止水帷幕非桩间快速堵漏施工方法

技术领域

本发明涉及止水帷幕的技术领域，具体而言，涉及止水帷幕非桩间快速堵漏施工方法。

背景技术

随着中国城市化进程不断加快，合理地开发与利用地下空间是城市可持续发展的要求，各类基坑规模不断扩大，变深，由此导致而来的基坑渗漏问题越来越多，基坑渗漏和管涌会给基坑的安全性带来很大影响。

止水帷幕作为基坑工程控制地下水的主要措施，其安全可靠性直接关系到基坑工程安全；由于岩土工程本身的复杂性、止水帷幕设计时未进行充分考虑及施工质量的不可控性等因素的影响，止水帷幕效果不良的情况时有发生，以至开挖时渗水严重，给基坑安全带来相当大的隐患。

然而由于可能产生止水帷幕的渗漏点的影响范围较大，因此难以确定具体渗漏点，因此，如不在短时间对侧向渗漏水采取控制措施，将难以保证开挖工期；另外，采用现在的控制措施，例如注浆或补桩的方式，成本较高且耗时长，严重影响了开挖工期。

因此，如何快速封堵止水帷幕渗漏点，最大程度减小因止水帷幕渗漏而带来的安全风险，是本发明需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供止水帷幕非桩间快速堵漏施工方法，旨在解决现有技术中，如何快速封堵止水帷幕的渗漏点的问题。

本发明是这样实现的，止水帷幕非桩间快速堵漏施工方法，包括以下施工步骤：

1)、基坑的外侧形成有外侧土体，所述外侧土体的内侧形成有漏水位，所述漏水位中形成有漏水孔，所述外侧土体中形成有与漏水孔连通的漏水区；对所述漏水位进行清理；

2)、在所述漏水孔中塞入填充物；

3)、在所述漏水孔中插入泄水管，所述泄水管的内端嵌入在漏水位的内部，所述泄水管的外端背离漏水位延伸布置；

4)、在所述漏水位的内侧堆积多个砂袋，多个所述砂袋将封堵了漏水位，对所述漏水位形成内侧临时封堵；

5)、沿着所述外侧土体纵向钻进，形成纵向孔，所述纵向孔的底部延伸至漏水区，往所述纵向孔中下入注浆管；

6)、利用固化剂与土壤混合，形成固化浆，通过所述注浆管往纵向孔中灌注固化浆，所述固化浆填充了漏水位以及纵向孔，形成注浆体，所述注浆体对漏水位形成外侧封堵。

进一步的，所述施工步骤1)中，对所述漏水位进行清理的过程中，将所述漏水位上非土质杂质清除。

进一步的，所述施工步骤2)中，所述填充物为可吸水以及透水的棉质料。

进一步的，所述施工步骤3)中，在所述漏水孔中插入泄水管后，确定所述泄水管中有水体泄出后，将所述泄水管固定位置。

进一步的，所述施工步骤3)中，利用所述固化浆填充在泄水管的外周，将所述泄水管固定位置，且将所述泄水管与漏水孔之间进行封闭布置。

进一步的，所述施工步骤4)中，在地面上布置钢板，所述钢板的外侧抵接在外侧土体的底部，所述钢板的内侧的底部设有升降结构；在所述钢板上布置多个所述砂袋，多个所述砂袋呈堆积状，形成砂袋堆，直至所述砂袋堆封堵了漏水位后，利用升降结构将钢板的内侧朝上抬起，以使所述钢板呈设定角度倾斜布置，所述砂袋堆朝外倾斜抵压着漏水位。

进一步的，所述施工步骤6)中，所述固化剂的制备步骤如下：

6.1)、配置固体原料，所述固体原料包括固体粉剂、粉煤灰以及石膏，按照质量百分比，所述固体原料包括55％-85％的固体粉剂、15％-35％的粉煤灰以及10％-30％的石膏；

6.2)、将所述固体原料加入水玻璃溶液中，将所述固体原料在水玻璃中搅拌混合，形成固化剂；按照质量占比，所述水玻璃溶液与固体原料的掺量比值为0.4-0.8之间。

进一步的，所述固体粉剂为S95级矿粉，所述固体粉剂的7d活性指数不小于75％，所述固体粉剂的28d活性指数不小于95％，所述固体粉剂的比表面积为400～470㎡/kg，所述固体粉剂的碱性系数不小于1.0；所述粉煤灰为一级粉煤灰，所述粉煤灰中含有二氧化硅以及三氧二铝；

