一种溶洞分级注浆方法

技术领域

本发明属于溶洞注浆施工领域，涉及溶洞分级注浆，尤其是一种溶洞分级注浆方法。

背景技术

随着城市化进程的不断加快，人均汽车拥有率提高，城市道路拥堵问题频繁出现。为解决拥堵问题，城市道路加快了建设步伐；其中明挖隧道施工往往涉及到岩溶地层，岩溶作为工程建设中一种典型的不良地质现象，具有一定的危害性；因此在明挖隧道施工前需对溶洞进行注浆处理，以保证桩基工程的质量。

传统的溶洞注浆施工采用水泥浆液压入溶洞，将其填充密实，待其凝结硬化后，进行检测后再进行桩基施工，存在以下问题：

1、传统的溶洞注浆施工对于不同大小的溶洞采用相同的处理方法，注浆方式单一，施工效率低，施工成本高；

2、传统溶洞的注浆效果检测只对填充情况进行检测，无法保证注浆质量，属于定性检测，存在安全隐患。

为此，我们提出一种溶洞分级注浆方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种注浆效率高、效果好的溶洞分级注浆方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种溶洞分级注浆方法，包括以下步骤：

步骤一、探测区域钻孔

在探测区域内进行钻孔，形成探孔组，用于确定溶洞的位置及边界；

所述探孔组包括若干边缘探孔和若干注浆孔，所述边缘探孔位于所述溶洞的边界处及外侧；

所述注浆孔的底部与所述溶洞连通；

步骤二、溶洞注浆

通过所述注浆孔向所述溶洞内若干次注入填充液，注浆压力从低到高，间歇、反复压浆；

步骤三、封闭探孔组

注浆完毕后，对探孔组进行封孔；

步骤四、注浆效果检测

检测方法分为两步：

第一步：采用钻孔取芯，进行抗压试验以及固结快剪试验；

第二步：对所述溶洞的注浆加固范围内地层进行原位标贯试验。

在进一步的实施例中，在所述步骤二前，所述溶洞为洞径大于3m且无填充或半填充溶洞，在其中一个所述注浆孔的周侧补钻投砂孔，通过所述投砂孔向所述溶洞内进行投砂或碎石处理。

在进一步的实施例中，所述投砂孔为至少两个，且至少两个所述投砂孔的中心与其中一个所述注浆孔的中心位于同一直线上，至少两个所述投砂孔相互连通用于排气。

在进一步的实施例中，所述投砂孔内插装有投砂管，所述注浆孔内插装有注浆管。

在进一步的实施例中，所述步骤二中，向所述溶洞内三次注入所述填充液，每次注入所述填充液均从下至上循环进行，待所述溶洞内压力突然增加后停止注入所述填充液，待凝12小时后进行下一次注入所述填充液。

在进一步的实施例中，所述步骤四中，所述抗压试验的检测标准为在所述溶洞内随机钻孔取芯，28天的无侧限抗压强度大于等于0.2MPa为合格；

所述固结快剪试验的标准为在所述溶洞内随机钻孔取芯，28天的粘聚力大于30、内摩擦角大于25为合格。

在进一步的实施例中，所述步骤四中，所述原位标贯试验的检测标准为在溶洞内随机位置进行试验，28天的标贯击数大于等于15击，检测数量为所述探孔组的探孔数量的5％，且每个所述溶洞均要检测一次。

在进一步的实施例中，所述步骤二中，所述填充液采用水泥-水玻璃双浆液制成，水泥：水：水玻璃的质量配比为1:1.38:0.29。

在进一步的实施例中，所述步骤三中，封孔材料采用水泥-粉煤灰桨制成，水泥：粉煤灰的配比为1:1。

在进一步的实施例中，所述注浆管采用袖阀管制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本注浆方法以洞径和溶洞类型作为分类标准，对于洞径大于3m的全填充溶洞和洞径小于3m的溶洞，采用压力注浆的方法进行填充加固；对于洞径大于3m且无填充溶洞和半填充溶洞，先进行投砂或碎石处理，再采用压力注浆的方法进行填充加固；注浆方式多样，施工效率高，施工成本低。

2、本注浆方法注浆结束后对注浆效果进行检测，第一步采用抗压试验和固结快剪试验，第二步采用原位标贯试验，对强度、粘聚力和摩擦角进行了定量检测，注浆效果更加直观，降低安全隐患，有效的保证了桩基工程和地基基础的施工质量。

