，在袖閥管上安裝止?jié){環(huán)，并在袖閥管的射漿孔的上部區(qū)域內(nèi)注入止?jié){固管料直至孔口的止?jié){固管料凝固；其中:止?jié){固管料的凝固時(shí)間控制在2-5天以內(nèi)。
[0033]具體實(shí)施時(shí)，套殼料澆注成孔后，將鉆桿下到孔底，用泥漿泵將拌好的套殼料經(jīng)鉆桿注入孔內(nèi)注漿段。
[0034]進(jìn)一步的，還包括制備注漿漿液的步驟，其中:注漿漿液為混合有水玻璃溶液的超細(xì)水泥漿或硅酸鹽水泥漿，超細(xì)水泥漿或硅酸鹽水泥漿與水玻璃溶液的體積比為:1:a，其中:a的取值范圍為(0.5，I);超細(xì)水泥楽或娃酸鹽水泥楽中水和水泥的體積比為:b:1，其中:b的取值范圍為(0.6，I);水玻璃溶液的濃度為45Be’，模數(shù)為n，其中:n的取值范圍為(2.4,2.8)0
[0035]步驟S40，在袖閥管內(nèi)置入注漿芯管，通過注漿芯管對(duì)袖閥管進(jìn)行第一次注漿。
[0036]具體實(shí)施時(shí)，第一次注漿為自下而上進(jìn)行的分段間歇性注漿，注漿漿液為上述制備注漿漿液步驟中所制備的漿液，注漿漿液的擴(kuò)散半徑范圍在0.5m-l.5m之間，注漿孔間距為1.0-2.0m,高壓注漿時(shí)的壓力在lMpa-3Mpa。
[0037]優(yōu)選的，步驟S40還包括監(jiān)測(cè)地面及建筑物的沉降情況的步驟，用以控制注漿前后建筑物的上抬量不得超過2mm，其中:當(dāng)發(fā)現(xiàn)被加固建筑物有上抬的趨勢(shì)，即停止注漿，待消除安全隱患后繼續(xù)作業(yè)。
[0038]步驟S50，通過注漿芯管對(duì)袖閥管進(jìn)行第二次注漿。第二次注漿為自下而上進(jìn)行的分段間歇性注漿，注漿漿液為上述制備注漿漿液步驟中所制備的漿液，注漿漿液的擴(kuò)散半徑范圍在0.5m-1.5m之間，注漿孔間距為1.0-2.0m,高壓注漿時(shí)的壓力在lMpa_3Mpa。
[0039]優(yōu)選的，步驟S50還包括監(jiān)測(cè)地面及