一种岩土体注浆方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种岩土体注浆方法，尤其适用于地下岩体和土体的注浆加固及注浆防渗等工程，包括井巷和硐室工程的壁后注浆、加固注浆、以及地面注浆工程。
【背景技术】
[0002]地下岩土工程问题面对的对象是岩土体、水和工程结构，由此岩土体和工程结构的相互耦合、相互影响产生的地下空间正常使用和空间稳定问题千差万别。在解决此类问题过程中，注浆方法是常用的方法之一，通过注浆浆液的渗入凝固而改善围岩(围土)的力学特性及渗透特性，从而实现工程结构稳定和减少地下空间渗水量。
[0003]目前常用于地下注浆工程的浆液材料种类比较繁多，具有流动性和凝胶性的材料都可以成为注浆材料，从大的方面来说可以分为有机系浆液材料和无机系浆液材料，人们从浆液的可注性和注入之后的稳定性方面考虑，主要考虑浆液材料的密度、粘度、凝胶时间、结石率、抗压强度、塑性强度(抗挤出强度)等特性，但对温度特性方面缺乏关注和深入的研宄。而一些研宄表明，大多类型的浆液具有高温下高流动性的特性，凝胶时间也因温度改变而发生变化。由于岩土体的特性是在自然状态下形成的固有特性，因而在注浆过程中，可人为改变的是浆液的特性，因此可以充分利用浆液流动和凝胶随温度而改变的这一特性。
[0004]带温差浆液注入岩土体后，随着渗流及热传导的过程，与周围岩土体进行热交换，周围岩土体的温升随浆液的注入量的多少而出现一定的温度差异性，这使得岩土体中浆液含量的大小可以通过温度测试的方法来实现，因此岩土体具有了浆液扩散量的可测试性能，这是采用带温浆液注浆的另一性能。
【发明内容】
[0005]技术问题:发明目的是针对已有技术中存在问题，提供一种岩土体注浆方法，通过改变注浆浆液的温度来进行浆液特性的改变，实现浆液高的流动性和合理的凝胶时间，提高注浆范围及效果，同时实时注浆过程注浆区域岩土体具有温度改变特性。
[0006]技术方案:本发明的岩土体注浆方法包括如下步骤:
[0007]a、在拟注浆区域内及周边间隔布设多个温度测点，对布设的多个温度测点位置施工钻孔，在多个温度测点区域内间插施工至少一个注浆钻孔；
[0008]b、在每个钻孔内沿钻孔深度方向布温度传感器，对钻孔进行充填封孔，并将温度测试导线引出钻孔外接入温度测试仪，对钻孔进行温度测量；
[0009]C、连接注浆系统，向注浆钻孔内进行注浆，在浆液搅拌及加热系统中对注浆浆液加热，使注浆浆液具有高于地层初始温度T的温差AT，通过注浆泵的注浆压力将加热的浆液经由注浆管路、连接阀门及保温管路，最后通过注浆岩土体中的注浆钻孔及注浆管注入岩土体中注入区域；注浆浆液在温差ΛΤ作用下向岩土体进行传温扩散，温差改变了岩土体的缝隙和浆液的粘滞特性，从而具有更优的流动特性，使注入区域更大；
[0010]d、通过注浆浆液温差Δ T在岩土体中传导和扩散过程导致岩土体的温度发生变化，不同距离处注浆测试孔的温度变化不同，反映注浆浆液到达的区域位置，根据温度测试仪显示的注浆温度值参数，通过调整注浆量改变注浆压力的大小、以及控制注浆结束时间，直至满足拟注浆区域内注浆设定要求。
[0011]所述注入的浆液温度高于岩土体原位温度，与被注入岩土体的温差为10?100C0
[0012]所述温度测点布设的多个测点之间的间距为200?2000mm。
[0013]所述钻孔内沿钻孔深度方向布设的温度传感器为一个或多个。
[0014]所述沿钻孔深度方向布设多个温度传感器之间的间距为200?500mm。
[0015]有益效果:由于采用了上述技术方案，本发明通过改变注浆浆液不同组分的温度，提高注浆浆液与被注入岩土体的温度差，利用浆液在温度升高时流动性增强的特性，获得浆液在岩土体孔隙和裂隙中的更大的扩散半径，提高浆液在土体和破碎岩石中的可注入特性，达到增强注浆效果的目的，同时浆液在岩土体中渗流和热传导的过程中改变了附近岩土体的温度性状，可获得注浆扩散范围的温度可监测特性。本发明提出了采用主动升温的方法措施实现过程较为容易，提高浆液的可注入性的同时使浆液注入范围具有温度可测性，其方法简单，操作方便，效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的注浆方法示意图。
[0017]图中:1-浆液搅拌及加热系统，2-注浆泵，3-注浆管路，4-连接阀门及保温管路，5-注浆钻孔及注浆管，6-钻孔，7-注浆空间壁面，8-注入区域，9-拟注浆区域。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0019]本发明的岩土体注浆方法步骤如下:
