一种用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法技术

本发明专利技术公开了一种用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法，所述方法包括：创建富水砂层的三维模型；通过三维模型分析得到目标场地的注浆加固区域、锚索的数量与间隔，根据在同一竖直平面上的各锚索的分布确定对应多个间隔注浆孔的预设位置与深度并进行钻孔操作；控制注浆管依次放入目标注浆孔孔底，执行单次渗透注浆操作；竖直提升注浆管依次至目标注浆孔对应的各连接区域，执行与连接区域数量等同次数的渗透注浆操作，直至完成目标注浆孔的最后一个连接区域的单次渗透注浆操作，重复下一目标注浆孔的渗透注浆操作；直至完成所有注浆孔的渗透注浆操作。本发明专利技术提高了富水砂层中锚索施工的可调节性，有效降低了成本投入。有效降低了成本投入。有效降低了成本投入。

【技术实现步骤摘要】
一种用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法


[0001]本专利技术涉及基坑支护工程领域，尤其涉及一种用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法。

技术介绍

[0002]现有的锚索施工效果受到多重因素影响，工程水文地质条件较好时，锚索成孔率高、支护效果好，但当地层为高地下水位的富水砂层时，施工过程容易出现涌水涌砂、锚孔坍塌、锚索支护失效等不良情况，针对上述问题，现有方法主要采用套管跟进钻孔，加装防涌砂装置，对涌水点进行封堵，锚孔内多次注浆堵水等方式进行解决，处理方案以被动式解决方案为主，而已有的主动式解决方案中，主要为高压旋喷加固，对于富水砂层，由于土层本身具有的空隙大、含水量高、粘结性弱的性质，使得旋喷加固钻孔时大直径成孔效果差，不同孔桩之间咬合效果不充分，导致地下水能够从连接孔隙处提供的渗流通道进入，使得施工过程仍然可能面临涌水涌砂问题，同时普通注浆方案由于没有明确的注浆范围限定，大范围的注浆导致了无意义的成本增加，使得加固效果无法提升的同时成本也很难得到控制，因此在不同的工程项目中，现有注浆施工方式的适用性难以得到保证。
[0003]现有公开号为CN105971637A的专利技术公开了一种WSS工法在富水砂层盾构换刀加固中的应用，WSS工法注浆工艺采用坑道钻机进行深孔注浆加固，先用由A液、B液组成的溶液型浆液后退式注浆进行土体排水，提高土体的抗渗性；当整个加固体采用由A液、B液组成的溶液型浆液后退式注浆施工完成后，再用由A液、C液组成的悬浊型浆液前进式注浆进行土体固结，改变原土体物理性质并提高土体的抗压强度，最终使软弱的土层(主要为砂质、砾质粘性土和砂层)成为抗渗性高、抗压强度高和稳定性高的土体，以便于开仓检查、更换刀具。虽然实现了富水砂层的加固，但加固设置的针对性不强，且成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法，旨在解决现有的富水砂层锚索施工困难且投入成本较高的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法，所述方法包括：
[0006]创建富水砂层中锚索与基坑相互作用的三维模型，所述三维模型包括了各锚索在同一竖直平面上的锚索的分布和相邻竖直平面上的锚索水平间距，各锚索相互平行；
[0007]通过所述三维模型分析得到目标场地的注浆加固区域、锚索的数量与间隔；
[0008]根据在同一竖直平面上的各锚索的分布确定对应多个间隔注浆孔的预设位置与深度并进行钻孔操作，各注浆孔具有与在同一竖直平面的各锚索的不同部位相连接的连接区域；
[0009]控制注浆管依次放入目标注浆孔孔底，执行单次渗透注浆操作；
[0010]竖直提升注浆管依次至目标注浆孔对应的各连接区域，执行与连接区域数量等同
次数的渗透注浆操作，直至完成目标注浆孔的最后一个连接区域的单次渗透注浆操作，重复下一目标注浆孔的渗透注浆操作；
[0011]直至完成所有注浆孔的渗透注浆操作。
[0012]可选地，所述根据在同一竖直平面上的各锚索的分布确定对应的多个间隔注浆孔的位置与深度的步骤，包括：
[0013]根据在同一竖直平面上各锚索确定其在地表的投影区，多个注浆孔间隔的分布于对应的投影区中；
[0014]根据在同一竖直平面上的各锚索的锚索孔深度最大的一根锚索确定对应的多个间隔的注浆孔的深度，且对应的各注浆孔孔底的连线与各锚索相互平行。
[0015]可选地，所述根据各注浆孔的预设位置与深度进行钻孔操作的步骤，包括：
[0016]根据各注浆孔的位置与深度采用套管水钻垂直钻孔。
[0017]可选地，所述控制注浆管依次放入目标注浆孔孔底，执行单次渗透注浆操作的步骤之前，包括：
[0018]根据注浆孔深度由大至小且平行于锚索的方向启动渗透注浆操作。
[0019]可选地，所述渗透注浆操作所用的注浆材料为磷酸和水玻璃混合料，且在注浆前将磷酸加入水玻璃中并混合，通过注浆机将混合所得浆液泵入注浆孔。
[0020]可选地，所述创建富水砂层中锚索与基坑相互作用的三维模型的步骤包括：
