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一种基坑软流塑地层涌水加固治理方法技术

技术编号:12512158 阅读:113 留言:0更新日期:2015-12-16 09:48
本发明专利技术公开一种基坑软流塑地层涌水加固治理方法,包括如下步骤:步骤1:探明区域水文地质条件,根据工程需要划分注浆治理区域;步骤2:当开挖至软流塑地层时,在所述注浆治理区域内,以设定间距按设定布置形式安装模袋注浆管,并向所述模袋注浆管中的滤布袋内注浆,注入的浆液导致所述滤布袋胀大,从而对周围的软土地层产生挤密作用,所述滤布袋内浆液硬化后,与周围被挤密的土体共同形成注浆止浆层;步骤3:通过所述模袋注浆管的注浆花管向位于所述止浆层以下的软土地层进行注浆加固。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一项软流塑地层破碎带涌水的治理方法,属于城市轨道交通工程领域。
技术介绍
伴随我国经济的高速发展,城市化水平不断提高,诸多问题逐渐凸显,主要体现为城市人口饱和、建筑空间拥挤、生活基础设施超载及交通阻塞等,其中交通阻塞已成为我国多数城市普遍存在的突出问题。城市轨道交通工程以其运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地的特点成为解决城市交通阻塞的有效方法,已得到积极应用及推广。随着城市轨道交通网的完善,城市地下工程建设过程中遇到各类不良地质问题日趋复杂。软流塑地层破碎带涌水是城市地下工程施工建设中常遇到的典型不良地质体,该地层具有围岩软弱破碎、赋水导水及整体稳定性差的特点,其分布区段往往是工程建设重点控制对象,建设过程中同时需考虑地表建筑物林立、地下管网密集等复杂工程边界条件,导致此类地层施工建设过程中易发生内部支护结构失稳及开挖面突水等工程灾害,严重威胁施工人员人身生命及财产安全,并易导致地下水大量涌出引起工程周边水文地质灾害。目前针对城市地下工程基坑软流塑地层破碎带涌水问题,通常采用大管棚加小导管超前注浆支护方法,部分地区采用冷冻法进行治理,但是大管棚加小导管注浆易导致注浆体缺乏均匀性,对软流塑地层物理力学性能改善效果不佳,同时此类注浆无法应对破碎带涌水问题,部分地区采用的冷冻法除去成本过高的问题外,同时也存在无法应对破碎带涌水的问题。普遍采用的软流塑地层破碎带涌水治理方法主要存在以下显著缺陷:(1)软流塑地层中导水通道多为水流劈裂临时通道,需探查深部含导水地质构造的空间发育规律,传统的涌水治理方法中涌水构造探查方法较为单一,仅选用单一物探方法或钻探方法,其针对性差。不同类型物探方法由于其各有其适用范围及侧重点,单一物探方法探测结果不全面,而钻探方法则仅限于一孔之间,无法有效覆盖治理区域,甚至多数涌水治理方法仅针对软流塑地层这一表层区域开展地质勘查,不能全面有效的探查深部含导水地质构造空间发育规律。(2)软流塑地层现有方法注浆治理过程中,软流塑地层上部缺乏止浆层的存在,缺乏有效止浆岩盘,难免出现大量跑浆的问题,导致注浆治理失败。(3)地层涌水导致注浆材料封堵涌水困难,对涌水点的直接封闭施工难度大。(4)现有治理方法施工工期长,严重拖延整个项目工期。(5)由于模袋注入的浆液为具有速凝性的水泥水玻璃双液,其中控制浆液合理的初凝时间是模袋注浆的关键,浆液的初凝时间又由浆液配比决定,而现有技术中一直没有研制专门应用于软流塑地层中止浆层的模袋注浆浆液的配比。(6)模袋注浆结束时,需要保证膜袋内有足够的浆液撑起模袋,并具备一定的压力以形成止浆层,另一方面,浆液注入过量会导致模袋破裂;目前没有相关文献给出适合软流塑地层的模袋注入压力。