一种适用于干燥粉细砂地层的隧道施工注浆加固方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于干燥粉细砂地层的隧道施工注浆加固方法，包括施作止浆墙、注浆范围及孔位布置、钻机钻进成孔和注浆加固作业。本发明专利技术的有益效果是：采用超前小导管化学浆注浆加固施工，注浆完成后使隧道周围形成整体的保护壳，起到加固和稳定砂层的目的，解决了现有全断面为干燥粉细砂地层隧道施工采用注浆法、冷冻法或水平旋喷桩注浆法易出现滑砂、施工受空间限制等导致隧道坍塌的难题，具有施工机器设备小型化，可操作性好；材料浆液绿色、环保，注浆量及注浆范围可控的特点。注浆量及注浆范围可控的特点。注浆量及注浆范围可控的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于干燥粉细砂地层的隧道施工注浆加固方法


[0001]本专利技术涉及一种隧道施工的注浆加固方法，具体为一种适用于干燥粉细砂地层的注浆加固方法，属于隧道建设


技术介绍

[0002]随着轨道交通的发展，隧道建设越来越多。当隧道穿越干燥粉细砂地层时，隧道开挖后洞室自稳能力极差，而且砂层具有很强的流动特性，极易发生塌方事故，施工风险较高。
[0003]现有技术存在问题：
[0004]在粉细砂地层中修建铁路隧道，通常都采用密排钢管或其它型钢支护，但此法的效果不甚理想，如:施工中常常出现漏砂、流砂甚至支撑折断，核心土失稳，施工安全和工程质量没有保证；管棚利用率较低，循环进尺短，施工进度慢，当开挖边墙时，拱脚处砂体受扰动后易造成拱背流砂，甚至造成掉拱等等。
[0005]后来又产生水平旋喷桩支护技术，水平旋喷桩支护技术是用专用机械进行钻孔，按规定速度回转钻杆，从钻杆前端用泵高压喷射水泥系固化材，切削土体，强制土颗粒与浆液搅拌混合，胶结硬化后形成直径比较均匀，具有一定强度桩体，从而使地层得到加固。但此方法操作相对复杂。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种适用于干燥粉细砂地层隧道施工的注浆加固方法，针对隧道穿越干砂层进行化学浆注浆加固处理。施工方法采用超前超前小导管化学浆注浆加固施工，该方法效果显著，操作简单，技术成熟。注浆完成后使隧道周围形成整体的保护壳，起到加固和稳定砂层的目的。
[0007]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种适用于干燥粉细砂地层的隧道施工注浆加固方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一、施作止浆墙，根据施工图纸，在干燥粉细砂地层确定需要开挖的前进方向上，按设计要求在隧道内注浆布点前先施作厚0.3
‑
0.5m的止浆墙，止浆墙施做完成后，再进行超前预注浆加固处理；
[0009]步骤二、注浆范围及孔位布置，将拱线外注浆孔位布置于隧道开挖轮廓线内450
‑
500mm，并沿拱线环向布置注浆孔位，隧道断面注浆范围为隧道开挖轮廓线外扩3.0m，每循环注浆段6.0m，开挖4.0m，预留2.0m作为下循环段的止浆墙，同时对注浆孔位数量、钻孔角度和导管长度进行设定，其中，在每循环段设置若干个点位，并在每个点位设置三排倾斜孔，且第一排倾斜孔的钻孔角度为45
°
，第二排倾斜孔的钻孔角度为30
°
，第三排倾斜孔的钻孔角度为15
°
；
[0010]步骤三、钻机钻进成孔，钻机按照指定位置就位，并在技术人员的指导下，调整钻杆角度，对准孔位后，钻机不得移位，采用铺管钻机成孔，采用由外向内进行钻设，且钻孔时
掌握钻杆深度，慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定该地层条件下的钻进参数；
[0011]步骤四、注浆加固作业，采用超前小导管化学浆注浆加固施工，单孔施钻完成，安设超前小导管后，先注入活性剂，使干砂层空隙充分打开，活性剂注入时间为20
‑
30min；活性剂注入完毕后，进行注浆施工，注浆压力控制在0.15
‑
2.0MPa，其中，所采用的超前小导管注浆管可设置有若干个，超前小导管注浆管的管身开设有溢浆孔，且超前小导管注浆管的管身后端设置有预留止浆段。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：步骤二中，每循环段共布置108个注浆孔位的点位，并在每个点位设置3排倾斜孔，第一排倾斜孔孔深3.5m，用于安设1根3.5m的小导管，第二排倾斜孔孔深4.5m，用于安设一根4.5m小导管；第三排倾斜孔孔深6.0m，用于安设一根6m小导管。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：步骤四中，注浆时采用分导施钻注浆，同一环要隔孔施钻注浆。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：步骤四中，注浆时先由隧道轴线处钻孔开设，再向两侧分层向上至拱顶交接咬合，完成隧道拱线外注浆加固。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：步骤四中，采用的注浆材料为化学浆液，且化学浆液包括由硅酸钠和稀释剂混合构成的A液以及由固化剂和稀释剂混合构成的B液。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：步骤四中，注浆时采用的注浆管为无缝钢管，且注浆管注浆一端加工丝头，注浆管身设置溢浆孔。
