[發明專利]一種置換式旋噴注漿地層加固方法

在審

• 申請號: 201910050555.X
• 申請日: 2019-01-19
• 公開（公告）號: CN109778835A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 劉斐然
• 申請（專利權）人: 王琪
• 主分類號: E02D3/12
• 分類號: E02D3/12;E21D11/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種置換式旋噴注漿地層加固方法，施工機具是由旋噴鉆機、高壓泵、旋噴鉆桿、旋噴鉆頭、噴嘴、壓力傳感器、液控閥門、吸漿口、廢漿貯存處理罐和施工參數控制器等組成。通過在噴嘴的后面設置壓力傳感器，以監測旋噴區域的壓力值；基于旋噴區域監測的壓力值，來控制排漿口上閥門的大小和排漿量；吸排出的置換泥漿收集于廢漿貯存處理罐中，做無害化處置。通過控制旋噴鉆頭與旋噴鉆桿之間的彎折角度，將上浮的廢泥漿排出，解決了在環境影響敏感區域的地層的加固方法，又確保了形成大直徑加固體的質量，能使旋噴注漿加固體直徑達到4.2m，對加固區域的已有建筑物和構筑物的擾動很小，是一種對地層加固的最有效的綠色施工方法。

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，具體來說是一種城市地鐵隧道或高鐵與公路隧道、基坑開挖和城市建(構)筑基礎的加固維修與主動保護技術。

背景技術

在城鎮化方針指引下，城市基礎設施建設的飛速發展，地下空間的開發量越來越大。在一個密集分布管線和地鐵、市政交通隧道、橋梁和建筑樁基的區域，建設新的建筑物或構筑物，需要對這些已有的設施進行保護。此外，大量運營的隧道，已經出現了不同程序的病害或損壞，如隧道結構裂縫、襯砌體露筋、剝落、腐蝕、錯臺、開裂、漏水及結構大變形等問題，直接影響結構使用功能和運行的安全。在對運營隧道的修復加固施工中，不能對原有結構安全造成直接影響或損壞，同時，還不能對鄰近建(構)筑物產生有害性影響，必要時須采取有效的保護措施。

當對已建建筑物和構筑物進行主動性保護時，可采用地基注漿加固或高壓旋噴注漿加固的措施進行修復。在施工過程中應滿足這些建筑物或構筑物的安全運營和使用功能的要求。

目前，傳統的注漿加固或高壓旋噴注漿加固施工法，主要有普通注漿方法，如充填注漿、壓密注漿和劈裂注漿等方法；高壓旋噴注漿，如單重管、雙重管高壓旋噴注漿和三重管高壓旋噴注漿方法。

普通的注漿方法是通過在加固位置鉆孔埋設固定的注漿管，注漿管與引孔的孔壁間設有止漿塞，注漿噴嘴不移動和轉動，定點噴漿，漿液由近及遠向地層中流動，壓力越大，漿液流動的范圍越大，漿液的擴散路徑呈脈狀，不均勻擴散。由于沒有置換，當注漿量和壓力較大時，出現漿液向地層表面流動，或向地下溝槽內流動，漿液和消耗量大，對鄰近構筑物的影響和損害大，加固效果不可控，質量較差。

高壓旋噴方法是先在加固位置鉆孔埋設旋噴注漿管，噴漿嘴安裝在旋噴管的頭部，噴漿嘴隨噴漿管旋轉和提升移動，旋噴管與引孔孔壁之間留有間隙，允許旋噴注射漿液產生的置換泥漿從這個間隙中排出。旋噴嘴噴射的是漿、水和氣流體，壓力越大，切削地基土的能力越強，能使加固漿液擴散一個較大的直徑，形成一個大直徑的加固體。由于氣升效果，能使置換的泥漿能從鉆桿與引孔孔壁之間的間隙排出，但是，隨著施工深度的增加，氣升效果會越來越弱，另外，當間隙堵塞的時候，加固區域的壓力會不斷增加，一方面造成高壓噴嘴的噴射效率會下降，另外會造成地面隆起、擠壓管線、損傷隧道結構等副作用。此外，沿鉆桿與引孔孔壁之間的間隙隨意排出的泥漿清理十分困難，對施工結束后快速恢復是無法實現的。傳統高壓旋噴注漿加固施工時，引孔和注漿壓力等參數監測水平較低，導致形成的加固體質量難以達到設計要求。

可以說，傳統的注漿加固或高壓旋噴注漿加固施工法用于地層加固、已有建筑物和構筑物維修，無法灌足加固的質量、對鄰近建筑物保護和施工過程安全規定的要求。因此，需要創新的技術來滿足地基加固及對已有建筑物和構筑物保護的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，克服現有高壓旋噴注漿加固地層及修復隧道和地下結構病害產生的副作用，如對相鄰建(構)筑物的擾動與損傷，加固體質量差、施工過程產生的廢棄物排放量大，施工周期長，提供一種置換式旋噴注漿地層加固方法。

為達到上述目的，本發明專利采用的技術方案是：一種置換式旋噴注漿的施工機具，是由旋噴鉆機、高壓泵、旋噴鉆桿、旋噴鉆頭、噴嘴、壓力傳感器、吸排泥漿閥門、吸漿口、廢漿貯存處理罐和施工參數控制器等組成。