(7)针对软流塑地层的浆液注浆,也没有相关文献给出合理的浆液配比及注浆结束压力。中国专利申请CN102003189A公开了一种快速均匀加固软弱地层的模袋注浆方法和装置,其具有一次注浆单元和二次注浆单元;二次注浆单元的注浆管(1)的管壁上具有若干出浆孔(2),在二次注浆单元的注浆管(1)上套置模袋(3)并将模袋两端箍紧在注浆管上;在孔口位置的二次注浆单元注浆管(1)上套置由垫板(7)和螺母(8)组成的预紧单元,二次注浆单元注浆管(1)的另一端通过两侧球阀与二次注浆管路连接;一次注浆单元具有双囊注浆栓塞(14)、一次注浆单元输浆钢管(17)和手压泵构成的注浆装置。可实现软弱地层的快速、均匀加固,提高围岩的物理力学指标,增大其稳定性,同时可实现控域注浆,避免浆液的损耗。该专利技术具有以下不足:1.该专利模袋仅考虑注浆管封固作用,其止浆层为单独选用快硬水泥卷及混凝土构筑,时效性差2.未涉及浆液类型及工艺参数,浆液凝结时间对于类似工程具有决定性影响,但在该专利中对此并未提及3.未涉及地下水灾害领域,未考虑针对涌水区域软弱地层治理问题。中国专利申请CN204152525U公开了一种定点控域注浆装置,包括固定并分别穿过孔口紧固密封单元的模袋注浆管、水泥基浆液注浆管和控制液注浆管,模袋注浆管上设置有至少一个套在其外部的模袋,模袋内的模袋注浆管的管壁上开设有若干黏贴铝片的溢浆孔,当模袋数量大于一个时,模袋之间有间距,且该间距区段正好与注浆孔中的关键注浆部位相对应;水泥基浆液注浆管和控制液注浆管的末端连通至混合器,混合器上连接出浆短管,且出浆短管的出浆口与注浆孔中的关键注浆部位相对应。该技术使注浆工程能够限制关键区浆液扩散空间,提高岩体注浆加固或堵水效果,降低工程成本。该技术具有以下不足:1.该专利模袋仅考虑注浆管封固作用,在软弱地层施工中未考虑止浆层布设问题;2.该专利主要针对深部定点控域注浆问题,具有施工成本高,工期长的不足。
技术实现思路
本专利技术针对地下工程基坑软流塑地层涌水治理方法中存在的经验盲目性、现有技术效果较差、工期时间较长的问题,提供一种基坑软流塑地层涌水加固治理方法,力求真正能够通过本专利技术提供的方法解决软流塑地层涌水封堵加固问题。本专利技术是采用如下技术方案的:一种基坑软流塑地层涌水加固治理方法,包括如下步骤:步骤1:探明区域水文地质条件,根据工程需要划分注浆治理区域;步骤2:当开挖至软流塑地层时,在所述注浆治理区域内,以设定间距按设定布置形式安装模袋注浆管,并向所述模袋注浆管中的滤布袋内注浆,注入的浆液导致所述滤布袋胀大,从而对周围的软土地层产生挤密作用,所述滤布袋内浆液硬化后,与周围被挤密的土体共同形成注浆止浆层;步骤3:通过所述模袋注浆管的注浆花管向位于所述止浆层以下的软土地层进行注浆加固。其中,步骤1中,探明所述水文地质条件包括:结合工程前期地质勘察资料及工程开挖信息,基于地质构造、地层特征及水文地质资料方面,开展软流塑地层含导水构造空间的发育特征分析,获得软流塑地层信息及基坑涌水含导水构造发育信息;采用综合地球物理联合勘察方式进行地质勘查,在基坑开挖面开展地质雷达探测,在基坑两侧地表开展超高密度电法、瞬变电磁和跨孔电阻率CT探测,联合地质资料和物探资料,明确区域地层性质和含水层厚度。通过综合地球物理联合勘察方法,实现了地铁基坑涌水的从区域分布到空间展布精细化探查,涌水量定性到定量探查,从而精细划分了注浆治理关键区域,为注浆钻孔布置提供了可靠依据。