[发明专利]富含流动地下水砾卵石层中的注浆加固方法及装置

说明书

本发明公开了一种富含流动地下水砾卵石层中的注浆加固方法及装置，方法通过将加固浆液和形状记忆合金丝在变形温度下搅拌混合并注入砾卵石层中，所述变形温度大于砾卵石层中的地下水温度，所述形状记忆合金丝具有两种形状，变形温度时形状记忆合金丝折叠为团状并可以穿过砾卵石层中的孔隙，地下水温度时形状记忆合金丝伸展并可以卡在砾卵石层中的孔隙上，因此形状记忆合金丝在砾卵石层中在地下水温度影响下伸展并卡在砾卵石层中的孔隙上，从而减缓流动地下水带走注入的加固浆液，使加固浆液有足够时间凝结硬化并胶结住砾卵石颗粒。

技术领域

本发明属于岩土工程研究领域,尤其涉及一种富含流动地下水砾卵石层中的注浆加固方法及装置。

背景技术

砾卵石层中进行开挖时容易失稳，因此可以在砾卵石层中注浆，而凝固后的浆液可以加固砾卵石层。但若砾卵石层中富含流动的地下水，则注入的浆液往往被地下水冲走，注入的浆液难以快速有效凝结，难以填充砾卵石层的透水孔隙，造成砾卵石层中注浆加固困难。因此需要在注浆初期即降低砾卵石层渗透系数的装置，使注入的浆液在指定的砾卵石层中逐渐凝结硬化而不被地下水冲走。

发明内容

本发明为了克服富含流动地下水的砾卵石层中注入的加固浆液被水流冲走的问题，本发明提供了一种富含流动地下水砾卵石层中的注浆加固方法及装置。

本发明的技术方案：一种富含流动地下水砾卵石层中的注浆加固方法，包括下述步骤：

步骤1：将加固浆液和形状记忆合金丝在高于变形温度时搅拌混合，所述变形温度高于砾卵石层中的地下水温度，所述形状记忆合金丝具有两种形状，变形温度时形状记忆合金丝折叠为团状并能够穿过砾卵石层中的孔隙，地下水温度时形状记忆合金丝伸展并能够卡在砾卵石层中的孔隙上；

步骤2：将混合后的加固浆液和形状记忆合金丝在变形温度下用注浆管注入富含流动地下水的砾卵石层中，形状记忆合金丝在地下水温度时伸展并卡在砾卵石层中的孔隙上，从而减缓流动地下水带走注入的加固浆液，使加固浆液有足够时间凝结硬化并胶结住砾卵石颗粒。

优选的，所述形状记忆合金丝在地下水温度时伸展的形状为直线、或曲线、或蛛网形状、或格栅形状、或其他任意大于团状尺寸的形状，这里团状尺寸指记忆合金丝在变形温度时折叠为微团的尺寸。

优选的，所述加固浆液为水玻璃和氯化钙混合溶液、或水玻璃和水泥混合浆液、或硅溶胶。

一种富含流动地下水砾卵石层中的注浆加固装置，其特征是：其由依次连接的恒温贮存箱、加压泵、注浆管组成，所述恒温贮存箱可以在指定温度下存放混合有形状记忆合金丝的加固浆液，恒温贮存箱中混合有形状记忆合金丝的加固浆液通过加压泵从注浆管流入地下砾卵石层中。

优选的，所述注浆管为绝热管套在导热管外侧制成，绝热管和导热管之间夹有电阻加热丝，电阻加热丝产生的热量由导热管传递给加固浆液，从而防止加固浆液里团状的形状记忆合金丝因温度降低至地下水温度而伸展，绝热管可以防止地下水在注浆管外流动时带走注浆管内的热量。

优选的，所述注浆管包括第一注浆管和第二注浆管且配有注浆效果监测装置，所述注浆效果监测装置包含超声波发射片、超声波接受片和数据采集分析系统，数据采集分析系统分别与超声波发射片和超声波接受片连接，第一注浆管在砾卵石层中的部位安放有超声波发射片，第二注浆管在砾卵石层中的部位安放有超声波接收片。注浆效果监测方法为：注浆前超声波发射片将超声波发射至超声波接收片，由发射和接收的时间差以及第一注浆管和第二注浆管的距离计算注浆前波速；注浆后超声波发射片将超声波发射至超声波接收片，由发射和接收的时间差以及第一注浆管和第二注浆管的距离计算注浆后波速；如果注浆前波速和注浆后波速相比没有变化，表明流动地下水带走加固浆液且加固失败；如果注浆后波速大于注浆前波速表明加固浆液留在砾卵石层的孔隙中。通过上述方式可以监测注浆效果。