一种不均质松散体的注浆加固方法

摘要

本发明提供一种不均质松散体的注浆加固方法，包括：通过钻进入松散体中的跟管和软质PVC管对极不均质松散体进行注浆加固，钻进跟管采用高风压通过锚杆钻机施工进入松散体内部，跟管管身钻设一定间距的孔眼，软质PVC管必须插入到距孔底一定距离，软质PVC管和跟管之间随着注浆时间的推移不断自动形成由水泥‑水玻璃浆液凝固构成的自形成止浆塞，跟管孔口位置附近要采用编织袋和水泥‑水玻璃浆液结石体封堵跟管与岩壁之间、跟管与软质PVC管之间的缝隙。本发明提出的极不均质松散体中的注浆加固方法具有普遍适应性，且操作简单、快捷，易于工人掌握。该方法解决了松散体中孔内注浆事故多发、注浆范围扩散不足或过大等难题。

权利要求

1.一种不均质松散体的注浆加固方法，其特征在于，包括：

通过锚杆钻机施工使管身钻设预定间距孔眼的跟管钻进进入松散体内部，向所述跟管内部插入软质PVC管，插入的所述软质PVC管距所述跟管的孔底为预定距离，所述预定距离为：软质PVC管插入到跟管孔内距孔底距离为0.3～0.5m，经所述跟管和软质PVC管向不均质松散体内注入水泥-水玻璃浆液进行注浆加固，注浆方式为：孔底全孔一次注浆、孔口封孔以及孔口处插入排气管，注浆过程中在所述软质PVC管和所述跟管之间自动形成由水泥-水玻璃浆液凝固构成的自形成止浆塞；

所述水泥-水玻璃浆液的凝结时间为200s，该种凝结时间的水泥-水玻璃浆液在松散体中的竖向向下扩散距离为5.0～6.0m，其他三个方向扩散距离2.5～3.0m。

2.根据权利要求1所述的一种不均质松散体的注浆加固方法，其特征在于，所述通过锚杆钻机施工使管身钻设预定间距孔眼的钻进跟管进入松散体内部为：通过高风压的锚杆钻机将跟管施工进入松散体内部并到达基岩位置；

所述经所述跟管和软质PVC管向不均质松散体内注入水泥-水玻璃浆液进行注浆加固为：采用双液灰浆泵经钻进跟管和软质PVC管向不均质松散体内注入水泥-水玻璃浆液进行注浆加固；

所述注浆方式中的孔口封孔为：在所述跟管的孔口位置处采用编织袋和水泥-水玻璃浆液结石体封堵该跟管与岩壁之间、该跟管与软质PVC管之间的缝隙。

3.根据权利要求2所述的一种不均质松散体的注浆加固方法，其特征在于，所述方法中，高风压的锚杆钻机为采用配套的高风压空压机排气压力不小于1.3MPa的锚杆钻机。

4.根据权利要求2所述的一种不均质松散体的注浆加固方法，其特征在于，所述在所述跟管的孔口位置处采用编织袋和水泥-水玻璃浆液结石体封堵该跟管与岩壁之间、该跟管与软质PVC管之间的缝隙中，整体封堵长度不小于30cm，其中水泥-水玻璃浆液结石体堵塞长度为10cm，水泥-水玻璃浆液的凝结时间为25～45s。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种不均质松散体的注浆加固方法，其特征在于，所述管身钻设预定间距孔眼的钻进跟管为：跟管管身出浆孔眼间距30cm，孔眼在管身上呈梅花形布置。

说明书

一种不均质松散体的注浆加固方法

技术领域

[0001] 本发明属于岩石力学与注浆工程领域，涉及一种岩体注浆加固方法，特别适合松散破碎岩体、极不均质松散体的注浆加固方法。

背景技术

[0002] 近年来，随着我国基础设施建设的不断发展，受到地质条件或基建要求的限制，铁路路基、隧道洞口加固、巷道中垮塌松散体加固二次掘进、排土场边坡加固、地下矿山大垮塌主溜井封堵、井筒垮塌事故抢险救援等重要工程必须在复杂的松散体地层中进行，穿过松散体地层的最常用方式是注浆，且一般采用控制性的水泥-水玻璃浆液。目前，对于松散体中水泥-水玻璃浆液注浆也仅仅在隧道等塌方体中进行小规模的尝试和应用，且对松散体中水泥-水玻璃浆液的注浆方式、注浆机理不明确，现场实施中很容易注浆扩散范围不足或过大、浆液窜入止浆塞后部抱住止浆塞无法拔出等孔内事故，严重影响着注浆施工进度和注浆施工质量。因此，如何对极不均质、非饱和、多空隙等复杂条件下大体积松散体进行注浆加固是亟待解决的问题。

