专利名称：全断面封闭挤压注浆法的制作方法
技术领域：
本发明设计涉及隧道施工辅助方法，具体涉及一种全断面封闭挤压注浆法。
背景技术：
在浅埋暗挖的施工过程中，有时围岩的自稳能力较差，甚至没有自稳能力，为了稳定工作面，确保施工的安全，需要在开挖前进行注浆加固，增强围岩的强度和稳定性，改变围岩的松散结构，提高粘结力和内摩擦角，封闭裂隙，使岩体强度显著提高。目前，注浆加固的机理主要包括渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆、高压喷灌注浆，不同的注浆机理适用于不同的地质条件。对于颗粒较细的黏土质不透水(浆)、孔隙率低、强度差的地层，宜采用高压浆液强行挤压孔周的劈裂注浆法，在注浆压力的作用下，浆液作用的周围土体被劈裂形成裂缝，通过土体中形成的浆液脉状固结作用对黏土层起到挤压加固和增加高强夹层加固作用，以提高地层强度和稳定性。采用的注浆加固方法主要有超前小导管注浆、超前帷幕注浆等，这些注浆方法在一定程度上起到了稳定隧道围岩的效果，但是注浆后仅在隧道周边形成筒状加固圈，一旦遇到强度低、孔隙率低、透水性差、高灵敏度、可注浆性差的地层时， 很难保证掌子面的稳定，间接地也影响了管棚与格栅拱架等支护措施效应的发挥，从而使得隧道开挖引起的地表沉降不易控制，而本发明设计意在稳定掌子面，有效的解决了这一问题。
发明内容
本发明设计的目的是根据上述现有技术的不足之处，提出一种全断面封闭挤压注浆加固的方法，主要设计有掌子面止浆墙、注浆孔、排检孔。止浆墙能够提高注浆孔、排检孔的打设精度，也能够防止由于注浆压力过大掌子面出现冒浆现象。在注浆孔之间布置若干排检孔，以利于软土地层中的孔隙水在注浆过程中受到挤压时的顺利排出和取芯检查掌子面注浆效果。排检孔长度超过注浆孔长度一定距离，以使后期岩土体取芯检查掌子面注浆效果更加准确。本发明设计在软弱地层具有良好的稳定掌子面的能力，能够保证隧道施工安全与结构安全。本发明提出的全断面封闭挤压注浆方法，具体步骤如下
在掌子面施作止浆墙，通过止浆墙对掌子面进行封闭，在止浆墙全断面均勻布设注浆孔，对位于止浆墙周边的注浆孔打设时向外倾斜3° 6°，注浆孔内插入注浆管，开挖后要保证掌子面注浆管留有搭接长度，以满足下循环隧道开挖时掌子面封闭性；排检孔径向上与注浆孔间隔布置，排检孔打设深度长于注浆孔打设深度；采用全孔分段后退式劈裂注浆法进行掌子面封装挤压注浆，浆液凝固时间为20mirT40min，若进行一次注浆，掌子面深孔注浆压力为0. 8^1. 5MPa ；若进行二次注浆，第一次注浆压力为0. 6^0. 8MPa，第二次注浆压力为1. (Tl. 5MPa。掌子面封闭挤压注浆后，隧道开挖预留一定厚度作为下一循环的止浆墙， 起到封闭掌子面以及保证掌子面注浆体连续性的作用。
本发明中，所述止浆墙采用网喷混凝土。本发明中，所述注浆管采用PVC袖阀管(劈裂注浆管)。本发明中，所述注浆孔采用HC-T浆液(凝胶时间可控注浆材料)。本发明中，所述注浆顺序为从周边向内圈依次注浆。本发明设计的优点是，施工简单、成本不高，能够保证隧道掌子面在强度低、自稳性差的软土地层中的稳定。注浆导致土体压力过高时水分可以通过排检孔排除，减小土体孔隙水压力，增加土体有效应力，实现注浆压密稳定掌子面的效果。通过掌子面排检孔取芯，可以及时了解注浆对地层的加固效果。
图1为本发明设计横断面注浆孔、排检孔布置图。图2为本发明设计纵断面注浆范围示意图。图3为注浆施工工序图。图中标号1为注浆孔，2为排检孔，3为止浆墙，4为初期支护。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明设计特征及其它相关特征作进一步详细说明， 以便于同行业技术人员的理解
