[发明专利]一种地下工程锚注质量评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及注浆技术领域，尤其涉及一种地下工程锚注质量评价方法。

背景技术

注浆技术自从发明以来，已经广泛地应用于封堵涌水和改良地层，在基础建设的各个方面起到了良好的作用，用注浆处理各种岩土工程问题，已是很普遍的事情。例如：大坝灌浆加固及防水，建筑物基础托换，隧道及地铁工程，盾构隧道、基坑工程、管线保护等的跟踪注浆加固，竖井注浆，建井穿过含水层注浆，加固桥索支座岩体，其它特殊工程的应用。可以预料，随着各项建设事业的更大发展，对注浆技术的需求将与日俱增，它所发挥的作用亦将愈来愈大。因此，继续发展注浆技术，研究注浆理论和注浆检测方法具有重要意义。

新奥法在隧道等的构筑中起到显著功绩作用，把传统的结构工程概念，即“荷载-结构”模式转变为“荷载-部分围岩、支护”形式。新奥法认为围岩作为支护的一部分，共同承担荷载。基于此理论，注浆技术显得尤为重要，尤其是在软岩地质条件下，围岩松动不能起到很好的承载作用，但是注浆加固之后围岩裂隙被填充，围岩整体性好，可以给锚杆、锚索等提前很好的锚固力。但由于以往注浆检测技术不够完善，使注浆工程带有很大的盲目性和随意性。注浆加固过程中浆液扩散范围确定困难，同时由于注浆时地质情况复杂，计算参数选取困难等原因，无法得出较为合理的计算结果，更多是依靠经验来判断注浆的扩散范围，继而导致了一些注浆方案无法准确确定，更不能有效的检测围岩锚注效果。传统的检测方法手段落后、评价方法单一、无法定量等缺点，因此需要寻找一种有效的、合理的、定量的评价地下工程锚注质量的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种地下工程锚注质量评价方法，该方法首次将静力旋切技术引入到围地下工程锚注质量评价中，避免了现场围岩破碎而无法取芯的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种地下工程锚注质量评价方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1，注浆前数据采集：

步骤(1-1)，注浆前，对围岩进行钻孔取芯，计算围岩取芯率QXL；

步骤(1-2)，对所取岩芯试件进行三轴压缩试验，分别确定试件的内摩擦角粘聚力c以及残余强度σ_p；

步骤(1-3)，利用声波探测法测出距离围岩表面不同深度的岩体波速a，得到围岩松动圈的范围d；

步骤(1-4)，根据静力旋切技术得到钻头钻速v、转速N、扭矩M以及钻压P；

步骤2，注浆后数据采集：

注浆后，采用与步骤1相同的方法，分别得到与步骤1中相对应的注浆后的数据；

步骤3，围岩注浆前后岩体强度评价参数的确定：

根据步骤1和步骤2中注浆前后采集到的数据，分别计算注浆前后的钻孔取芯提高率K1、内摩擦角提高率K2、粘聚力提高率K3、残余强度提高率K4、波速提高率K5、松动范围缩小率K6、钻压提高率K7以及扭矩提高率K8；

步骤4，锚注质量定量评价：

基于步骤3中得到的围岩注浆前后岩体强度评价参数值，利用权重分析法，建立注浆前后岩体强度定量评价指标，对围岩锚注质量进行定量评价，并与现场锚注质量统计标准值进行比较。

所述步骤(1-1)中，注浆前围岩钻孔取芯率具体为：

QXL＝X₁/X

其中，X₁为设定距离以上岩芯累计长度，X为钻孔长度。

所述步骤(1-2)的具体方法为：

通过三轴压缩试验测得的三向主应力σ₁、σ₂、σ₃，以1/2×(σ₁-σ₃)为纵坐标，1/2×(σ₁+σ₃)为横坐标，将各点绘制在直角坐标轴上，然后采用最小二乘法拟合成最佳关系曲线；

在所述曲线上选择若干组对应值，其中每一个岩芯试样为一组，分别以每一应力组的1/2×(σ₁+σ₃)值为圆心，以1/2×(σ₁-σ₃)值为半径，在τ-σ图上绘制应力圆，并作这些圆的包络线，据此确定注浆前的围岩试件粘聚力c和内摩擦角同时根据应力-应变曲线得到围岩试件的残余强度σ_p。

所述步骤(1-3)的具体方法为：