发明内容

[0003] 基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种不均质松散体的注浆加固方法，能对不均质松散体进行注浆加固。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种不均质松散体的注浆加固方法，包括：

[0005] 通过锚杆钻机施工使管身钻设预定间距孔眼的跟管钻进进入松散体内部，向所述跟管内部插入软质PVC管，插入的所述软质PVC管距所述跟管的孔底为预定距离，经所述跟管和软质PVC管向不均质松散体内注入水泥-水玻璃浆液进行注浆加固，注浆方式为：孔底全孔一次注浆、孔口封孔以及孔口处插入排气管，注浆过程中在所述软质PVC管和所述跟管之间自动形成由水泥-水玻璃浆液凝固构成的自形成止浆塞。

[0006] 本发明的有益效果：该方法通过采用特定的钻进跟管进入松散体内部，并在该钻进跟管内按特定方式插入软质PVC管，并按孔底全孔一次注浆、孔口封孔以及孔口处插入排气管进行注浆加固，确保了采用水泥-水玻璃浆液对大体积极不均质松散体进行有效注浆加固，具有普遍适应性，且操作简单、快捷，易于工人掌握。该方法解决了松散体中孔内注浆事故多发、注浆范围扩散不足或过大等难题。

附图说明

[0007] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

[0008] 图1为本发明实施方式提供的注浆加固方法示意图；

[0009] 图2为本发明实施方式提供的注浆加固方法原理示意图；

[0010] 图中各标号对应的名称为：1-排气管；2-水泥浆管；3-水玻璃管；4-水泥-水玻璃浆液注浆管；5-快凝水泥-水玻璃浆液结石体堵塞结构；6-塞紧编织袋；7-围岩；8-管身出浆孔眼；9-跟管；10-松散体；11-自形成止浆塞1；12-自形成止浆塞2；13-自形成止浆塞3；14-水泥-水玻璃浆液结石体。

具体实施方式

[0011] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

[0012] 本发明实施例提供一种不均质松散体的注浆加固方法，是一种对极不均质松散体的注浆加固方法，其施工示意如图1所示，包括：

[0013] 通过锚杆钻机施工使管身钻设预定间距孔眼的跟管钻进进入松散体内部，向所述跟管内部插入软质PVC管，插入的所述软质PVC管距所述跟管的孔底为预定距离，以水泥-水玻璃浆液为加固注浆经所述软质PVC管对不均质松散体进行注浆加固，注浆方式为：孔底全孔一次注浆、孔口封孔以及孔口处插入排气管，注浆过程中在所述软质PVC管和所述跟管之间自动形成由水泥-水玻璃浆液凝固构成的自形成止浆塞。

[0014] 上述注浆加固方法中，通过锚杆钻机施工使管身钻设预定间距孔眼的钻进跟管进入松散体内部为：通过高风压的锚杆钻机将跟管施工进入松散体内部并到达基岩位置；

[0015] 所述以水泥-水玻璃浆液为加固注浆经所述软质PVC管对不均质松散体进行注浆加固为：采用双液灰浆泵经钻进跟管和软质PVC管向不均质松散体内注入水泥-水玻璃浆液进行注浆加固；

[0016] 所述注浆方式中的孔口封孔为：在所述跟管的孔口位置处采用编织袋和水泥-水玻璃浆液结石体封堵该跟管与岩壁之间、该跟管与软质PVC管之间的缝隙。

[0017] 上述注浆加固方法中，方法中，高风压的锚杆钻机为采用配套的高风压空压机排气压力不小于1.3MPa的锚杆钻机。

[0018] 上述注浆加固方法中，在所述跟管的孔口位置处采用编织袋和水泥-水玻璃浆液结石体封堵该跟管与岩壁之间、该跟管与软质PVC管之间的缝隙中，整体封堵长度不小于30cm，其中水泥-水玻璃浆液结石体堵塞长度为10cm，水泥-水玻璃浆液的凝结时间为25～
45s。

[0019] 上述注浆加固方法中，管身钻设预定间距孔眼的钻进跟管为：跟管管身出浆孔眼间距30cm，孔眼在管身上呈梅花形布置。

[0020] 上述注浆加固方法中，插入的所述软质PVC管距所述跟管的孔底为预定距离为：软质PVC管插入到跟管孔内距孔底距离为0.3～0.5m。

[0021] 上述注浆加固方法中，水泥-水玻璃浆液的凝结时间为200s，该种凝结时间的水泥-水玻璃浆液在松散体中的竖向向下扩散距离为5.0～6.0m，其他三个方向扩散距离2.5～3.0m。