附图1-2中标号1-4代表的是注浆孔1、排检孔2、止浆墙3、初期支护4。附图1为本发明设计全断面封闭挤压注浆法孔位布置图。由图1可见，该全断面挤压注浆法由注浆孔1、排检孔2组成，注浆孔1全断面布置，在注浆孔1之间布设有排检孔 2，所述排检孔2兼有排水与检查的作用。在隧道初期支护4对隧道围岩的加固作用下，注浆孔1内的浆液注入到掌子面软弱地层中，起到改变土体松散结构的作用，实现了掌子面土体的注浆挤压压密效果，当土体中的压力过高时，土体中的水分受到挤压时又能通过排检孔2排出，减小土体孔隙水压力，增加土体有效应力，从而达到稳定掌子面的功效，排检孔2 还可以在注浆后取芯检查注浆效果。图2为图1的纵向剖面图。从图2可见，在掌子面施作有网喷混凝土止浆墙3，在进行土体挤密注浆时可以防止掌子面漏浆，同时也能够提高注浆孔等孔位的钻入精度。注浆孔以及排检孔打设时向外倾斜一定角度，排检孔的打设长度长于注浆孔，在注浆结束时能够深入注浆体内部取芯以观察挤密注浆的效果。此外，开挖后要保证掌子面留有一定厚度的止浆岩墙，以满足下循环隧道开挖时掌子面封闭性。本实施例中，使用本发明设计全断面封闭挤压注浆法，首先施作网喷混凝土止浆墙，封闭掌子面并作为注浆孔钻机的工作面和钻杆架立面。之后打设注浆孔、排检孔，注浆孔于全断面均勻布置，排检孔径向上与注浆孔间隔布置。排检孔打设长度比注浆孔长一定距离，可以更加准确的检查注浆挤密的效果。掌子面注浆管采用PVC袖阀管(劈裂注浆管)， 可使用较高注浆压力进行分段灌注，且灌浆时冒浆和串浆的可能性比其它方法要小。将袖阀管置入掌子面注浆孔，采用全孔分段后退式劈裂注浆法进行掌子面封闭挤压注浆，注浆顺序为从周边向内圈依次注浆。浆液凝结时间太快，注浆效果较差；浆液凝固时间太长，严重影响到工期，宜将浆液凝固时间控制在20mirT40min。所以，注浆孔采用HC-T凝胶时间可控注浆材料。若进行一次注浆，掌子面深孔注浆压力0. 8^1. 5MPa ；若进行二次注浆，第一次注浆压力0. 6^0. 8MPa，第二次注浆压力1. (Tl. 5MPa。掌子面封闭挤压注浆后，隧道开挖应预留一定厚度作为下一循环的止浆岩墙，起到封闭掌子面以及保证掌子面注浆体连续性的作用。注浆工序如图3所示。
权利要求
1.一种全断面封闭挤压注浆方法，其特征在于具体步骤如下在掌子面施作止浆墙，通过止浆墙对掌子面进行封闭，在止浆墙全断面均勻布设注浆孔，对位于止浆墙周边的注浆孔打设时向外倾斜3° 6°，注浆孔内插入注浆管，开挖后要保证掌子面注浆管留有搭接长度，以满足下循环隧道开挖时掌子面封闭性；排检孔径向上与注浆孔间隔布置，排检孔打设深度长于注浆孔打设深度；采用全孔分段后退式劈裂注浆法进行掌子面封装挤压注浆，浆液凝固时间为20mirT40min，若进行一次注浆，掌子面深孔注浆压力为0. 8^1. 5MPa ；若进行二次注浆，第一次注浆压力为0. 6^0. 8MPa，第二次注浆压力为1. (Tl. 5Mpa ；掌子面封闭挤压注浆后，隧道开挖预留一定厚度作为下一循环的止浆墙，起到封闭掌子面以及保证掌子面注浆体连续性的作用。
2.根据权利要求1所述的全断面封闭挤压注浆方法，其特征在于所述止浆墙采用网喷混凝土。
3.根据权利要求1所述的全断面封闭挤压注浆方法，其特征在于所述注浆管采用劈裂注浆管。
4.根据权利要求1所述的全断面封闭挤压注浆方法，其特征在于所述注浆孔采用HC-T 浆液。
5.根据权利要求1所述的全断面封闭挤压注浆方法，其特征在于所述注浆顺序为从周边向内圈依次注浆。
全文摘要
本发明涉及一种隧道开挖施工辅助方法，即隧道开挖全断面封闭挤压注浆法，包括掌子面止浆墙、注浆孔、排检孔。止浆墙能够提高注浆孔、排检孔的打设精度，也能够防止由于注浆压力过大掌子面出现冒浆现象。注浆孔在掌子面环向与径向均匀布设，排检孔与注浆孔间隔布置，打设时均向外倾斜一定角度。在注浆孔环带之间布置排检孔，以利于软土地层中的孔隙水在注浆过程中受到挤压时的顺利排出，方便注浆后岩土体取芯检查掌子面注浆效果。注浆管采用袖阀管(劈裂注浆管)，采用后退式劈裂注浆法从掌子面周边向内圈依次注浆。本发明设计能够保证在软弱地层中开挖隧道时掌子面的稳定，减小由于隧道开挖产生的沉降量。
文档编号E21D11/10GK102182470SQ20111006710
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月21日 优先权日2011年3月21日
发明者周顺华, 王炳龙, 贾剑 申请人:同济大学