[0021]根据目标场地的土体样本获取土样各项基本参数指标；
[0022]根据水文地质信息系统中的目标场地的水文地质数据以及获得的土样各项基本参数指标确定不同性质土体的分布区域；
[0023]根据基坑及模拟锚索结构尺寸在设计系统中创建锚索及基坑周围土体的初始三维模型；
[0024]根据所述土层分布区域对初始三维模型进行分层处理，以及根据土样各项基本参数指标将分层后的三维模型离散为各数值计算单元；
[0025]创建各数值计算单元中力与位移的平衡方程，并得到对应的力学基本量；
[0026]根据力学基本量与实际锚索尺寸得到锚索与基坑相互作用优化后的三维模型。
[0027]可选地，所述注浆管连接有注浆控制模块，所述控制模块用于控制所述注浆管在各注浆孔内执行渗透注浆操作以及控制所述注浆管的移动方向。
[0028]可选地，所述注浆管包括螺纹连接的至少一个注浆芯管，各注浆芯管包括位于两端的止浆端和位于中部的多个出浆孔，各止浆端与对应的注浆孔内壁抵接。
[0029]本专利技术的有益效果：本专利技术通过创建锚索与与基坑相互作用的三维模型，进而确定其中锚索的数量与间隔，并根据锚索的数量与间隔确定注浆孔的位置与深度，以及执行钻孔及注浆操作，进而通过采用预先注浆加固的处理办法，使得锚索钻孔施工前对锚索所在地层进行注浆加固，避免锚索钻孔过程对土体造成扰动导致的锚索塌孔、涌水涌砂等问题，同时配合锚索施工过程开展的多次注浆作业，使得锚索所在土层强度及抗渗性得到充分提升。此外，控制注浆区域，进而降低注浆量，以及采用可以重复拆卸利用的注浆管进行施工，有效降低施工时间与注浆量成本。以及钻孔孔径小，利用小型机械在地表成孔，对比其他大型成孔设备，钻孔过程更加方便，避免由于机械振动而导致的成孔角度与设计角度偏离，同时还能减小施工过程对土体扰动，确保地层稳定性。
附图说明
[0030]图1为本专利技术一种用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法一实施例的流程示意图；
[0031]图2为富水砂层锚索施工辅助注浆方法侧面水平向注浆示意图；
[0032]图3为富水砂层锚索施工辅助注浆方法侧面竖直向注浆示意图；
[0033]图4为图3注浆管局部放大图。
[0034]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0035]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0036]参照图1至图4，本专利技术提供一种用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法提供第一实施例的流程示意图，所述方法包括：
[0037]步骤S10，创建富水砂层中锚索与基坑相互作用的三维模型；具体地包括以下步骤：
[0038]第一，抽取目标场地土体样本进行检测，获取土样各项基本参数指标，以及水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法，其特征在于，所述方法包括：创建富水砂层中锚索与基坑相互作用的三维模型，所述三维模型包括了各锚索在同一竖直平面上的锚索的分布和相邻竖直平面上的锚索水平间距，各锚索相互平行；通过所述三维模型分析得到目标场地的注浆加固区域、锚索的数量与间隔；根据在同一竖直平面上的各锚索的分布确定对应多个间隔注浆孔的预设位置与深度并进行钻孔操作，各注浆孔具有与在同一竖直平面的各锚索的不同部位相连接的连接区域；控制注浆管依次放入目标注浆孔孔底，执行单次渗透注浆操作；竖直提升注浆管依次至目标注浆孔对应的各连接区域，执行与连接区域数量等同次数的渗透注浆操作，直至完成目标注浆孔的最后一个连接区域的单次渗透注浆操作，重复下一目标注浆孔的渗透注浆操作；直至完成所有注浆孔的渗透注浆操作。2.根据权利要求1所述的用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法，其特征在于，所述根据在同一竖直平面上的各锚索的分布确定对应的多个间隔注浆孔的位置与深度的步骤，包括：根据在同一竖直平面上各锚索确定其在地表的投影区，多个注浆孔间隔的分布于对应的投影区中；根据在同一竖直平面上的各锚索的锚索孔深度最大的一根锚索确定对应的多个间隔的注浆孔的深度，且对应的各注浆孔孔底的连线与各锚索相互平行。3.根据权利要求1所述的用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法，其特征在于，所述根据各注浆孔的预设位置与深度进行钻孔操作的步骤，包括：根据各注浆孔的位置与深度采用套管水钻垂直钻孔。4.根据权利要求1所述的用于富水砂层锚索施工的注浆加固方法，其特征在于，所述控制注浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨公正，蔡连利，李国龙，安会生，刘晓月，陆冀升，魏振，严晋文，王博，李晓龙，陈坤洋，刘小锋，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：