一种岩溶地区溶洞上覆土层逐序加深注浆施工工艺及设备的制造方法
【专利说明】-种岩溶地区溶洞上覆±层逐序加深注浆施工工艺及设备 【技术领域】
[0001] 本发明设及注浆工艺技术领域，特别是设及一种岩溶地区溶桐上覆±层逐序加深 注浆施工工艺及设备。 【【背景技术】】
[0002] 前期已通过物探及地质钻孔探明，某高速K11+680~K11巧40段，一方面溶桐埋 深较大，上覆上层厚度范围18m~22m，另一方面，溶桐顶板又普遍较薄，厚度范围0. 4m~ 0.5m。运一类型的溶桐是否需要处治，W及该如何选取处治措施，存在诸多争议。一方面， 深埋溶桐受附加应力的影响很小，因此超过一定埋深的溶桐可W不作处治。另一方面，薄顶 溶桐承载能力十分有限，尤其是风化较为严重的溶桐顶板，即使在不大的荷载作用下，仍有 可能发生破坏。正是运一方面的矛盾，导致运一类型的溶桐在处治措施的选取上存在颇多 争议。
[0003] 为解决运一矛盾，进行了大量原位试验，多方面考察溶桐顶板承载能力，W便制定 相应的处治措施。WK11+727为例，其溶桐顶板上的重型动力触探实测击数大于10击/1cm， 且频频反弹，表明其承载能力至少在l.OMpaW上。在数值分析结果与原位试验结果存在 差异的状况下，显然原位试验更具可靠性。试注浆过程中，溶桐顶板上的压力更是达到了 0. 6Mpa(0. 3Mpa的注浆压力叠加0. 3Mpa的浆液静止压力，相当于6个大气压），而在运样的 高压状况下也未曾出现损坏。据此提出，K11+680~K11巧40段溶桐虽然顶板较薄，但承载 能力并不薄弱，暂时无需加固。
[0004] 然而，应当注意的是，溶桐无需加固绝不意味着覆盖层同样无需加固，特别是深埋 薄顶溶桐，上覆上层尤其软弱，覆盖层塌陷的可能性依然存在。一方面，深埋意味着富含承 压地下水，在地下水的浸泡下，基岩面（溶桐顶板）附近±层将呈可塑甚至软塑状态，一经 扰动即可引发变形。另一方面，薄顶意味着可能存在开口岩溶形态，覆盖±层很有可能在运 一位置逐渐侵蚀塌陷。WK11巧27为例，初见水位5. 8m，稳定水位10. 4m，自14. 4m至基岩 面（20m)分布泥炭±，自18m开始向下由可塑状态转变为软塑状态，性状极为软弱。经由标 准贯入试验验证，越靠近基岩面击数越少，承载能力逐渐变差，详见表1。 阳00引表1标准贯入试验[0006]
[0007] 基于W上考虑，决定向溶桐上覆±层中注浆，主要有3个目的，一是排出水分，将 溶桐顶板附近上层由软塑状态提高为可塑至硬塑状态，从而提高抗冲刷侵蚀能力；二是提 高防渗水能力，从而减缓地下水位变化速度；Ξ是通过形成浆脉网来挤密邻近±体，从而提 高±体模量、减小泊松比，改善溶桐顶板受力状况。
[0008] 从地质钻孔掲示的情况来看，K11+680~K11巧40段地质情况较为复杂，下伏砂碱 层及粘±层间互成层，有些钻孔甚至还发现有半米厚的卵石层。经压水试验发现，11米附近 的粉细砂层、17米附近的卵石层透水率极好。随后在通长注浆的过程中发现，普遍都有压力 回落、地层贯通、邻孔串浆等问题发生，必须采用分段注浆的方式才能解决运些问题，重点 加固溶桐顶板附近±层。目前只有两种成本较高的工艺可W实现分段注浆，一是袖阀管注 浆，二是孔口管注浆。
[0009] 袖阀管注浆方法是在钻孔内，预先安置特制带有孔眼的注浆管，称为花管。在花管 与孔壁间填入被称为填料的浆液，并在花管内用双栓塞式注浆塞分段进行注浆。但在注浆 后，花管难于拔出重复使用，管材耗费较多，成本较为昂贵。其中，填料诱注的好坏对注浆 成功与否有很大影响，要求既能在一定的压力下，压开填料进行横向注浆，又能在高压注浆 时，阻止浆液沿孔壁或管壁流出地表，对施工队素质要求很高。