所述制备步骤6.2)中，将氢氧化钠加入水体中形成所述水玻璃溶液，所述水玻璃溶液的浓度为20％-35％，所述水玻璃溶液的模数为1.0-1.6。

进一步的，所述施工步骤5)中，所述纵向孔穿过漏水区，钻进至漏水区的下方，形成下方段；所述施工步骤6)中，所述注浆管的底部设有出浆口，所述注浆管具有位于漏水区中的漏水段，所述漏水段的外侧开设有多个侧部口，多个所述侧部口沿着漏水段的周向间隔布置；

所述施工步骤6)中，通过所述注浆管往纵向孔中灌注固化浆，所述固化浆由出浆口以及侧部口喷射出来，自下而上进行灌注，直至所述固化浆由纵向孔的顶部溢出后，逐步提升所述注浆管，且同步通过注浆管灌注固化浆，直至整个注浆管脱离纵向孔。

进一步的，所述施工步骤6)中，当所述纵向孔中的固化浆静置设定时间，且固化浆未硬化为注浆体时，在所述纵向孔中下入多个细微管，多个所述细微管沿着纵向孔的周向间隔环绕布置；

多个所述细微管的外侧贴着纵向孔的内侧壁，多个所述细微管的内侧与纵向孔的中心具有间隔；所述细微管的底部封闭布置，所述细微管的外侧设有多个细微孔，多个所述细微孔沿着细微管的周向以及轴向间隔布置；

所述施工步骤6)中，通过多个所述细微管往纵向孔中灌注固化剂，直至所述固化剂由纵向孔的顶部溢出后，逐步提升多个所述细微管，且同步通过多个所述细微管灌注固化剂，直至多个所述细微管脱离纵向孔。

与现有技术相比

附图说明

图1是本发明提供的止水帷幕非桩间快速堵漏施工方法的流程示意图；

图2是本发明提供的土样固化前的SEM示意图；

图3是本发明提供的土样固化后的SEM示意图；

图4是本发明提供的止水帷幕非桩间快速堵漏施工方法的结构布置示意图；

图5是本发明提供的注浆管的剖切结构示意图。

图中：基坑10、外侧土体20、漏水位30、漏水区40、注浆管50、纵向孔21、漏水孔31、泄水管32、砂袋33、出浆口51、漏水段52、侧部口53。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-5所示，为本发明提供的较佳实施例。

止水帷幕非桩间快速堵漏施工方法，包括以下施工步骤：

1)、基坑10的外侧形成有外侧土体20，外侧土体20的内侧形成有漏水位30，漏水位30中形成有漏水孔31，外侧土体20中形成有与漏水孔31连通的漏水区40；对漏水位30进行清理；

2)、在漏水孔31中塞入填充物；

3)、在漏水孔31中插入泄水管32，泄水管32的内端嵌入在漏水位30的内部，泄水管32的外端背离漏水位30延伸布置；

4)、在漏水位30的内侧堆积多个砂袋33，多个砂袋33将封堵了漏水位30，对漏水位30形成内侧临时封堵；

5)、沿着外侧土体20纵向钻进，形成纵向孔21，纵向孔21的底部延伸至漏水区40，往纵向孔21中下入注浆管50；

6)、利用固化剂与土壤混合，形成固化浆，通过注浆管50往纵向孔21中灌注固化浆，固化浆填充了漏水位30以及纵向孔21，形成注浆体，注浆体对漏水位30形成外侧封堵。

上述提供的止水帷幕非桩间快速堵漏施工方法，清理漏水位30，减少异物对漏水位30封堵时的阻碍，将填充物塞入漏水孔31中，是为了避免漏水区40中的泥沙流失过多而导致漏水区40的孔洞扩大，通过泄水管32将漏水区40中的水排出，防止后续堵漏处水压过大冲垮沙袋，在漏水位30堆积多个沙袋堵住漏水孔31以及压住孔口周围防止孔洞进一步扩大，注浆管50通过纵向孔21将固化浆注入漏水区40以及纵向孔21实现堵漏，该施工过程操作简单且效率高，解决了如何快速封堵止水帷幕的渗漏点的问题。

本实施例中，施工步骤1)中，对漏水位30进行清理的过程中，将漏水位30上非土质杂质清除。

施工步骤2)中，填充物为可吸水以及透水的棉质料。

施工步骤3)中，在漏水孔31中插入泄水管32后，确定泄水管32中有水体泄出后，将泄水管32固定位置。

施工步骤3)中，利用固化浆填充在泄水管32的外周，将泄水管32固定位置，且将泄水管32与漏水孔31之间进行封闭布置。

对于漏点已知的止水帷幕渗漏情况，进行封堵，其具体步骤如下：

非桩间堵漏

对于非桩间堵漏的情况，由于其无法绑扎钢筋网，因此可以在用棉被芯(棉质料)填塞后预留泄水管32后，在其外侧用砂包临时封堵，随后在涌水处顶部利用钻机钻孔，并往钻孔内注入固化浆液进行封堵；这里使用旧棉被芯(棉质料)进行塞填的作用为既可以阻止泥沙流失防止孔洞扩大，又可以透水；但需要注意的是在注浆之前应将固化浆的初凝时间调整在10-20min，以免在注浆过程中堵塞注浆泵或注浆管50。

