[发明专利]一种脉冲式注浆方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲式注浆方法，尤其是一种适用于地下工程构建中软弱岩体堵水与加固的脉冲式注浆方法。

技术背景

在地下工程如巷道、硐室等施工或使用过程中，遇到含水层或高地压情况，岩体受影响表现出较为软弱的性质，容易导致围岩变形、局部坍塌等情况，威胁到人员、设备安全，耽误正常生产。国内外普遍采用注浆的方法来堵水、加固围岩，解决此类问题。注浆是指利用气压、液压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体”，达到岩体处理的目的。常用的注浆方法有渗透注浆法、劈裂注浆法、压密注浆法、充填注浆法等。

注浆堵水加固的原理是以浆液代替岩体裂隙中空气的位置，将离散的岩石变成一个整体结构，从而增加各方面的性质。因此，岩体中的填充率是决定注浆效果好坏的一个重要指标。渗透注浆法是指在不改变地层结构和颗粒排列的前提下，在恒定的、相对较小的注浆压力作用下，浆液克服各种阻力而渗入孔隙和裂隙，向地层深处渗透的注浆方法，其特征是压力较小及压力恒定。在注浆过程中，由于压力较低从而使浆液流速缓慢，粒径大的浆液颗粒在流动过程中很快遇到隙宽较小的裂隙会因为阻力大于浆液压力而被裂隙卡住，停留在此裂隙中，随着后续浆液的流动，越来越多的大粒径颗粒充填这条裂隙直至裂隙被完全堵塞。虽然达到了填充裂隙空间的目的，但也堵住了粒径较小颗粒的进入后面空间的通道，注浆工作提前结束。填充的这些裂隙只是离注浆管较近的部分裂隙，较远一些的岩体中有很少或没有浆液，这样就会导致浆液扩散半径小，达不到预期的注浆效果。

发明内容

    技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，于提供一种方法简单、能提高浆液的扩散半径、改善注浆效果的脉冲式注浆方法。

技术方案：本发明的脉冲式注浆方法，包括在围岩注浆区域布置施工设计深度的注浆钻孔，清理干净孔内的水及残渣，还包括以下步骤：

a、向施工好的注浆钻孔内插入与钻孔深度相等的注浆管，注浆管内端接触孔底，外端通过控制阀与注浆软管相连，按常规用封孔水泥进行封孔；

b、在注浆软管上连接脉冲式注浆系统，并在脉冲式注浆系统的出口处设置观测流量表；所述的脉冲式注浆系统包括换向阀、分别连接在换向阀上的高压出液回路和低压出液回路，高压出液回路和低压出液回路的另一端分别与搅拌机相连接，高压出液回路上依次设有高压泵、高压蓄液罐、高压回路压力表，低压出液回路上依次设有低压泵、低压蓄液罐、低压回路压力表；

c、启动压力不同的高压泵、低压泵两套泵源，高压泵往高压蓄液罐灌注调配好的浆液，低压泵往低压蓄液罐中灌注调配好的浆液，当浆液达到设定的压力后，通过换向阀交替开通高压出液回路和低压出液回路，经与注浆管相连的浆注软管向钻孔内进行脉冲式变压注浆，实现高、低压浆液的交替注入；

d、随注浆时间增加，浆液注入速度减慢，观测流量表的示数变化，当浆液不再流动时，先关闭控制阀及换向阀，再关闭高压泵和低压泵，拆卸注浆管路，继续对下一个钻孔进行脉冲式注浆。 

所述高压泵的注浆压力为6MPa，低压泵的注浆压力为1.5MPa。

所述交替启动高压泵、低压泵两套泵源的频率为45次/min。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明通过脉冲式变压注浆，通过瞬间高压压迫浆液进入岩体，在不破坏岩体原有强度的前提下，扩大岩体裂隙隙宽，并开启闭合的裂隙，增大浆液流通的通道；通过脉冲式高地压交替注浆，可以形成瞬间高压，浆液将有更大的流速及冲击力，具有强烈的渗透作用。通过蓄液罐提供稳定持续的压力，脉冲式变压注浆利用增大注浆压力、提高浆液流速及冲击性扩大浆液扩散半径，提高空隙的充填率，解决一般注浆方法下扩散范围小、充填率低不足的问题。简单，过程容易操作，整体步骤对施工要求低，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本发明的岩体内部注浆管路示意图；

图2是本发明的注浆系统示意图。

图中：1-注浆管，2-封孔水泥，3-控制阀，4-注浆软管，5-搅拌机，6-高压泵，7-低压泵，8-高压蓄液罐，9-低压蓄液罐，10-高压回路压力表，11-低压回路压力表，12-换向阀，13-流量表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明：

本发明的脉冲式注浆方法：具体步骤如下：