[0010] 孔口管注浆方法是把止浆塞设置在孔口，自上而下分段钻进，逐段注浆并不待凝 的一种分段注浆方法。其缺点是在自上而下分段注浆的过程中需要多次复钻和复注，与通 长注浆所需的工作量相比，孔口管注浆的工作量翻了数番。此外，孔口管注浆不仅需要消耗 大量孔口管，而且在复钻的过程中又造成许多水泥浆不必要的浪费。
[0011] 总的来说，现有技术，不论是袖阀管注浆还是孔口管注浆，都存在颇多缺点，其中， 袖阀管注浆工艺繁杂，封口复杂，对施工队素质要求过高；孔口管注浆则消耗大量管材，还 需要多次成孔，尤其不便于大面积推广使用。考虑到现有技术的诸多缺陷，提出新的注浆技 术，缩短工期，提高效率，十分必要。 【
【发明内容】
】
[0012] 本发明的目的在于提供一种岩溶地区溶桐上覆±层逐序加深注浆施工工艺及设 备，W克服现有技术中存在的不足。
[0013] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0014] 一种岩溶地区溶桐上覆±层逐序加深注浆施工设备，包括进浆管、回浆管、花管、 压力表及封孔装置；所述进浆管、回浆管、花管分别安装有进浆阀Π、回浆阀口和花管阀 Π;
[0015] 所述花管底部开有花孔，花孔外侧应事先缠绕好胶带；所述胶带能够在钻孔内安 放花管的过程中保持完整而不被钻渣刺破；
[0016] 所述花管上部外露长度0. 5~1. 5m;
[0017] 花管的顶部外露部分连接进浆管和回浆管；
[001引封孔装置设置于钻孔孔口处。
[0019] 本发明进一步的改进在于：所述封孔装置由织物、垫±分层捣实而成；所述织物、 垫±具备一定孔隙，能够成为排气通道，止浆而不止气。
[0020] 本发明进一步的改进在于：所述压力表最低精度可W达到O.OlMPa，最大量程可 W达到2Mpa。
[0021] 本发明进一步的改进在于：封孔装置的封孔深度深入级配碎石层13W下0. 2m。
[0022] 使用岩溶地区溶桐上覆±层逐序加深注浆施工设备进行逐序加深注浆施工的施 工工艺，包括先序孔施工工艺：
[0023] 1)布孔
[0024]在布孔设计图中布置先序孔（16)，先序孔（16)布孔间距不小于3.Om~4.Om; 阳02引。钻孔
[00%] 按布孔设计图中先序孔的孔位，在岩溶地区溶桐上覆±层现场测放钻孔孔位；钻 孔孔位偏差不超过50cm，垂直度偏差不大于1% ;施钻时将钻杆对准所标孔位，钻孔孔径不 小于110mm;
[0027] 3)安装权利要求1所述岩溶地区溶桐上覆±层逐序加深注浆施工设备
[0028] 钻孔完毕，检查钻孔深度，在确认没有塌孔的情况下再安放花管；花管底部开有花 孔，花孔外侧应事先缠绕好胶带，W免在安放的过程中被钻渣阻塞；而在注入浆液的过程 中，胶带将在浆液的作用下脱落，使花孔贯通；花管安放好后，在花管上部周围分层捣实织 物、垫±，从而实现止浆封孔；
[0029] 4)注浆
[0030] 进浆管、回浆管、花管全部安装完毕后，关闭回浆阀口，并依次打开花管阀口、进浆 阀口，开始注浆；注浆过程中时刻注意注浆压力，若超过〇.35MPa，及时打开回浆阀口卸载 至 0. 25MPaW内； 阳03UW终注
[0032] 若安装流量计，采用如下两种终注条件之一：
[0033] 曰、先序孔终注压力达到0. 2~0. 25MPa，进浆量不大于40L/min，维持30min;
[0034] b、单孔注浆量达到3m3,且进浆量不大于40L/min时；
[0035] 如果没有安装流量计，采用如下终注条件：
[0036] 连续3次注浆压力超过0. 4MPa再打开回浆阀口卸载至0. 25MPa后，95 %W上