水泥-水玻璃双液浆注浆孔距的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥‑水玻璃双液浆注浆孔距的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：根据工程经验初步确定双液注浆的初始参数，建立考虑水泥‑水玻璃双液浆黏度时空效应的柱形渗透扩散理论模型；将相关初始参数代入到理论模型中，计算不同注浆压力下浆液的扩散半径，根据计算结果绘制注浆压力‑浆液扩散半径曲线图，根据此曲线的变化情况选择最佳的注浆压力和浆液扩散半径；判断所选择的注浆压力是否满足现场的安全施工要求，若不满足，则调整注浆设计参数重新计算，若满足，则可以根据此注浆压力对应的浆液扩散半径进行钻孔间距的设计；采用两序次注浆方法，Ⅰ序孔间距采用浆液扩散半径的两倍，Ⅱ序孔内插于Ⅰ序孔，对目标区域进行补充注浆，其间距采用浆液扩散半径值。该设计方法充分考虑了双液浆的黏度时空效应，可以对隧道周边围岩进行有效加固，实现隧道的安全开挖。

【技术实现步骤摘要】
水泥-水玻璃双液浆注浆孔距的设计方法
本专利技术涉及地下工程
，尤其涉及一种水泥-水玻璃双液浆注浆孔距的设计方法。
技术介绍
近年来，随着我国城市地铁工程的大规模建设及城市轨道交通网络的不断完善，新建地铁线路穿越富水砂层、断层破碎带等不良地质条件的情况逐年增多。为了保证隧道的安全开挖，许多工程实践中采用了基于水泥-水玻璃双液浆渗透扩散的超前注浆形式对开挖断面周边围岩进行预加固。水泥-水玻璃双液浆作为典型的速凝型浆液，其能有效封堵地下水的渗流通道，提高围岩的整体稳定性，在隧道周边形成承载结构，保证隧道的施工安全。注浆实践亦表明，水泥-水玻璃双液浆对不良地质(特别是在富水的情况下)的加固效果尤为显著。但是由于双液浆的速凝特性，即黏度时效性显著，在实际应用过程中其关键施工参数的选取并不像非速凝浆液一样具有一套合理、完善的设计方法，同时计算过程中未考虑到双液浆不同于单液浆的注入方式导致的黏度空间差异性。由于双液浆的渗透注浆扩散机制不明确，目前的隧道超前注浆设计时往往采用不考虑浆液黏度时效性的公式进行计算，而这将会过分预估浆液的扩散能力，导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥-水玻璃双液浆注浆孔距的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一，设定水泥-水玻璃双液注浆的初始参数，并根据表征双液浆黏度时空效应的表达式并结合渗流力学基本理论建立考虑水泥-水玻璃双液浆黏度时空效应的柱形渗透扩散理论模型；/n步骤二，将初始参数代入到理论模型中，计算不同注浆压力下浆液的扩散半径，并找出注浆压力线性变化时扩散半径出现非线性的突变点，以突变点对应的注浆压力和浆液扩散半径作为最佳值；/n步骤三，采用两序次注浆方法，Ⅰ序孔间距采用浆液扩散半径的两倍，Ⅱ序孔布置于Ⅰ序孔之间，距原Ⅰ序孔的距离为浆液扩散半径值，对目标区域进行补充注浆。/n

【技术特征摘要】
1.一种水泥-水玻璃双液浆注浆孔距的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，设定水泥-水玻璃双液注浆的初始参数，并根据表征双液浆黏度时空效应的表达式并结合渗流力学基本理论建立考虑水泥-水玻璃双液浆黏度时空效应的柱形渗透扩散理论模型；
步骤二，将初始参数代入到理论模型中，计算不同注浆压力下浆液的扩散半径，并找出注浆压力线性变化时扩散半径出现非线性的突变点，以突变点对应的注浆压力和浆液扩散半径作为最佳值；
步骤三，采用两序次注浆方法，Ⅰ序孔间距采用浆液扩散半径的两倍，Ⅱ序孔布置于Ⅰ序孔之间，距原Ⅰ序孔的距离为浆液扩散半径值，对目标区域进行补充注浆。


2.根据权利要求1所述的一种水泥-水玻璃双液浆注浆孔距的设计方法，其特征在于，所述的双液注浆的初始参数包括：初始扩散半径l，双液浆的屈服剪切力τ0，注浆点处的地下水压力Pw，注浆压力P0，毛细管半径r0，双液浆黏度参数A和B，受注地层孔隙度φ，浆液柱形扩散的高度m，受注地层渗透率K，注浆管内浆液的流速v0。


3.根据权利要求2所述的一种水泥-水玻璃双液浆注浆孔距的设计方法，其特征在于，步骤一中所述的水泥-水玻璃双液浆渗透扩散理论模型为：选取半径为r0的毛细管，在毛细管中取一段与管轴同轴的流体柱微元素，流体柱半径为r，且r≤r0，长度为dl，流体柱的左右两端分别作用压力P和P+dP，其中dP为P的增量，流体柱的表面上所受剪切应力为τ，其方向与浆液的流动方向相反；步骤一中所述的表征双液浆黏度时空效应的表达式为：



式中：μ(t)为浆液的黏度时变函数，μ(t)＝AtB，l0为注浆管半径；
启动压力梯度λ采用如下方法计算：



式中：τ0为浆液的屈服剪切力，用来表征浆液的塑性性质；
被注介质渗透率K采用如下方法计算：





4.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：施成华，张浩，雷明锋，帅建兵，杨伟超，黄娟，刘建文，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43