专利名称：一种井孔注浆隔渗的地下水控制方法
技术领域：
本发明涉及一种地下水控制方法，尤其涉及一种工程降水时含水层深厚而且地面沉降控制严格情况下的地下水控制方法，适用于粉质粘土、粉土、砂性土等各种土层条件，可主要应用于基坑降水工程、堤坝地下水降排工程等对地下水采取控制措施的工程领域。
背景技术：
随着地下水保护和周边环境保护如地面沉降要求的提高和保护意识的增强，在工程建设中涉及到地下水降排措施时，对地下水的控制要求也越来越高，要求无污染的同时达到少排水甚至不排水。基坑降水时，若基坑底存在高水头承压含水层，且该水头不满足国家规范要求的抗突涌稳定验算时，则需要对该承压含水层采取减压措施，管井降水是最广泛采取和最有效的一种降压措施，在工程领域被广泛应用。于是需要一种既能达到降水减压的目的，又能尽可能减少排水量和无污染的工程措施。本发明即是基于以上需要而提出的。高压劈裂注浆技术将水泥或化学浆液等注入土层，在注浆过程中，注浆管出口的浆液对四周地层施加了附加压应力，使土体发生剪切裂缝，而浆液则沿着裂缝从土体强度低的地方向强度高的地方劈裂，劈入土体中的浆体便形成了加固土体的网络或骨架。高压劈裂注浆技术既可应用于渗透性较好的砂层，又可应用于渗透性差的粘性土层。对不同土质，加固体强度可达到O. 5 lOMPa，渗透系数降低到10-7 10_9cm/s。理论研究的扩散半径可到达20米以上，实践中扩散半径可达到5 10米。管井降水技术是一种成熟的施工技术，其施工工序包括钻孔、吊放井管、填滤料和洗井。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种井孔注浆隔渗的地下水控制方法，该方法在工程降水减压的同时采取措施减少排水量和降低抽水引起的地面沉降值，从而达到了保护地下水和保护周边环境的效果。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种井孔注浆隔渗的地下水控制方法，包括以下步骤—)钻降水管井井孔，在钻井孔时超钻一定长度，形成劈裂注浆孔；二)采用劈裂注浆法在与劈裂注浆孔对应的土层中形成大直径水平圆盘状注浆加固土隔渗体；三)依序完成井管吊放、滤料回填和洗井作业，直至完成降水管井的施工。。在所述步骤二)中，形成I 3个注浆加固土隔渗体。本发明具有的优点和积极效果是将两种工程技术在一个工序中完成在降水井孔钻孔时超钻一定长度，在超钻位置进行高压劈裂注浆，然后在超钻位置以上布设井管和滤料等降水井构造，即在单个降水井底端形成一个圆盘状水平隔渗体，减少井管底垂向渗流通道面积以减少渗流量，进而减少整体排水量。本发明通过高压劈裂注浆在井管底设置圆盘状水平隔渗体减少排水量，两种施工技术前后实施、紧密配合、互不干扰、泥浆共用、施工简便。群井共同作用，则可使隔渗体联合发挥作用，降低垂向渗流面积，减少排水量，提高坑内降压效率，达到地下水保护和地面沉降保护的效果，在降低总排水量的同时提高坑内降压效率，本发明将两种施工技术完美结合，兼具两者的优点，极具推广应用价值。
图1为本发明实施步骤一)的示意图2 图3为本发明实施步骤二)的示意图4本发明实施步骤三)的示意图。
图中1、井孔，2、劈裂注浆孔，3、封闭泥浆，4、劈裂注浆管，5、注浆加固土隔渗体， 6、滤料，7、井管。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下
请参阅图1 图4，一种井孔注浆隔渗的地下水控制方法，包括以下步骤
一)钻降水管井井孔1，在钻井孔I时超钻一定长度，形成劈裂注浆孔2具体工序为
(a)钻井孔 I
采用钻机钻Φ 400mm Φ 700mm的井孔I到井管管底深度位置。
(b)超钻劈裂注浆孔2
在井孔孔底深度以下再钻Φ 80mm Φ IOOmm的劈裂注浆孔至预定深度。
二)采用劈裂注浆法在与劈裂注浆孔2对应的土层中形成大直径水平圆盘状注浆加固土隔渗体5
具体工序为
(a)孔内灌封闭泥浆3
当钻孔到达预定深度后，在井孔I和劈裂注浆孔2内灌入封闭泥浆3，封闭泥浆3 用于封闭劈裂注浆管(单向阀管)和钻孔壁之间的空隙，迫使浆液注入四周土层。
(b)插入劈裂注浆管4
在充满封闭泥浆3的钻孔中插入劈裂注浆管(单向阀管)，劈裂注浆管4 一般用内径Φ 40mm 60mm的塑料管，塑料管每隔33 50cm钻一组射浆孔(即每米2 3组)，塑料管外包橡皮套，插入钻孔时管端封闭，塑料管内充满水。
(C)劈裂注浆
