一种隧道大管棚分段注浆方法技术

本发明专利技术公开了一种隧道大管棚分段注浆方法，包括如下步骤：测量土体的渗透系数，土体的孔隙度；利用大管棚对钻孔进行分段后退式注浆，求出当前注浆分段的浆液扩散半径；计算大管棚各个注浆分段的理论注浆量；将当前注浆分段的实际注浆量和理论注浆量进行对比，进而控制注浆；当该注浆分段完成注浆后，重复上述步骤，直至注完整根大管棚。该方法采用分段注浆以及动态调整液浆组分相结合的方式，可使浆液充分扩散到大管棚周围，避免了浆液的乱窜，在一定程度上提高了大管棚注浆的加固效果，避免了浆液的浪费，进一步提高大管棚注浆的适用性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道大管棚分段注浆方法


[0001]本专利技术属于隧道施工
，尤其涉及一种隧道大管棚分段注浆方法。

技术介绍

[0002]随着新建隧道工程数目日益剧增，对于浅埋暗挖隧道而言，当隧道穿越不 良软弱地层时，采用大管棚注浆可有效加固掌子面的土体，增强掌子面的稳定 性，从而减小隧道的沉降，避免隧道发生坍塌事故，该加固方式是目前隧道中 最常用的一种预加固手段。
[0003]然后由于地下空洞或地层裂隙的存在，采用常规的大管棚注浆方法，会导 致浆液沿着空洞或者裂隙乱窜，不能有效加固掌子面的土体，同时造成浆液的 浪费增加施工成本，甚至有时会造成邻近的地下构筑物发生变形，另外由于大 管棚和钻孔之间存在一定的裂隙，浆液也会顺着钻孔裂隙下流。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种隧道大管棚分段注浆方法，该方法采用分 段注浆以及动态调整液浆组分相结合的方式，可使浆液充分扩散到大管棚周 围，避免了浆液的乱窜，在一定程度上提高了大管棚注浆的加固效果，避免了 浆液的浪费，进一步提高大管棚注浆的适用性。
[0005]为此，本专利技术实施例提供的隧道大管棚分段注浆方法，包括如下步骤：
[0006]S1：测量土体的渗透系数k，土体的孔隙度n；
[0007]S2：利用大管棚对钻孔进行分段后退式注浆，根据注浆压力P，以及S1 中测得的参数，由公式(1)求出当前注浆分段的浆液扩散半径R；
[0008][0009]式中：R是浆液扩散半径；P是注浆压力；μ是浆液的黏度，r是大管棚 半径；t是注浆时间；
[0010]S3：根据S2计算的注浆扩散半径R，由公式(2)计算大管棚各个注浆分 段的理论注浆量Q
th
；
[0011]Q
th
＝πr2l+nπR2lαβ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0012]式中：l是当前注浆分段的长度，α是浆液有效填充率，取0.9；β是浆液 损耗系数，取1.15；
[0013]S4：将当前注浆分段的实际注浆量Q
pr
和理论注浆量Q
th
进行对比，当0.8Q
th
＜Q
pr
＜1.5Q
th
时，直接停止注浆；当Q
pr
＞1.5Q
th
时，调整双液浆的配比，以减 小其胶凝时间，并降低注浆压力，继续注浆5min后停止注浆；当Q
pr
＜0.8Q
th
时，此时应调整双液浆的配比，以增加其胶凝时间，并加大注浆压力，直至达 到理论注浆量后停止注浆；
[0014]S5：当该注浆分段完成注浆后，重复S2
‑
S4步骤，进行下一注浆分段的 注浆，直至
注完整根大管棚。
[0015]具体的，所述大管棚沿其延伸方向分为多个注浆段，每个所述注浆段的管 壁上均设有注浆孔，所述大管棚内还设有能够择一与各个所述注浆分段连接的 注浆机构，所述注浆机构通过所述注浆分段上的注浆孔向钻孔注浆。
[0016]具体的，所述注浆机构包括注浆管、上活塞和下活塞，所述上活塞和下活 塞滑动装配在所述大管棚内，所述大管棚、上活塞和下活塞之间形成有注浆室， 所述注浆管固定在所述上活塞上，并与所述注浆室连通，拉动所述注浆管带动 所述上活塞和下活塞在所述大管棚内同步滑动时，各个所述注浆段的管壁依次 成为所述注浆室的侧壁。
[0017]具体的，所述上活塞和下活塞之间连接有联动连杆。
[0018]具体的，所述大管棚的外壁上位于每个所述注浆段的两端上均设有弹性密 封件，所述弹性密封件用于将所述大管棚与所述钻孔之间的间隙密封。
[0019]具体的，所述弹性密封件为四周与所述大管棚密封固定连接的弹性膜，所 述弹性膜与所述大管棚之间形成有充液室，所述注浆段设有所述弹性膜的位置 处还设有连通所述注浆室与所述充液室的进液口。
[0020]具体的，所述大管棚沿其延伸方向等分为多个注浆段，所述上活塞和下活 塞的间距与所述注浆段的长度相等。
[0021]具体的，每个所述注浆段上均布有多个注浆孔。
