一种地表深层注浆工艺

技术领域

本发明涉及地表注浆技术领域，尤其涉及一种地表深层注浆工艺。

背景技术

21世纪是地下空间大开发的世纪，随着我国城市地下空间建设规模的不断扩大，大断面浅埋暗挖隧道下穿城市主干道邻近周边敏感建筑物已经越来越普遍，与此同时，建设环境也越来越复杂，尤其是隧道长距离下穿滩涂回填区、软弱围岩段、土石交界面，地下水丰富，与海水连通，施工困难极大。在隧道开挖过程中极易出现洞内坍塌、失水沉降、大变形、地表沉降大于洞内、地表道路塌陷等问题，并且隧道埋深越浅，出现坍塌、失水的可能性越大。为防止隧道开挖过程中失水沉降、引起大变形、洞内坍塌、地表沉降大于洞内、地表塌陷等，在隧道开挖之前，需采取注浆预加固，提高软弱围岩自身的物理力学参数，提高隧道上覆土自身的抗剪强度，来降低拱顶坍塌的风险。

在隧道内进行帷幕注浆则普遍存在工期较长等问题，尤其是大断面分部开挖工况下，导坑空间狭小，不利于注浆钻机打孔角度布设，注浆过程中易存在盲区。因此，如何实现将地层注浆预加固与隧道开挖分离，减少注浆与开挖的相互干扰，实现快速施工，同时实现地层全覆盖、全域注浆加固整个隧道开挖断面，地表注浆深度需达30m以及注浆效果的检验等。

目前传统的浅埋暗挖软弱围岩段注浆预加固多采用洞内帷幕注浆或地表钢花管注浆方式进行。虽然洞内帷幕注浆可提高软弱围岩自身的物理力学参数，地表钢花管注浆可通过土体加筋提高土体综合抗剪强度，两者都是为了提高上覆土自身的抗剪强度，来降低上部结构坍塌的风险；洞内注浆施工周期加长、影响开挖；地表钢花管注浆需设置混凝土止浆层，影响道路交通，且注浆效果不佳，注浆深度也有所限制。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种地表深层注浆工艺，该方法采用钻杆后退式30m地表深层注浆工艺，将预注浆加固与隧道开挖分离，实现了注浆与开挖双同步，具有注浆高效、快捷、效果突出的特点，注浆操作环境好，便于注浆工人职业健康，所述地表深层注浆工艺具体包括以下步骤：

(1)在地表范围内采用钻注一体机、钻杆后退式注浆，水泥浆和水玻璃通过注浆管长距离输送后在注浆孔口三通混合器处混合，注一节钻杆、拔一节钻杆，双液浆均匀扩散在注浆区域内，孔口预留止浆层，双液浆封孔；

(2)沿程0m、40m、80m、200m分别设置压力表，计量压力损失情况，三通混合器处压力控制在2.6Mpa以内，地表隆起值控制在10cm以内，注浆量控制在加固土体的20％以内；

(3)通过硬岩段地表取芯与地质雷达探测和软岩段地表取芯与隧道内掌子面探孔成像、测单孔出水量验证注浆效果。

进一步地，所述止浆层厚度为3-5m。

进一步地，所述注浆孔间距为4m×4m，可适当加密或补注。

进一步地，所述注浆深度为地面以下3m至土石交界面，隧底未进入岩层段至仰拱底2m。

进一步地，所述注浆宽度为一侧至隔离桩、另一侧至隧道边线外5m，涵盖左右线隧道开挖；

进一步地，采用RPD-150C、RPD-75SL钻注一体机进行钻杆后退式注浆。

进一步地，局部补注超细水泥浆，温度计测量水玻璃温度，秒表测双液浆小样精确凝结时间。

进一步地，进行注浆时需在水泥浆中加入缓凝剂以调整凝结时间。

进一步地，所述缓凝剂为磷酸氢二钠，添加量为每1.5m3水泥浆25kg。在实际应用过程中，缓凝剂的具体掺量可根据气温、水玻璃温度、所需要的凝结时间进行调整。

本发明利用钻注一体机钻杆后退式地表深层注浆，并预留止浆层，双液浆封孔，针对不同的地层分布，选择不同的浆液，同时混凝土拌和站拌制水泥浆，混凝土罐车运浆相结合，实现了地层注浆预加固与隧道开挖分离，达到了注浆高效、快捷、效果突出的技术效果。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

