一種巖溶地區(qū)溶洞上覆土層逐序加深注漿施工工藝及設備的制造方法
【專利說明】-種巖溶地區(qū)溶洞上覆±層逐序加深注漿施工工藝及設備 【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及注漿工藝技術領域，特別是設及一種巖溶地區(qū)溶桐上覆±層逐序加深 注漿施工工藝及設備。 【【背景技術】】
[0002] 前期已通過物探及地質鉆孔探明，某高速K11+680~K11巧40段，一方面溶桐埋 深較大，上覆上層厚度范圍18m~22m，另一方面，溶桐頂板又普遍較薄，厚度范圍0. 4m~ 0.5m。運一類型的溶桐是否需要處治，W及該如何選取處治措施，存在諸多爭議。一方面， 深埋溶桐受附加應力的影響很小，因此超過一定埋深的溶桐可W不作處治。另一方面，薄頂 溶桐承載能力十分有限，尤其是風化較為嚴重的溶桐頂板，即使在不大的荷載作用下，仍有 可能發(fā)生破壞。正是運一方面的矛盾，導致運一類型的溶桐在處治措施的選取上存在頗多 爭議。
[0003] 為解決運一矛盾，進行了大量原位試驗，多方面考察溶桐頂板承載能力，W便制定 相應的處治措施。WK11+727為例，其溶桐頂板上的重型動力觸探實測擊數(shù)大于10擊/1cm， 且頻頻反彈，表明其承載能力至少在l.OMpaW上。在數(shù)值分析結果與原位試驗結果存在 差異的狀況下，顯然原位試驗更具可靠性。試注漿過程中，溶桐頂板上的壓力更是達到了 0. 6Mpa(0. 3Mpa的注漿壓力疊加0. 3Mpa的漿液靜止壓力，相當于6個大氣壓），而在運樣的 高壓狀況下也未曾出現(xiàn)損壞。據(jù)此提出，K11+680~K11巧40段溶桐雖然頂板較薄，但承載 能力并不薄弱，暫時無需加固。
[0004] 然而，應當注意的是，溶桐無需加固絕不意味著覆蓋層同樣無需加固，特別是深埋 薄頂溶桐，上覆上層尤其軟弱，覆蓋層塌陷的可能性依然存在。一方面，深埋意味著富含承 壓地下水，在地下水的浸泡下，基巖面（溶桐頂板）附近±層將呈可塑甚至軟塑狀態(tài)，一經 擾動即可引發(fā)變形。另一方面，薄頂意味著可能存在開口巖溶形態(tài)，覆蓋±層很有可能在運 一位置逐漸侵蝕塌陷。WK11巧27為例，初見水位5. 8m，穩(wěn)定水位10. 4m，自14. 4m至基巖 面（20m)分布泥炭±，自18m開始向下由可塑狀態(tài)轉變?yōu)檐浰軤顟B(tài)，性狀極為軟弱。經由標 準貫入試驗驗證，越靠近基巖面擊數(shù)越少，承載能力逐漸變差，詳見表1。 陽00引表1標準貫入試驗[0006]
[0007] 基于W上考慮，決定向溶桐上覆±層中注漿，主要有3個目的，一是排出水分，將 溶桐頂板附近上層由軟塑狀態(tài)提高為可塑至硬塑狀態(tài)，從而提高抗沖刷侵蝕能力；二是提 高防滲水能力，從而減緩地下水位變化速度；Ξ是通過形成漿脈網來擠密鄰近±體，從而提 高±體模量、減小泊松比，改善溶桐頂板受力狀況。
[0008] 從地質鉆孔掲示的情況來看，K11+680~K11巧40段地質情況較為復雜，下伏砂堿 層及粘±層間互成層，有些鉆孔甚至還發(fā)現(xiàn)有半米厚的卵石層。經壓水試驗發(fā)現(xiàn)，11米附近 的粉細砂層、17米附近的卵石層透水率極好。隨后在通長注漿的過程中發(fā)現(xiàn)，普遍都有壓力 回落、地層貫通、鄰孔串漿等問題發(fā)生，必須采用分段注漿的方式才能解決運些問題，重點 加固溶桐頂板附近±層。目前只有兩種成本較高的工藝可W實現(xiàn)分段注漿，一是袖閥管注 漿，二是孔口管注漿。
[0009] 袖閥管注漿方法是在鉆孔內，預先安置特制帶有孔眼的注漿管，稱為花管。在花管 與孔壁間填入被稱為填料的漿液，并在花管內用雙栓塞式注漿塞分段進行注漿。但在注漿 后，花管難于拔出重復使用，管材耗費較多，成本較為昂貴。其中，填料誘注的好壞對注漿 成功與否有很大影響，要求既能在一定的壓力下，壓開填料進行橫向注漿，又能在高壓注漿 時，阻止?jié){液沿孔壁或管壁流出地表，對施工隊素質要求很高。