[0022]与现有技术相比，本专利技术至少一个实施例具有如下有益效果：采用分段注 浆以及动态调整组分相结合的方式，可使浆液充分扩散到大管棚周围，能够有 效加固大管棚周围的土体，提高土体的强度，进而保证了隧道掌子面的稳定性。 特别是，在遇到空洞或者地层裂缝时，通过动态地调整浆液的胶凝时间，可有 效避免浆液的乱窜，减少了浆液的浪费，降低施工成本，一定程度上提高大管 棚注浆的适用性。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术实施例提供的隧道大管棚分段注浆方法工艺流程图；
[0025]图2是本专利技术大管棚分段注浆结构分段注浆的示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例提供的大管棚分段注浆结构局部示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例涉及的上活塞的示意图；
[0028]图5是本专利技术实施例涉及的下活塞的示意图；
[0029]其中：1、钻孔；2、大管棚；201、注浆段；3、注浆孔；4、注浆机构； 401、注浆管；402、上活塞；403、下活塞；5、地层；6、注浆室；7、联动连 杆；8、弹性密封件；9、进液口；10、浆液；11、注浆体；12、空洞；13、裂 缝；14、单向封闭刷；15、环形橡胶圈。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清 楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长 度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、
ꢀ“
水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、
ꢀ“
周向”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 了便于描述本专利技术和简化描述，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，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示 相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
ꢀ“
第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道大管棚分段注浆方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：测量土体的渗透系数k，土体的孔隙度n；S2：利用大管棚对钻孔进行分段后退式注浆，根据注浆压力P，以及S1中测得的参数，由公式(1)求出当前注浆分段的浆液扩散半径R；式中：R是浆液扩散半径；P是注浆压力；μ是浆液的黏度，r是大管棚半径；t是注浆时间；S3：根据S2计算的注浆扩散半径R，由公式(2)计算大管棚各个注浆分段的理论注浆量Q
th
；Q
th
＝πr2l+nπR2lαβ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中：l是当前注浆分段的长度，α是浆液有效填充率，取0.9；β是浆液损耗系数，取1.15；S4：将当前注浆分段的实际注浆量Q
pr
和理论注浆量Q
th
进行对比，当0.8Q
th
＜Q
pr
＜1.5Q
th
时，直接停止注浆；当Q
pr
＞1.5Q
th
时，调整双液浆的配比，以减小其胶凝时间，并降低注浆压力，继续注浆5min后停止注浆；当Q
pr
＜0.8Q
th
时，此时应调整双液浆的配比，以增加其胶凝时间，并加大注浆压力，直至达到理论注浆量后停止注浆；S5：当该注浆分段完成注浆后，重复S2
‑
S4步骤，进行下一注浆分段的注浆，直至注完整根大管棚。2.根据权利要求1所述的隧道大管棚分段注浆方法，其特征在于：所述大管棚(2)沿其延伸方向分为多个注浆分段(201)，每个所述注浆分段(201)的管壁上均设有注浆孔(3)，所述大管棚(2)内还设有能够择一与各个所述注浆分段(201)连接的注浆机构(4)，所述注浆机构(4)通过所述注浆分段(201)上的注浆孔(3)向钻孔注浆。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：冯志耀，张文涛，占永杰，王树英，肖钢，龚振宇，胡开富，雷波，韦炼，杨红霞，普恒，罗朋，杨龙虎，谭鹏昌，
申请(专利权)人：中铁五局集团有限公司城市轨道交通工程分公司云南省滇中引水工程建设管理局，
类型：发明
国别省市：