3、本注浆方法的填充液采用水泥-水玻璃双浆液，增强填充液与溶洞岩体的相互作用，提高注浆效果，保证溶洞结构的稳定性，降低溶洞坍塌而引起的地层塌陷。

附图说明

图1为一种溶洞分级注浆方法的流程图；

图2为一种溶洞分级注浆方法的结构示意图；

图3为一种溶洞分级注浆方法的结构侧视图。

图中：1、溶洞；2、探孔组；21、边缘探孔；22、投砂孔；23、注浆孔；3、填充液；4、注浆管；5、边线；6、探测区域；7、投砂管。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1：

一种溶洞分级注浆方法，如图1至3所示，包括以下步骤：

步骤一、探测区域6钻孔

在探测区域6进行钻孔，形成探孔组2；探孔组2的两侧距离隧道的边线5外侧为2m，探孔组2两端部的位置以找到溶洞1的边界为止，然后从探孔组2中心向其他方向进行钻孔探测，沿垂直于隧道的线路方向探测到隧道围护结构外5m为止，在探测到溶洞1的边界后再往边界外侧进行探孔；优选的，探孔组2的纵向、横向间距均为2m。

探孔组2包括若干边缘探孔21、至少两个投砂孔22和若干注浆孔23，边缘探孔21位于溶洞1的边界外侧，投砂孔22和注浆孔23均位于溶洞1的边界内侧并连通溶洞1的腔体。

探测钻孔若是达到处理范围未发现溶洞则终止，若发现溶洞1则穿过溶洞1进入洞底基岩2m终止。

步骤二、溶洞1注浆

溶洞1根据洞径大小及溶洞类型分为两种注浆方法：

注浆方法一：对于洞径大于3m且无填充溶洞和半填充溶洞，先进行投砂或碎石处理，然后进行注浆加固；投砂或碎石处理时，在其中一个注浆孔23附近补钻至少两个投砂孔22，至少两个投砂孔22的中心与注浆孔23的中心位于同一直线上，至少两个投砂孔22相互连通用于排气，投砂孔22内插装投砂管7，便于投砂；投砂或碎石处理完后，采用压力注浆的方法向溶洞1内注入填充液3，注浆的压力从低到高，间歇、反复压浆。优选的，投砂孔22与注浆孔23距离为0.6m；投砂管7采用直径200mm的PVC套管制成。

注浆方法二：对于洞径大于3m的全填充溶洞及洞径小于3m的溶洞，采用压力注浆的方法方法向溶洞1内注入填充液3，注浆压力从低到高，间歇、反复压浆。

注入填充液3时采用调控方式进行，注浆压力从低到高，间歇、反复压浆三次。注浆孔23施工完毕后，在注浆孔23内插装注浆管4，向注浆管4内进行第一轮注浆，注浆从下至上循环进行，直至溶洞1内压力突然增加后停止注浆，待凝12小时后开始第二轮注浆，注浆方法同第一轮注浆，直至溶洞1内压力突然增加后停止注浆，待凝12小时后开始第三轮注浆，注浆方法同第一轮注浆，直至溶洞1内压力突然增加，保持10分钟后停止注浆。优选的，注浆管4采用直径48mm的PVC袖阀管制成。

填充液3采用水泥-水玻璃双浆液，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，质量配比为水泥：水：水玻璃＝1:1.38:0.29；注浆压力范围为0.3～2.0MPa，注浆压力从0.3MPa逐步提高，达到1.5MPa并保持10分钟以上；注浆速度为30～70L/min；注浆扩散半径设计为1.5m。

步骤三、封闭探孔组2

注浆完毕待初凝后，对探孔组2进行封孔，封孔材料在钻孔验收1小时前准备好，封孔材料采用水泥-粉煤灰桨制成，水泥：粉煤灰的配比为1:1。

步骤四、注浆效果检测

检测方法分为两步：

第一步：采用钻孔取芯，进行抗压试验以及固结快剪试验；随机对注浆区域钻孔取芯，做抗压试验，28天的无侧限抗压强度≥0.2MPa为合格；同时钻芯取样做固结快剪试验，28天的粘聚力、内摩擦角应满足C＞30、Φ＞25为合格。

第二步：对溶洞1的注浆加固范围内地层进行随机原位标贯试验；28天的标贯击数应不小于15击，检测数量为钻孔数量的5％，且每个溶洞1的注浆区域均要检测一次。

以上检测均为合格即可确定溶洞1的注浆达到加固效果。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。