[發明專利]一種地層預加應力超前開挖穩定性控制方法

有效

• 申請號: 201810668980.0
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108914911B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 劉人太;李衛;王雪亮;韓偉偉;李志鵬;姜鵬;王曉晨;周恒
• 申請（專利權）人: 山東大學;中鐵工程設計咨詢集團有限公司;山東科技大學;山東交通學院
• 主分類號: E02D3/00
• 分類號: E02D3/00;E02D3/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明公開了一種地層預加應力超前開挖穩定性控制方法，確定地層的物理參數以及確定鉆孔深度和半徑；分析不同注漿紡織袋長度所對應的巖土體位移場的分布情況，確定紡織袋的長度；確定特定地層條件下的注漿壓力；分析不同鉆孔間距下的巖土體最大水平位移，確定合理的鉆孔間距；依據獲得的鉆孔間距和鉆孔深度進行鉆孔；將加工好的包覆有紡織袋的注漿管下放入鉆孔中，下放過程中應注意紡織袋的完整性，避免因刮破等原因造成漏漿跑漿；施加水平應力：通過紡織袋注漿管同時向多個紡織袋中注入雙液漿，撐起紡織袋，紡織袋撐起工序應同時進行，在紡織袋周圍形成預加地應力，地層被擠壓后密實度增加；注漿加固。

技術領域

本發明涉及一種適用于軟弱、富水地層的加固技術，特別是涉及一種適用于軟弱、富水地層的地層預加應力超前開挖穩定性控制方法。

背景技術

城市軌道交通工程修建過程中，經常穿越富水軟弱破碎帶，在工程擾動與地下水作用下基坑涌水問題頻發。基坑底部涌水區域主要分布雜填土及粉質粘土，止漿巖帽強度不足、巖土體軟弱且密實度較低，缺少安全穩定的止漿體，注漿過程中注漿管與地層間縫隙易發生跑漿，漿液無法有效注入治理區域地層；鉆孔過程中極易發生塌孔和卡鉆事故，不適宜施作長距離鉆孔，上述問題導致漿液擴散不均勻，目標地層加固效果差，為控制漿液擴散范圍，提高注漿加固效果，需要采用地層預加應力控制注漿方法進行注漿加固。

發明內容

本發明的目的在于提出一種適用于軟弱、富水地層的預加應力控制注漿方法，該技術采用紡織土工布和雙液漿材在目標加固區域上方注漿管外壁形成穩定樁體，同時擠密周圍地層，大幅度提高樁體外側地層密實度及抗剪強度、抗滲性等性能，形成安全穩定的止漿體，有效隔絕注漿過程中的垂直劈裂通道，減少漿液上返以及無序擴散，極大提高目標加固區域內的漿液留存率，提高注漿加固效果，確保漿液有效注入治理區域地層，具有地層適應性強、施工效率高、使用范圍廣，加固效果好等優點。

本發明具體技術方案如下：

一種地層預加應力超前開挖穩定性控制方法，包括以下步驟：

步驟1：根據地層結構，結合地勘資料及室內試驗，確定地層的物理參數以及確定鉆孔深度和半徑，其中地層的物理參數包括粘聚力、泊松比、彈性模量；；

步驟2：依據步驟1中確定的地層物理參數，建立有限元分析模型；分析不同注漿紡織袋長度所對應的巖土體位移場的分布情況，確定紡織袋的長度；

步驟3：依據步驟1中確定的地層物理參數以及步驟2中確定的紡織袋的長度，建立有限元分析模型；分析不同注漿壓力下的巖土體最大水平位移，確定特定地層條件下的注漿壓力；

步驟4：依據步驟1中確定的地層物理參數、依據步驟3中確定的注漿壓力以及步驟2中確定的紡織袋的長度，建立有限元分析模型；分析不同鉆孔間距下的巖土體最大水平位移，確定合理的鉆孔間距；

步驟5：依據步驟1-4獲得的鉆孔間距和鉆孔深度進行鉆孔；將加工好的包覆有紡織袋的注漿管下放入鉆孔中；

步驟6施加水平應力：通過紡織袋注漿管同時向多個紡織袋中注入雙液漿，撐起紡織袋，紡織袋撐起工序應同時進行，在紡織袋周圍形成預加地應力，地層被擠壓后密實度增加；

步驟7注漿加固：地層施加預應力被擠密壓實后，在地層注漿管內進行注漿加固，形成注漿加固區。

進一步的，步驟1中所述的鉆孔深度小于待加固地層50cm左右。

進一步的，步驟1中所述的鉆孔半徑結合經驗值和鉆機的型號進行確認。

進一步的，所述的紡織袋在下放過程中應注意紡織袋的完整性，避免因刮破等原因造成漏漿跑漿。

進一步的，所述的注漿加固層位于擠密區的方向。

進一步的，不同的地層結構對應的紡織袋的長度、注漿壓力和鉆孔間距不同。