[0017]本专利技术的有益效果是：采用超前小导管化学浆注浆加固施工，注浆完成后使隧道周围形成整体的保护壳，起到加固和稳定砂层的目的，解决了现有全断面为干燥粉细砂地层隧道施工采用注浆法、冷冻法或水平旋喷桩注浆法易出现滑砂、施工受空间限制等导致隧道坍塌的难题，具有施工机器设备小型化，可操作性好；材料浆液绿色、环保，注浆量及注浆范围可控的特点。
附图说明
[0018]图1为本专利技术施工流程示意图；
[0019]图2为本专利技术隧道超前小导管注浆加固示意图；
[0020]图3为本专利技术隧道超前小导管注浆加固纵断面示意图；
[0021]图4为本专利技术拱顶第一排超前小导管放射角度示意图；
[0022]图5为本专利技术拱顶第二排超前小导管放射角度示意图；
[0023]图6为本专利技术拱顶第三排超前小导管放射角度示意图。
具体实施方式
[0024]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做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。
[0025]实施例一
[0026]如图1至图6所示，一种适用于干燥粉细砂地层的隧道施工注浆加固方法，包括以
下步骤：
[0027]步骤一、施作止浆墙，根据施工图纸，在干燥粉细砂地层确定需要开挖的前进方向上，按设计要求在隧道内注浆布点前先施作厚0.3
‑
0.5m的止浆墙，止浆墙施做完成后，再进行超前预注浆加固处理；
[0028]步骤二、注浆范围及孔位布置，将拱线外注浆孔位布置于隧道开挖轮廓线内450
‑
500mm，并沿拱线环向布置注浆孔位，隧道断面注浆范围为隧道开挖轮廓线外扩3.0m，每循环注浆段6.0m，开挖4.0m，预留2.0m作为下循环段的止浆墙，同时对注浆孔位数量、钻孔角度和导管长度进行设定，其中，在每循环段设置若干个点位，并在每个点位设置三排倾斜孔，且第一排倾斜孔的钻孔角度为45
°
，第二排倾斜孔的钻孔角度为30
°
，第三排倾斜孔的钻孔角度为15
°
；
[0029]步骤三、钻机钻进成孔，钻机按照指定位置就位，并在技术人员的指导下，调整钻杆角度，对准孔位后，钻机不得移位，采用铺管钻机成孔，采用由外向内进行钻设，且钻孔时掌握钻杆深度，慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定该地层条件下的钻进参数；
[0030]步骤四、注浆加固作业，采用超前小导管化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于干燥粉细砂地层的隧道施工注浆加固方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、施作止浆墙，根据施工图纸，在干燥粉细砂地层确定需要开挖的前进方向上，按设计要求在隧道内注浆布点前先施作厚0.3
‑
0.5m的止浆墙，止浆墙施做完成后，再进行超前预注浆加固处理；步骤二、注浆范围及孔位布置，将拱线外注浆孔位布置于隧道开挖轮廓线内450
‑
500mm，并沿拱线环向布置注浆孔位，隧道断面注浆范围为隧道开挖轮廓线外扩3.0m，每循环注浆段6.0m，开挖4.0m，预留2.0m作为下循环段的止浆墙，同时对注浆孔位数量、钻孔角度和导管长度进行设定，其中，在每循环段设置若干个点位，并在每个点位设置三排倾斜孔，且第一排倾斜孔的钻孔角度为45
°
，第二排倾斜孔的钻孔角度为30
°
，第三排倾斜孔的钻孔角度为15
°
；步骤三、钻机钻进成孔，钻机按照指定位置就位，并在技术人员的指导下，调整钻杆角度，对准孔位后，钻机不得移位，采用铺管钻机成孔，采用由外向内进行钻设，且钻孔时掌握钻杆深度，慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定该地层条件下的钻进参数；步骤四、注浆加固作业，采用超前小导管化学浆注浆加固施工，单孔施钻完成，安设超前小导管后，先注入活性剂，使干砂层空隙充分打开，活性剂注入时间为20
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔腾跃，
申请(专利权)人：北京恒祥宏业基础加固技术有限公司，
类型：发明
国别省市：