[發明專利]一種確定錨桿注漿時注漿液擴散范圍及規律的方法

有效

• 申請號: 201510188563.2
• 申請日: 2015-04-18
• 公開（公告）號: CN104895595B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 王琦;李術才;江貝;王富奇;任堯喜;高松;潘銳;何紹衡;曾昭楠;樊祥福;梁艷紅;姜作華;董華旭;劉文江;李培;李軍偉
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東天勤礦山機械設備有限公司
• 主分類號: E21D20/02
• 分類號: E21D20/02;E21F17/18;G06F17/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及注漿技術領域，尤其涉及一種確定錨桿注漿時注漿液擴散范圍及規律的方法。

背景技術

近年來，錨桿支護技術在維護巷道穩定中的應用范圍不斷擴大，錨注支護是固結破碎巖體的主要方法，通過中空錨桿體的壓力注漿，可達到固結破碎巖體，改良巖體，隔斷地下水及桿體防腐,從而達到良好的支護目的。而確定注漿擴散半徑是進行注漿設計及質量評價的重要環節，決定著注漿效果的優劣。盡管國內外學者推導出一些滲透注漿漿液擴散半徑的計算方法，但這些方法往往是在假設注漿孔與被注巖層層面呈垂直狀態下獲得的，且往往需要一些工程上很難獲得的參數，這樣也就嚴重影響了公式的應用性。目前還沒有系統的可以在實地施工中應用的確定注漿液擴散范圍的方法，在實際的工程實踐中工程技術專家一般只是憑借自己的工程實踐經驗進行設計和質量的評價，這樣就帶有很大的盲目性。

根據現有資料的記載，目前研究中存在的比較突出的問題是：

(1)很多注漿擴散理論對漿液流型的確定缺乏系統研究。從目前掌握的資料看，前人的研究多局限于某一局部范圍，全局性的系統研究較少。

(2)目前關于漿液流型和流變參數時變性的研究中，存在著不少矛盾之處。有的理論將某一特定的實驗結果用于所有情形，這顯然是不合適的。有的研究人員沒有充分考慮引用文獻的試驗條件和局題情況，將其直接引用在自己的研究中，這就直接導致了錯誤的結果。因次，需要對不同漿液的粘度等流變參數的時變性進行比較系統的研究，以對這些論斷加以辨別澄清，并在此基礎上建立新的注漿擴散規律。

(3)單純的理論模擬研究計算確定注漿液擴散半徑不精確。漿液在巖體裂隙中先是發生擴散流動的機械運動，然后又發生凝結硬化的物化作用。通常把以鉆孔中心為原點的漿液填充范圍叫擴散半徑。由于漿液在裂隙中的擴散實際上是不規則的，所以從理論上精確的計算擴散半徑是很困難的。雖然很多文獻資料致力于建立一個能夠預測裂隙注漿擴散范圍的模型，并推導出擴散半徑公式，但由于在建立模型和推導公式時需要盡可能地考慮各種地質條件，如裂隙開度、滲透性、裂隙粗糙度、是否有充填物、裂隙平直度、裂隙方位傾角、裂隙分布情況和連通性、裂隙地層地下水壓力和流動、裂隙面是否張開等和各種工程因素如漿液粘度和切力、漿液中顆粒大小、注漿壓力和流量、施工方法等，而這些條件又是如此復雜多變，所以想通過理論實驗建立一個包含所有因素并適合所有情形的注漿擴散方程式不可能的。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提出了一種確定錨桿注漿時注漿液擴散范圍及規律的方法，該方法先通過地質雷達、鉆孔電視等地質觀測手段大致確定漿液擴散范圍，以該范圍確定以滲壓計為基礎布設的滲壓監測網絡監測單元點的位置參數，再通過滲壓監測網絡精確地確定錨注支護時注漿液的擴散范圍及擴散規律，可以實現對注漿過程和注漿質量的有效控制。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種確定錨桿注漿時注漿液擴散范圍及規律的方法，包括以下步驟：

步驟一：完成地下硐室工程錨注支護的錨桿安裝與注漿；

步驟二：通過地質觀測手段初步確定漿液在圍巖中的擴散范圍；

步驟三：根據步驟二的探測結果，確定滲壓監測網絡，以注漿孔為原點，建立三維直角坐標系；在滲壓監測網絡中設計監測點的空間位置并確定各監測點的三維坐標；

步驟四：在設計好的監測點位置處，布設高精度紅外滲壓計；

步驟五：將紅外滲壓計監測到的數據傳送至數據處理終端；

步驟六：數據處理終端根據所得數據分別擬合出漿液擴散至監測點的壓力與注漿壓力以及監測點至注漿孔距離的函數關系式、漿液擴散至監測點的速度與注漿壓力以及監測點至注漿孔距離的函數關系式、擴散半徑與注漿壓力的函數關系式；

步驟七：繪制注漿液壓力與漿液擴散范圍空間分布圖，根據空間分布圖得到錨注支護漿液擴散規律。

所述步驟一中，對錨桿進行注漿，待注漿完成后，對錨桿的注漿孔封口；

封口方法具體為：采用錨桿臺車或風槍鉆孔，將環形聚酯薄膜密封包裹的馬麗散和環形聚酯薄膜密封包裹的水依次套在注漿錨桿桿體尾部，再將帶圓形孔洞環形擋板和無孔洞環狀擋板固定在馬麗散和水兩端，將注漿錨桿和排氣管同時插入孔內，將包裹馬麗散和水的環形聚酯薄膜穿破，用封閉器塞住帶圓形孔洞環形擋板的缺口，馬麗散遇水后在十幾秒內發生反應，迅速膨脹，達到與圍巖粘結封孔效果。

所述步驟二中，所述滲壓監測網絡包括地質觀測初步測得的主要漿液擴散區、漿液擴散衰減區以及漿液擴散邊界區。