在封闭泥浆3达到一定强度后，在劈裂注浆管4内插入双向密封注浆芯管进行分层注浆，首先加大压力使浆液顶开 橡皮套，挤破封闭泥浆，在土体产生劈裂，并沿着裂缝扩散，在土层中形成大直径水平圆盘状注浆加固土隔渗体5。扩散范围受注浆压力、时间、浆液配比、土层特征等因素的影响，一般从底部每一米注浆一次，达到一定的压力后，提起一米再注浆，这样重复进行。注浆完成后，拔除单向阀塑料管和双向密封注浆芯管。
三)依序完成井管7的吊放、滤料6的回填和洗井作业，直至完成降水管井的施工。具体工序为(a)吊放井管在预制井底上放置井管，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管高出地面不小于200mm，并加盖临时保护。井管滤水段采用无砂砼滤管或带滤孔的铁管，井管非滤水管采用无砂砼滤管或不带滤孔的铁管。(b)填滤料井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将泥浆挤出井孔。填滤料时，随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1. O米处，其上用粘土封填。(C)洗井上述工作完成后应立即进行洗井，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。冲洗时，采用下泵试抽洗井，用潜水泵反复进行抽洗，直至水清砂净。本发明的基本原理是在降水井孔钻孔时超钻一定长度，在超钻位置进行高压劈裂注浆，然后在超钻位置以上布设井管和滤料等降水井构造，即在降水井底端形成一个圆盘状水平隔渗体，减少井管底垂向渗流通道面积以减少渗流量，群井联合发挥作用进而减少整体排水量。高压劈裂注浆技术将水泥或化学浆液等注入土层，在注浆过程中，注浆管出口的浆液对四周地层施加了附加压应力，使土体发生剪切裂缝，而浆液则沿着裂缝从土体强度低的地方向强度高的地方劈裂，劈入土体中的浆体便形成了加固土体的网络或骨架，降低了土体的渗透性。管井降水技术是一种利用设置竖向井管抽取地下水的施工技术，其施工工序包括钻孔、吊放井管、填滤料和洗井。
具体实施例方式某地铁车站基坑工程长230. Om,宽21. 7m,采取明挖法施工，支护结构为地连墙和内支撑，基坑挖深18. 340m，地下连续墙深33m。基坑底以下8 19m处存在粉砂承压含水层，该承压含水层水头埋深约1. 3m，基坑抗突涌稳定验算不满足。地下连续墙未截断承压含水层，坑内布置11 口减压井与4 口备用减压井，井深32m，滤管段埋深为27 31m，沉淀管段埋深为31 32m，井孔钻孔直径为700mm。井孔沉淀管以下超钻Im作为劈裂注浆孔，超钻位置为埋深32 33m，劈裂注浆孔直径为100mm。先在劈裂注浆孔底以上O 30cm范围内进行高压劈裂注浆，形成直径约IOm的水平盘状注浆加固土隔渗体，再提升注浆管40cm，在劈裂注浆孔底以上70 IOOcm范围内进行高压劈裂注浆，形成直径约IOm的另一个水平盘状注浆加固土隔渗体。高压劈裂注浆完成后进行下井管、填滤料和洗井等井管施工。在本实施例中，注浆加固土隔渗体以I 3个为宜。井孔底劈裂注浆后坑底水平隔渗体面积约占1/4基坑面积，降压效果明显提供，与类似地铁车站基坑工程相比基坑涌水量降低约1/3，地面沉降得到有效控制。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发 明的保护范围之内。
权利要求
1.一种井孔注浆隔渗的地下水控制方法，其特征在于，包括以下步骤 一)钻降水管井井孔，在钻井孔时超钻一定长度，形成劈裂注浆孔； 二)采用劈裂注浆法在与超钻注浆孔对应的土层中形成大直径水平圆盘状注浆加固土隔渗体； 三)依序完成井管吊放、滤料回填和洗井作业，直至完成降水管井的施工。
2.根据权利要求I所述的井孔注浆隔渗的地下水控制方法，其特征在于，在所述步骤二)中，形成I 3个注浆加固土隔渗体。
全文摘要
本发明公开了一种井孔注浆隔渗的地下水控制方法，包括以下步骤一)钻降水管井井孔，在钻井孔时超钻一定长度，形成超钻注浆孔；二)采用劈裂注浆法在与超钻注浆孔对应的土层中形成大直径水平圆盘状注浆加固土隔渗体；三)吊放井管填滤料和洗井，完成降水管井的施工。本发明在工程降水减压的同时采取措施减少排水量和降低抽水引起的地面沉降值，从而达到了保护地下水和保护周边环境的效果。
文档编号E02D19/16GK102979105SQ20121054768
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月15日 优先权日2012年12月15日
发明者杨建民, 李嘉 申请人:天津大学