岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法制造技术

技术编号:20859271 阅读:37 留言:0更新日期:2019-04-13 11:56
本发明专利技术涉及岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法,在岩溶地基区域打设多个试验孔作为先导孔,从各个先导孔向下置入微型摄像头,观察溶洞发育状况;根据微型摄像头的观测图像确定溶洞空腔的位置和大小,并根据距离确定将哪个先导孔作为注浆孔;分阶段将注浆孔注浆灌满,注浆过程中采用微型摄像头观察注浆情况。本发明专利技术采用了凝胶时间、析水率可控的双控水泥浆,凝胶时间的极度压缩,使水泥浆液压入岩溶地基后短时间内丧失流动性,限制浆液的扩散,防止了浆液的流失;采用了钻孔内安放微型摄像头技术,实时监控溶洞内浆液的充填、流失,为施工人员及时处理致使浆液流失的通道提供了信息保障。

【技术实现步骤摘要】
岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法
本专利技术涉及岩溶地基处理领域,具体涉及一种岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法。
技术介绍
在岩溶区修建铁路路基,在地基的主要受力层范围内,如有溶洞、暗河、土洞等时,在自然条件下或因建筑物的附加荷载、抽排地下水等因素作用,致使地基突然下沉,形成地表塌陷,路基失稳破坏,将产生中断铁路行车,颠覆列车的严重后果。必须对不稳定的岩溶地基进行处理,以保证铁路的安全运营。在勘察设计阶段,采用任何的勘察手段尚无法查清可溶岩层的溶洞、溶槽的分布及溶洞间相互连接通道等情况。为此,铁路行业制定了岩溶地基采用“探灌结合”的信息化工法处理,即加强施工阶段的补充勘察,获取更多的岩溶地基条件信息后,指导施工。先采用物探技术补充核查路基基底下岩溶的发育程度,再布设注浆孔中的先导孔补充核查岩溶地基的地质条件。先导孔兼有两方面的作用:1是施工阶段的补充勘察孔,在处理的区域均匀布置,由专业人员取芯并编制柱状图,揭示地下的岩溶形态,确定岩溶地基的工程处理措施;2是先导孔兼做施工阶段的注浆孔。图1为岩溶区路堤注浆孔布置图,岩溶地基处理范围为两侧路堤坡脚外5m以内,在处理范围内均匀布置先导孔,沿线路纵向间距7m,线路横向间距14m,平均98m2/孔,先导孔三角形布置,先导孔为总注浆孔数的25%。图2岩溶区路堤注浆处理横断面图,根据先导孔揭示的岩溶地质条件,当溶洞顶板大于3m时,无地下水活动,顶板厚度不能满足要求时,通过钻孔灌注普通水泥浆处理,注浆深度至溶洞底板下2m。对先导孔未见溶洞的区域,①、②序孔应进入到基岩面下5m,在原地面至原地面下5m注浆。对已发现溶洞先导孔的区域,先通过先导孔灌注水泥浆,再施工①、②序孔。①、②序孔孔深应根据紧邻所有先导孔揭示溶洞底板深度的最大值为标准确定。所有的①②序孔按设计的钻进过程中,如钻孔底部遇溶洞,则应钻至溶洞底板下2m。在地面至①②序孔孔底间注浆。多年来岩溶区铁路建设,证明了采用“探灌结合”的信息化原则处理岩溶地基是行之有效的。但当岩溶地基下存在较大溶洞空腔且溶洞间的连通通道畅通时,岩溶地基的“探灌结合”信息化处理方法存在以下两个问题:1.普通水泥浆采用普通硅酸盐水泥和水,通过机械搅拌而成,岩溶地基注浆处理工程常用水灰比一般为0.8:1~1:1。普通水泥浆凝胶时间长,如1:1水灰比水泥浆液的的凝胶时间在10h左右。由于普通水泥浆初凝时间过长,浆液顺岩溶裂隙、管道流失,流失至工程处理范围几十米到上百米以外,造成工程材料的浪费。普通1:1水灰比水泥浆液的析水率约35%,析水量大,析水呈强碱性且携带六价铬,析水影响当地的水环境。普通水泥浆的结石率低,约为65~75%,意味着向溶洞内灌注1m3水泥浆,结石后填充体积只有0.65~0.75m3,留有0.25~0.35m3的空洞。注浆施工中需要2~3次的补充注浆,以确保溶洞填充密实。由于普通水泥浆三大性能的不足,近年来在岩溶区修建铁路,时常发生水泥浆浆液流失和析水影响饮用泉水的事件。2.如图1所示,注浆施工前,先行施工先导孔,初步掌握处理区域的溶洞分布。再施工①、②注浆孔,继续深化掌握处理区域的溶洞分布。平均25m2/孔,基本可以查清大型溶洞的分布,但仅凭0.01m2的“一孔之见”,很难查清25m2内规模小的溶洞、溶槽、溶隙,尤其是对溶洞间的连接通道更是难以掌握。依据目前的“先探后灌,探灌结合”的信息化原则,虽然在不断加密注浆孔,但岩溶地基下的注浆为人体肉眼所不见,仍然不能发现水泥浆顺溶洞间通道流失的现象。由于以上两个问题的存在,证明了信息化的手段不足以支撑精细化的岩溶地基注浆施工。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法,在原“先探后灌,探灌结合”的信息化工法基础上,采用注可控水泥浆,控制浆液的流失和析水,采用沿钻孔下放的微型摄像头,实时监控,尽可能获取浆液的充填和流失信息;形成一个新的岩溶地基处理信息化工法。