止水帷幕渗漏且漏水量较大且夹带泥沙时，必须采用“外封”的方法进行封堵，具体做法如下：

S1、钻进成孔：采用履带吊将钻机在外侧土体20处就位，调整好垂直度后开始钻孔；

S2、安放注浆管50：钻到深度后提升钻杆，安放注浆管50；

S3、注水泥浆：按照所需配比搅拌固化浆，通过注浆管50把固化浆短时间内混合均匀生成浆体，然后注入地层中，利用固化浆凝结速度快，强度提高快的特点封堵渗漏通道，达到堵漏目的。

上述泄水管32可以采用PVC材质制作。

本实施例中，施工步骤4)中，在地面上布置钢板，钢板的外侧抵接在外侧土体20的底部，钢板的内侧的底部设有升降结构；在钢板上布置多个砂袋33，多个砂袋33呈堆积状，形成砂袋33堆，直至砂袋33堆封堵了漏水位30后，利用升降结构将钢板的内侧朝上抬起，以使钢板呈设定角度倾斜布置，砂袋33堆朝外倾斜抵压着漏水位30。

通过升降结构将钢板的内侧朝上抬起，直至钢板呈倾斜状布置，使得钢板可以通过砂袋33堆将漏水位30封堵了，以便注浆管50通过纵向孔21将固化浆注入漏水区40以及纵向孔21实现堵漏。

本实施例中，施工步骤6)中，固化剂的制备步骤如下：

6.1)、配置固体原料，固体原料包括固体粉剂、粉煤灰以及石膏，按照质量百分比，固体原料包括55％-85％的固体粉剂、15％-35％的粉煤灰以及10％-30％的石膏；

6.2)、将固体原料加入水玻璃溶液中，将固体原料在水玻璃中搅拌混合，形成固化剂；按照质量占比，水玻璃溶液与固体原料的掺量比值为0.4-0.8之间。

固体粉剂为S95级矿粉，固体粉剂的7d活性指数不小于75％，固体粉剂的28d活性指数不小于95％，固体粉剂的比表面积为400～470㎡/kg，固体粉剂的碱性系数不小于1.0；粉煤灰为一级粉煤灰，粉煤灰中含有二氧化硅以及三氧二铝；

制备步骤6.2)中，将氢氧化钠加入水体中形成水玻璃溶液，水玻璃溶液的浓度为20％-35％，水玻璃溶液的模数为1.0-1.6。

土壤固化剂由固体粉剂S95级矿粉、粉煤灰、石膏加入水玻璃溶液拌合制成，各原料所占质量百分比为：S95级矿粉掺量为55％-85％，矿粉的7d活性指数不小于75％、28d活性指数不小于95％、比表面积为400～470㎡/kg以及碱性系数不小于1.0；

粉煤灰掺量为15％-35％，粉煤灰为一级粉煤灰，含量最高的是SiO2，Al2O3次之，外观为黑灰色粉末；

石膏掺量为10％-30％，主要成分为CaSO4；

水玻璃溶液是通过NaOH及水将其调整至溶质质量浓度为20％-35％、模数(Ms＝SiO2/Na2O)为1.0-1.6备用。

将水玻璃溶液与固体粉剂拌合均匀成为固化剂使用时，水玻璃溶液掺量与固体粉剂掺量比值为0.4-0.8；该固化剂十几分钟内就可凝结硬化，且3d强度不低于40MPa。

将水玻璃溶液与固体粉剂拌合均匀成为固化剂用于土壤固化时，水玻璃溶液掺量与固体粉剂掺量比值为1.0-1.5，而土壤与固化剂比例为10:1，3h内即可达到止水的目的；该反应剂的各个组分均为工业副产品，因此制作的成本较低且可以资源循环利用达到环保目地，同时与土壤拌和形成的固化土在较少的掺量下具有较高的强度。

固化剂与现有的水泥加固或其他固化剂相比，具有如下优势：

(1)、固化剂的组成简单且价格低廉便于购买，所述的各个组分均为固体废弃物或常见材料，固化剂采用的固体粉剂为矿渣微粉、粉煤灰和石膏等工业副产品，将其与氯碱工业中生产出的水玻璃溶液拌和而成，因此材料成本低；