[0020]a、在拟注浆区域9内及周边注浆空间壁面7间隔布设多个温度测点，对布设的多个温度测点位置施工钻孔6，在多个温度测点区域内间插施工至少一个注浆钻孔5，根据现场实际情况，注浆钻孔5可以是一个，也可以是多个；所述温度测点布设的多个测点之间的间距为200?2000mm。
[0021]b、在每个钻孔6内沿钻孔深度方向布设温度传感器，对钻孔进行充填封孔，并将温度测试导线引出钻孔外接入温度测试仪，对钻孔进行温度测量；所述钻孔6内沿钻孔深度方向布设的温度传感器为一个或多个，沿钻孔深度方向布设多个温度传感器之间的间距为 200 ?500mm。
[0022]c、连接注浆系统，向注浆钻孔5内进行注浆，在浆液搅拌及加热系统I中对注浆浆液加热，使注浆浆液具有高于地层初始温度T的温差AT，通过注浆泵2的注浆压力将加热的浆液经由注浆管路3、连接阀门及保温管路4，最后通过注浆岩土体中的注浆钻孔及注浆管5注入岩土体中注入区域8，提高注浆的可注入性能；注浆浆液在温差Λ T作用下向岩土体进行传温扩散，温差改变了岩土体的缝隙和浆液的粘滞特性，从而具有更优的流动特性，使注入区域8更大；注入的浆液温度高于岩土体原位温度，与被注入岩土体的温差为10?100°C。形成温度差的方法是包含用明火加热和用加热管路等方式加热，加热时机可选择在浆液组分混合前、混合过程中或混合后，例如针对无机系水泥浆的水进行加热，获得搅拌后高温水泥浆，或者在水和水泥的搅拌过程中予以加热升温。
[0023]d、通过注浆浆液温差Δ T在岩土体中传导和扩散过程导致岩土体的温度发生变化，不同距离处注浆测试孔6的温度变化不同，反映注浆浆液到达的区域位置，根据温度测试仪显示的注浆温度值参数，通过调整注浆量改变注浆压力的大小、以及控制注浆结束时间，直至满足拟注浆区域9内注浆设定要求。
【主权项】
1.一种岩土体注浆方法，其特征在于包括如下步骤: a、在拟注浆区域(9)内及周边间隔布设多个温度测点，对布设的多个温度测点位置施工钻孔(6)，在多个温度测点区域内间插施工至少一个注浆钻孔(5); b、在每个钻孔(6)内沿钻孔深度方向布设温度传感器，对钻孔进行充填封孔，并将温度测试导线引出钻孔外接入温度测试仪，对钻孔进行温度测量； c、连接注浆系统，向注浆钻孔(5)内进行注浆，在浆液搅拌及加热系统(I)中对注浆浆液加热，使注浆浆液具有高于地层初始温度T的温差AT，通过注浆泵(2)的注浆压力将加热的浆液经由注浆管路(3)、连接阀门及保温管路(4)，最后通过注浆岩土体中的注浆钻孔及注浆管(5)注入岩土体中注入区域(8);注浆浆液在温差ΔΤ作用下向岩土体进行传温扩散，温差改变了岩土体的缝隙和浆液的粘滞特性，从而具有更优的流动特性，使注入区域(8)更大； d、通过注浆浆液温差ΛT在岩土体中传导和扩散过程导致岩土体的温度发生变化，不同距离处注浆测试孔(6)的温度变化不同，反映注浆浆液到达的区域位置，根据温度测试仪显示的注浆温度值参数，通过调整注浆量改变注浆压力的大小、以及控制注浆结束时间，直至满足拟注浆区域(9)内注浆设定要求。
2.根据权利要求1所述的一种岩土体注浆方法，其特征是:注入的浆液温度高于岩土体原位温度，与被注入岩土体的温差为10~100°C。
3.根据权利要求1所述的岩土体注浆方法，其特征是:所述温度测点布设的多个测点之间的间距为200~2000mm。
4.根据权利要求1所述的岩土体注浆方法，其特征是:所述钻孔(6)内沿钻孔深度方向布设的温度传感器为一个或多个。
5.根据权利要求4所述的岩土体注浆方法，其特征是:所述沿钻孔深度方向布设多个温度传感器之间的间距为200~500mm。
【专利摘要】一种岩土体注浆方法，通过改变注浆浆液不同组分的温度，提高注浆浆液与被注入岩土体的温度差，利用浆液在温度升高时流动性增强的特性，获得浆液在岩土体孔隙和裂隙中的更大的扩散半径，提高浆液在土体和破碎岩石中的可注入特性，达到增强注浆效果的目的，同时浆液在岩土体中渗流和热传导的过程中改变了附近岩土体的温度性状，可获得注浆扩散范围的温度可监测特性。本发明提出了采用主动升温的方法措施实现过程较为容易，提高浆液的可注入性的同时使浆液注入范围具有温度可测性，具有一定的实用性和推广价值。
【IPC分类】E02D3-12, E02D15-04
【公开号】CN104612131
【申请号】CN201410804176
【发明人】梁恒昌, 周国庆, 王建州, 赵晓东, 赵光思, 况联飞, 王义江, 刘志强, 商翔宇, 周扬, 汪平生
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月22日