所述步骤2中,针对开挖揭露的所述软流塑地层,将模袋注浆治理范围确定为基坑开挖范围,治理方式为一个模袋注浆管治理结束后,再开展下一个模袋注浆管治理工作;基本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基坑软流塑地层涌水加固治理方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:探明区域水文地质条件,根据工程需要划分注浆治理区域;步骤2:当开挖至软流塑地层时,在所述注浆治理区域内,以设定间距按设定布置形式安装模袋注浆管,并向所述模袋注浆管中的滤布袋内注浆,注入的浆液导致所述滤布袋胀大,从而对周围的软土地层产生挤密作用,所述滤布袋内浆液硬化后,与周围被挤密的土体共同形成注浆止浆层;步骤3:通过所述模袋注浆管的注浆花管向位于所述止浆层以下的软土地层进行注浆加固。

【技术特征摘要】
1.一种基坑软流塑地层涌水加固治理方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:探明区域水文地质条件,根据工程需要划分注浆治理区域;
步骤2:当开挖至软流塑地层时,在所述注浆治理区域内,以设定间距按设定布置形式
安装模袋注浆管,并向所述模袋注浆管中的滤布袋内注浆,注入的浆液导致所述滤布袋胀
大,从而对周围的软土地层产生挤密作用,所述滤布袋内浆液硬化后,与周围被挤密的土
体共同形成注浆止浆层;
步骤3:通过所述模袋注浆管的注浆花管向位于所述止浆层以下的软土地层进行注浆加
固。
2.根据权利要求1所述的一种基坑软流塑地层涌水加固治理方法,其特征在于:所述
步骤1中,探明所述水文地质条件包括:结合工程前期地质勘察资料及工程开挖信息,基
于地质构造、地层特征及水文地质资料方面,开展软流塑地层含导水构造空间的发育特征
分析,获得软流塑地层信息及基坑涌水含导水构造发育信息;采用综合地球物理联合勘察
方式进行地质勘查,在基坑开挖面开展地质雷达探测,在基坑两侧地表开展超高密度电法、
瞬变电磁和跨孔电阻率CT探测,联合地质资料和物探资料,明确区域地层性质和含水层厚
度。
3.根据权利要求1所述的一种基坑软流塑地层涌水加固治理方法,其特征在于:所述
步骤2中,针对开挖揭露的所述软流塑地层,将模袋注浆治理范围确定为基坑开挖范围,
治理方式为一个模袋注浆管治理结束后,再开展下一个模袋注浆管治理工作;基坑内地层
采取普遍加固,涌水点重点处治的方式,注浆治理顺序为先治理非涌水区域,逐渐向涌水
区域收缩,最后治理涌水区域,若涌水量较大,则在最终治理涌水区域前,对涌水点进行
引流处理,注浆加固好周围区域后,开展涌水点注浆封堵。
4.根据权利要求1所述的一种基坑软流塑地层涌水加固治理方法,其特征在于:所述
步骤2中,所述模袋注浆管的所述设定间距为3-5m,呈梅花形布置,对所述模袋注浆管进
行安装前,首先使用地质钻机施工垂直钻孔,所述钻孔深度至少为钻至基底以下6m,钻探
过程采用泥浆作为钻进液,进行短时护壁;所述钻孔在开孔时使用146钻头,当钻入深度
达到20cm后,更换75钻头直至完成;钻孔施工结束后,在10分钟内安装模袋注浆管。
5.根据权利要求1所述的一种基坑软流塑地层涌水加固治理方法,其特征在于:所述
步骤2中,若出现钻孔塌孔导致注浆管无法达到预定深度的情况,当所述模袋注浆管裸露
长度大于1米时,开展复钻或重新固定安装;当裸露长度小于1米时,从地表位置用铁丝
箍紧模袋,保障浆液只注入至地表以下模袋部分。
6....

【专利技术属性】
技术研发人员:李术才孙子正刘人太张庆松张乐文林春金杨为民张霄
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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