[0022] 本发明注浆加固方法的关键在于：注浆过程中能自动形成自形成止浆塞结构。该方法的注浆原理具体为：在水泥-水玻璃浆液灌入到孔底后在自重应力的作用下，在松散体中呈现竖直方向的优势灌注，同时随着注浆时间的推移，在跟管内部出浆口上部自动形成一定强度的水泥-水玻璃浆液结石体的自形成止浆塞1，自形成止浆塞1随着时间的推移强度不断上升；随着浆液灌注的不断进行，松散体中的浆液不断凝结，在注浆压力未达到自形成止浆塞1强度而小于松散体中结石体强度时，发生不定向的各向异性的再造裂纹劈裂注浆；当注浆压力超过自形成止浆塞1强度而不足以将松散体外围包括的结石体劈裂时，浆液将自形成止浆塞劈裂破坏并沿管长方向反向流动凝结形成自形成止浆塞2，同时开始第2个注浆循环。随后随着注浆的进行，形成第3、4…多个注浆循环，直至最后一个循环将孔口封孔装置冲开，单孔注浆结束。

[0023] 下面结合具体实施例对本发明加固方法作进一步说明。

[0024] 本发明实施例提供一种极不均质松散体的注浆加固方法，特别适合松散破碎岩体、极不均质松散体条件下的注浆加固，图1所示为该方法的示意图，具体如下：

[0025] (1)通过锚杆钻机将跟管施工进入松散体并到达基岩位置，跟管内部插入软质PVC管，采用双液灰浆泵通过钻进跟管和软质PVC管对极不均质松散体进行水泥-水玻璃浆液注浆加固，注浆方式为孔口封孔、孔底全孔一次注浆、孔口附近插入排气管。

[0026] (2)钻进跟管采用锚杆钻机进行施工，本实施例中锚杆钻机型号为M100。与锚杆钻机配套有排气压力1.3MPa的高风压空压机，以保证在侧向管身出浆孔眼漏风条件下钻进过程所需要的足够风压。

[0027] (3)跟管管身钻设一定间距的出浆孔眼，以同时保证管身施工过程中不发生高频次断管和后续注浆施工质量，本实施例中管身出浆孔眼间距30cm，梅花形布置。

[0028] (4)软质PVC管必须插入到跟管孔内距孔底一定距离，具体在0.3～0.5m。本实施例中软质PVC管到孔底的长度为0.5m。

[0029] (5)跟管孔口位置附近要采用编织袋和速凝水泥-水玻璃浆液结石体封堵跟管与岩壁之间、跟管与软质PVC管之间的缝隙。本实施例中编织袋堵塞长度为20cm，水泥-水玻璃浆液结石体堵塞长度为10cm，水泥-水玻璃浆液的凝结时间为30s。

[0030] (6)本实施例中采用的水泥-水玻璃浆液的配比包括：水泥浆水灰比为1:1，水玻璃与水泥浆体积比为0.5：1，同时添加的缓凝剂Na2HPO4为3％，凝结时间200s。该种水泥-水玻璃浆液在松散体中的竖向向下扩散距离为5.0～6.0m，其他三个方向扩散距离2.5～3.0m。

[0031] (7)采用本方法的注浆原理如图2所示，具体为：

[0032] 在水泥-水玻璃浆液灌入到孔底后在自重应力的作用下，在松散体中呈现竖直方向的优势灌注，同时随着注浆时间的推移，在跟管内部出浆口上部自动形成一定强度的水泥-水玻璃浆液结石体的自形成止浆塞1，自形成止浆塞1随着时间的推移强度不断上升；

[0033] 随着浆液灌注的不断进行，松散体中的浆液不断凝结，在注浆压力未达到自形成止浆塞1强度而小于松散体中结石体强度时，发生不定向的各向异性的再造裂纹劈裂注浆；

[0034] 当注浆压力超过自形成止浆塞1强度而不足以将松散体外围包括的结石体劈裂时，浆液将自形成止浆塞劈裂破坏并沿管长方向反向流动凝结形成自形成止浆塞2，同时开始第2个注浆循环。

[0035] 随后随着注浆的进行，形成第3、4…多个注浆循环，直至最后一个循环将孔口封孔装置冲开，单孔注浆结束。

[0036] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。