[發明專利]一種高流速地下水富水砂層的高壓旋噴注漿加固方法

有效

• 申請號: 202110275672.3
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN112943266B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 吉小明;陳葉基;唐鈺;李徽;周朋慶
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 余勝茂

本發明公開了一種對具有高流速地下水的富水砂層進行高壓旋噴注漿加固的方法，包括以下步驟：對富水砂層進行勘察，確定高壓旋噴樁機的鉆孔位置；將高壓旋噴樁機的鉆頭對準孔位中心，同時制備聚氨酯?水玻璃漿液和水泥?水玻璃漿液；高壓旋噴樁機鉆孔，使鉆頭鉆孔至設計標高；在鉆孔中先注入聚氨酯?水玻璃漿液，利用聚氨酯?水玻璃漿液遇水發生化學反應生成不溶于水的凝膠體的特性對富水砂層進行止水堵水，待聚氨酯?水玻璃漿液完全凝結后再注入水泥?水玻璃漿液，利用水泥?水玻璃漿液固結體強度高的特性對富水砂層進行加固；完成后，用水泥?水玻璃漿液繼續注漿，確保完全注漿。本發明的方法可以實現對富水砂層進行堵水加固，且效果更好。

技術領域

本發明涉及一種隧道及地下工程施工方法，具體為一種對具有高流速地下水的富水砂層進行高壓旋噴注漿加固的方法。

背景技術

隨著地下空間開發的迅猛發展，越來越多的隧道工程在施工過程中都會遇到富水砂層，富水砂層水源豐富，地下水滲流速度大，具有一定承壓性，可能引起涌水、涌沙坍塌事故，從而影響到地面、周邊環境的安全，同時也嚴重影響工程進度和施工質量，甚至導致工程無法進行或者造成人員傷亡等事故的發生，從而造成巨大的經濟損失。因此，在遇到富水砂層時，往往需要進行注漿堵水加固，才能進行隧道施工。

目前在淺埋隧道圍巖注漿加固中最常用的注漿方法是地面高壓旋噴樁注漿法。高壓旋噴樁注漿方法是一種最早由日本引入、利用高壓水力噴射切割機理, 將土、化學漿液或水泥漿液攪拌在一起加固圍巖的方法，該方法具有施工占地少、振動小、噪音較低等優點。

現有的高壓旋噴樁注漿方法常選用的注漿材料有單液水泥漿和水泥—水玻璃雙液漿。富水砂層中地下水滲流速度較大，由于受地下動水沖刷、稀釋滲流的作用，若采用單液水泥漿作為注漿材料，則砂層中的水泥顆粒在尚未固化前容易被高流速的地下水從砂層孔隙中沖走，從而使旋噴樁樁體受到不同程度離析、侵蝕，導致旋噴樁的樁徑縮小、斷樁幾率大大增加，富水砂層難以得到有效加固。水泥—水玻璃雙液漿雖然對富水砂層具有一定的堵水作用，但其漿液凝固時間可控性差，固結體早期強度低、抗水性和耐久性差。

目前市面上也存在許多化學注漿材料，但化學注漿材料普遍存在價格昂貴、制作工藝繁瑣、容易污染周邊環境等缺點，單獨使用化學注漿材料并未能對富水砂層產生很好的堵水加固效果。

發明內容

本發明在于克服現有技術的不足，提供一種對具有高流速地下水的富水砂層進行高壓旋噴注漿加固的方法，所述方法可以實現對富水砂層進行堵水加固，且效果更好。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：

一種對具有高流速地下水的富水砂層進行高壓旋噴注漿加固的方法，包括以下步驟：

(1)、對需要進行堵水加固的富水砂層進行勘察，確定高壓旋噴樁機的鉆孔位置；

(2)、將高壓旋噴樁機移動到指定樁位，將鉆頭對準孔位中心；同時制備聚氨酯-水玻璃漿液以及水泥-水玻璃漿液以備用；

(3)、采用高壓旋噴樁機鉆孔，使鉆頭在預定樁位鉆孔至設計標高；

(4)、在所有鉆孔中先注入聚氨酯-水玻璃漿液，利用聚氨酯-水玻璃遇水發生化學反應生成不溶于水的凝膠體的特性對富水砂層進行止水堵水，待所注入的聚氨酯-水玻璃漿液完全凝結后再注入水泥-水玻璃漿液，利用水泥-水玻璃漿液固結體強度高的特性對富水砂層進行加固；

(5)、噴射注漿作業完成后，用水泥-水玻璃漿液繼續注漿，直到完全注漿。

優選的，所述聚氨酯-水玻璃漿液包括以下重量份的原料：水玻璃2～3份、水溶性聚氨酯注漿材料80～100份和催化劑2～8份。

優選的，所述水泥-水玻璃漿液包括以下重量份的原料：水玻璃1～2份、 P.O.42.5普通硅酸鹽水泥90～100份、水50～80份、減水劑1～3份、早強劑2～5份和速凝劑1～2份。