[0010] 孔口管注漿方法是把止?jié){塞設置在孔口，自上而下分段鉆進，逐段注漿并不待凝 的一種分段注漿方法。其缺點是在自上而下分段注漿的過程中需要多次復鉆和復注，與通 長注漿所需的工作量相比，孔口管注漿的工作量翻了數(shù)番。此外，孔口管注漿不僅需要消耗 大量孔口管，而且在復鉆的過程中又造成許多水泥漿不必要的浪費。
[0011] 總的來說，現(xiàn)有技術，不論是袖閥管注漿還是孔口管注漿，都存在頗多缺點，其中， 袖閥管注漿工藝繁雜，封口復雜，對施工隊素質要求過高；孔口管注漿則消耗大量管材，還 需要多次成孔，尤其不便于大面積推廣使用?？紤]到現(xiàn)有技術的諸多缺陷，提出新的注漿技 術，縮短工期，提高效率，十分必要。 【
【發(fā)明內容】
】
[0012] 本發(fā)明的目的在于提供一種巖溶地區(qū)溶桐上覆±層逐序加深注漿施工工藝及設 備，W克服現(xiàn)有技術中存在的不足。
[0013] 為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0014] 一種巖溶地區(qū)溶桐上覆±層逐序加深注漿施工設備，包括進漿管、回漿管、花管、 壓力表及封孔裝置；所述進漿管、回漿管、花管分別安裝有進漿閥Π、回漿閥口和花管閥 Π;
[0015] 所述花管底部開有花孔，花孔外側應事先纏繞好膠帶；所述膠帶能夠在鉆孔內安 放花管的過程中保持完整而不被鉆渣刺破；
[0016] 所述花管上部外露長度0. 5~1. 5m;
[0017] 花管的頂部外露部分連接進漿管和回漿管；
[001引封孔裝置設置于鉆孔孔口處。
[0019] 本發(fā)明進一步的改進在于：所述封孔裝置由織物、墊±分層搗實而成；所述織物、 墊±具備一定孔隙，能夠成為排氣通道，止?jié){而不止氣。
[0020] 本發(fā)明進一步的改進在于：所述壓力表最低精度可W達到O.OlMPa，最大量程可 W達到2Mpa。
[0021] 本發(fā)明進一步的改進在于：封孔裝置的封孔深度深入級配碎石層13W下0. 2m。
[0022] 使用巖溶地區(qū)溶桐上覆±層逐序加深注漿施工設備進行逐序加深注漿施工的施 工工藝，包括先序孔施工工藝：
[0023] 1)布孔
[0024]在布孔設計圖中布置先序孔（16)，先序孔（16)布孔間距不小于3.Om~4.Om; 陽02引。鉆孔
[00%] 按布孔設計圖中先序孔的孔位，在巖溶地區(qū)溶桐上覆±層現(xiàn)場測放鉆孔孔位；鉆 孔孔位偏差不超過50cm，垂直度偏差不大于1% ;施鉆時將鉆桿對準所標孔位，鉆孔孔徑不 小于110mm;
[0027] 3)安裝權利要求1所述巖溶地區(qū)溶桐上覆±層逐序加深注漿施工設備
[0028] 鉆孔完畢，檢查鉆孔深度，在確認沒有塌孔的情況下再安放花管；花管底部開有花 孔，花孔外側應事先纏繞好膠帶，W免在安放的過程中被鉆渣阻塞；而在注入漿液的過程 中，膠帶將在漿液的作用下脫落，使花孔貫通；花管安放好后，在花管上部周圍分層搗實織 物、墊±，從而實現(xiàn)止?jié){封孔；
[0029] 4)注漿
[0030] 進漿管、回漿管、花管全部安裝完畢后，關閉回漿閥口，并依次打開花管閥口、進漿 閥口，開始注漿；注漿過程中時刻注意注漿壓力，若超過〇.35MPa，及時打開回漿閥口卸載 至 0. 25MPaW內； 陽03UW終注
[0032] 若安裝流量計，采用如下兩種終注條件之一：
[0033] 曰、先序孔終注壓力達到0. 2~0. 25MPa，進漿量不大于40L/min，維持30min;
[0034] b、單孔注漿量達到3m3,且進漿量不大于40L/min時；
[0035] 如果沒有安裝流量計，采用如下終注條件：
[0036] 連續(xù)3次注漿壓力超過0. 4MPa再打開回漿閥口卸載至0. 25MPa后，95 %W上