1、本发明利用钻注一体机钻杆后退式地表30m深层注浆，将预注浆加固与隧道开挖分离，实现了注浆与开挖双同步，显著缩短了施工工期，同时结合道路交通临时占道、地表管线分布，精准布孔、精准控域注浆，保证了良好的注浆操作环境，具有注浆高效、快捷、效果好、成本低等优点。

2、本发明预留了3-5m的止浆层，采用双液浆封孔，有效消除了漏浆，注浆破坏地表管线等问题，保证了注浆质量。

3、本发明针对不同的地层分布，选择单双液结合、部分地层补注超细水泥浆的方式，有针对性的注浆，保证了良好的注浆效果。

4、本发明采用混凝土拌和站拌制水泥浆与混凝土罐车运浆相结合，大大降低了人工拌浆劳动强度，实现了标准配比和远距离注浆。

5、本发明经注浆效果验证和试验段开挖揭示地表注浆效果，本注浆工艺高效、快捷、效果突出，能够适用于复杂地层，且注浆效果十分理想。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为软岩段地表加固布孔图；

图2为全断面硬岩段地表加固布孔图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明提供的地表深层注浆工艺进行进一步说明。

实施例1

某海底隧道陆域段下穿城市主干道，地质条件复杂，邻近周边建筑物众多，大多为滩涂回填、海陆交界，抛石层、淤泥层、回填层居多，且与海水连通，涌水、路面塌陷风险极高。为此，开展复杂环境条件下地表深层注浆施工技术研究，解决浅埋暗挖段硬岩裂隙、土岩交界面裂隙、软弱围岩、填海区欠固结地层、滩涂回填区域邻近建筑物基础等注浆，研究不同地层、不同工况下，快速、高效的注浆工艺和注浆模式，建立强大的注浆生产线，确保注浆效果，堵水、加固土体，保护建筑物，为隧道开挖降低施工安全风险具有重要的经济效益和社会效益。

本发明采用钻杆后退式30m地表深层注浆工艺，将预注浆加固与隧道开挖分离，实现了注浆与开挖双同步，节约施工工期，同时结合道路交通临时占道、地表管线分布，精准布孔和精准控域注浆，具体方法如下：

(1)在地表范围内采用钻注一体机、钻杆后退式注浆，水泥浆和水玻璃通过注浆管长距离输送后在孔口三通混合器处混合，注一节钻杆、拔一节钻杆，双液浆均匀扩散在注浆区域内，孔口预留3-5m止浆层，双液浆封孔；

其中注浆孔间距4m×4m，也可适当加密或补注；注浆深度为地面以下3m至土石交界面；隧底未进入岩层段至仰拱底2m；注浆宽度为南侧至隔离桩、北侧至隧道边线外5m(涵盖左右线隧道开挖)；浆液选择为注浆控域、单双液结合，以双液浆1:1为主，局部补注超细水泥浆，温度计测量水玻璃温度，秒表测双液浆小样精确凝结时间，必要时加缓凝剂调整凝结时间；注浆方式采用RPD-150C、RPD-75SL等钻注一体机，钻杆后退式注浆；

(2)沿程0m、40m、80m、200m分别设置压力表，计量压力损失情况，三通混合器处压力控制在2.6Mpa以内，地表隆起值控制在10cm以内，注浆量控制在加固土体的20％以内；

(3)通过硬岩段地表取芯与地质雷达探测和软岩段地表取芯与隧道内掌子面探孔成像、测单孔出水量验证注浆效果。

经注浆效果验证和试验段开挖揭示地表注浆效果，该工艺注浆高效、快捷、效果突出，实现了地层注浆预加固与隧道开挖分离，注浆操作环境好，便于注浆工人职业健康。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。