本专利技术所采用的技术方案为:岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法,其特征在于:由以下步骤实现:步骤一:在岩溶地基区域打设多个试验孔作为先导孔,从各个先导孔向下置入微型摄像头,观察溶洞发育状况;步骤二:根据微型摄像头的观测图像确定溶洞空腔的位置和大小,并根据距离确定将哪个先导孔作为注浆孔;步骤三:分阶段将注浆孔注浆灌满,注浆过程中采用微型摄像头观察注浆情况。适用于溶洞空腔较大、溶洞相互间连接通道通畅的强烈发育岩溶地基。步骤三中,注浆采用双控水泥浆液,控制指标为凝胶时间和析水率。双控水泥浆液通过在普通水泥浆中掺入促凝剂、保水剂、减水剂、缓凝剂获得,根据具体的凝胶时间和析水率的要求,确定掺入组分的用量。在注浆孔附近另外打设多处观察孔,置入微型摄像头,当注浆孔内的微型摄像头观测到注浆有流失,则结合观察孔微型摄像头确定注浆流失方向。作为注浆孔的先导孔中,并排置入微型摄像头的导线和注浆管,并并排设置有出气管。本专利技术具有以下优点:1、采用注双控水泥浆,双控水泥浆是以凝胶时间、析水率双目标控制的水泥浆。双控水泥浆凝胶时间的极度压缩,使浆液的流动范围可控,浆液的析水量极度降低,控制了浆液析水对地下水水环境的不利影响。2如现代医学,医师将微型的内窥镜伸入人体腹腔内,进行微创手术。岩溶地基“探灌结合、浆液可控、实时监控”的注浆工法也是如此,沿注浆管或邻近钻孔下放微型摄像头,实时监测浆液的充填、流失情况。采用双控水泥浆后,浆液一般不会扩散过大,微型摄像头可以实时监测到溶洞内注浆面的缓慢抬升。当双控水泥浆注入大倾角的岩溶通道或竖直的落水洞,流动速度非常高,微型摄像头会监测到久注不见浆液踪迹的现象,对监测到致使浆液大量流失的岩溶通道要及时采取措施处治,如开挖竖井,倾倒片石,封堵倾角大的岩溶通道或竖直的落水洞后再注双控水泥浆。在原“探灌结合”工法基础上,补充采用了“浆液可控、实时监控”的内容,形成了岩溶地基处理新的信息化施工工法,可为精细化的岩溶地基注浆施工提供信息保障。附图说明图1为岩溶区路堤先导孔布置图。(X为先导孔兼做注浆孔,①为①序注浆孔,②为②序注浆孔)图2为岩溶区路堤地基注浆处理横断面图。图3为实例1试验孔平面布置图。图4为微型摄像头安装图。图5为实例1试验孔剖面图。图6为实例2试验孔平面布置图。图7为实例2试验孔剖面图。图中,单位:米。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。本专利技术涉及一种岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法,适用于溶洞空腔较大、溶洞相互间连接通道通畅的强烈发育岩溶地基,在原岩溶地基注浆处理的“先探后灌、探灌结合”信息化处理工法基础上,采用调控技术,使浆液的凝胶时间、析水率可控,以控制浆液的扩散半径和对地下水环境的影响;在原岩溶地基注浆处理的“先探后灌、探灌结合”信息化处理工法基础上,采用了钻孔内安放微型摄像头技术,实时监控溶洞内浆液的充填、流失,为施工人员及时处理致使浆液流失的通道提供信息保障。具体包括以下步骤:步骤一:在岩溶地基区域打设多个试验孔作为先导孔,从各个先导孔向下置入微型摄像头,观察溶洞发育状况;步骤二:根据微型摄像头的观测图像确定溶洞空腔的位置和大小,并根据距离确定将哪个先导孔作为注浆孔;步骤三:分阶本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法,其特征在于:由以下步骤实现:步骤一:在岩溶地基区域打设多个试验孔作为先导孔,从各个先导孔向下置入微型摄像头,观察溶洞发育状况;步骤二:根据微型摄像头的观测图像确定溶洞空腔的位置和大小,并根据距离确定将哪个先导孔作为注浆孔;步骤三:分阶段将注浆孔注浆灌满,注浆过程中采用微型摄像头观察注浆情况。

【技术特征摘要】
1.岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法,其特征在于:由以下步骤实现:步骤一:在岩溶地基区域打设多个试验孔作为先导孔,从各个先导孔向下置入微型摄像头,观察溶洞发育状况;步骤二:根据微型摄像头的观测图像确定溶洞空腔的位置和大小,并根据距离确定将哪个先导孔作为注浆孔;步骤三:分阶段将注浆孔注浆灌满,注浆过程中采用微型摄像头观察注浆情况。2.根据权利要求1所述的岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法,其特征在于:适用于溶洞空腔较大、溶洞相互间连接通道通畅的强烈发育岩溶地基。3.根据权利要求1所述的岩溶地基探灌结合、浆液可控、实时监控的注浆工法,其特征在于:步骤三中,注浆采用双控水泥浆液,...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹元平高洪涛李永清王培新李刚强蔡焕华王学王生仁李肖伦王向阳高志伟王应铭张然汪皓吕双林
申请(专利权)人:中铁第一勘察设计院集团有限公司黔张常铁路有限责任公司
类型:发明
国别省市:陕西,61

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1