(2)、固化剂用于土壤加固技术简单，方便易操作；

(3)、固化剂快硬早强，在极短时间内快速凝结硬化获得较高的强度，将固化剂用于土壤固化依然表现出快硬早强的特性，且抗渗、耐酸碱盐侵蚀性能优异。

如附图图2所示为土样固化前的SEM图，如附图图3所示为土样固化后的SEM图，可以明显看出固化剂降低了土壤的孔隙率，土壤颗粒间连接更为紧密，土壤密度大幅提高。

矿渣的化学组成稳定，主要化学组成是氧化钙(35～45％)、二氧化硅(25～40％)、氧化铝(6～15％)和氧化镁(2～15％)，主要以CaO与SiO2的为主，在碱性环境条件下水化产物主要为层、链状结构的水化硅酸钙(C-S-H)和水化硅铝酸钙(C-A-S-H)凝胶；

粉煤灰中SiO2与Al2O3居多，在碱性环境中，粉煤灰在OH-的作用下Si-O-Si、Si-O-Al和Al-O-Al键断裂，铝氧四面体[AlO4]或硅氧四面体[SiO4]网络结构遭到破坏，发生一系列“解聚-聚合”反应，生成具有三维网状结构的水化硅铝酸钠(N-A-S-H)，且当有SO42-存在时，铝相的水化产物极易转化成具有微膨胀性的钙钒石；

水玻璃溶液是公认的碱性激活剂，当向矿粉-粉煤灰-石膏体系中加入水玻璃溶液，矿渣与粉煤灰的化学结合键的断裂，由于矿渣表面溶解出的Ca2+加上石膏CaSO4提供的Ca2+与水玻璃中的SiO44-反应生成C-(A)-S-H凝胶，高Ca2+的存在，C-(A)-S-H凝胶的聚合速度更快，且C-(A)-S-H凝胶分布在固体颗粒之间，大大加速了整个体系的快速凝结；

当有SO42-存在时，与铝相的水化产物生成微膨胀性的钙钒石，其针柱状结晶相互交叉，与凝胶相一起形成独特空间网状结构，在孔隙中形成了很好的支架结构，使孔隙细化，且矿渣与粉煤灰具有微集料效应，使土壤颗粒在物理作用和化学反应下产生了更致密的结构，从而提高土壤的强度、抗渗性和耐久性。

本实施例中，施工步骤5)中，纵向孔21穿过漏水区40，钻进至漏水区40的下方，形成下方段；施工步骤6)中，注浆管50的底部设有出浆口51，注浆管50具有位于漏水区40中的漏水段52，漏水段52的外侧开设有多个侧部口53，多个侧部口53沿着漏水段52的周向间隔布置；

施工步骤6)中，通过注浆管50往纵向孔21中灌注固化浆，固化浆由出浆口51以及侧部口53喷射出来，自下而上进行灌注，直至固化浆由纵向孔21的顶部溢出后，逐步提升注浆管50，且同步通过注浆管50灌注固化浆，直至整个注浆管50脱离纵向孔21。

当固化浆由注浆管50涌向出浆口51以及多个侧部口53时，利用固化浆从侧部口53喷射的状态，通过固化浆的喷射流动力，来增加固化浆渗透到漏水区40中的缝隙中，提高固化浆的渗透压力，也便于提高固化浆喷出时可以让周边土体充分接触固化浆，从而提高固化土壤的整体稳定性。

本实施例中，施工步骤6)中，当纵向孔21中的固化浆静置设定时间，且固化浆未硬化为注浆体时，在纵向孔21中下入多个细微管，多个细微管沿着纵向孔21的周向间隔环绕布置；

多个细微管的外侧贴着纵向孔21的内侧壁，多个细微管的内侧与纵向孔21的中心具有间隔；细微管的底部封闭布置，细微管的外侧设有多个细微孔，多个细微孔沿着细微管的周向以及轴向间隔布置；

施工步骤6)中，通过多个细微管往纵向孔21中灌注固化剂，直至固化剂由纵向孔21的顶部溢出后，逐步提升多个细微管，且同步通过多个细微管灌注固化剂，直至多个细微管脱离纵向孔21。

通过多个细微管以及细微管中的多个细微孔往纵向孔21中注入固化剂，使得固化剂呈缓慢的状态慢慢渗透到纵向孔21中，防止纵向孔21中静置的固化浆出现涌动导致，凝固出现断层或整体凝固结构不佳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。