[发明专利]一种全断面注浆加固地层的施工方法

说明书

本发明公开了一种全断面注浆加固地层的施工方法，先在待开挖掌子面外边界形成浆液封闭圈，在掌子面上进行引孔得到深度由深到浅的第一环注浆引孔圈、第二环注浆引孔圈和第三环注浆引孔圈，再向各引孔圈内插入导管进行注浆，注浆时从外环向内环注浆，每一环内相邻注浆深度不同，每一相邻注浆圈之间注浆深度不同，注浆完成后开挖已加固地层。本发明的施工方法可确保浆液能均匀注入地层中，高效固结地层和封闭渗水通道，且能将注入浆液控制在设计注浆范围内，有效减少浆液浪费，操作简单、施工快速，具有显著推广意义。

技术领域

本发明涉及地铁矿山法区间施工技术领域，尤其涉及针对地铁矿山法区间土体开挖前的一种全断面注浆加固地层的施工方法。

背景技术

目前，全国乃至全世界都已掀起地铁建设高潮，而面对复杂多变的地层环境，有许多工况都无法采用盾构法施工，如地铁区间覆土小于6m、地铁区间长度小于300m、地铁区间相邻车站无场地进行盾构始发或吊出、地铁区间地质强度过大、地铁区间内有影响盾构掘进的建构筑物等等。而矿山法可以解决以上问题，但矿山法施工是个危险性很大的工法，最大的风险源就是开挖土体和围岩的稳定性，而提高开挖土体和围岩的稳定，最有效、最经济的方式是对地层进行注浆加固。而注浆加固面临以下的难题：其一，注浆扩散范围无法掌控，导致浆液浪费，甚至破坏周边路面、管线、建构筑物；其二，对于强度大、孔隙率小的地层，浆液难以注入；其三，因注浆工程量大且频率高，需提高注浆的工作效率。

当今比较普遍的矿山法施工注浆方式有以下几种：袖阀管注浆、钢花管注浆、后退式注浆。但是以上方式有以下缺陷：1）袖阀管注浆时，单根套壳料等强长达7天，工效慢、成本高，且袖阀管适用于地面往下垂直注浆，水平注浆套壳料浆液难以填充满，注浆效果难以保证。2）钢花管注浆时，多采用φ42的钢花管，长度为6m，成本高、质量重、注浆作业频繁而制约工期，且工人操作不方便。其次，钢花管注浆时，都采用直接将钢花管直接顶入地层，导致地层受挤压，孔隙变小且钢花管中浆液与地层接触面积小，导致浆液难以注入地层。3）后退式注浆，造价高，每日仅能完成1至2根，工效慢。注浆过程中，容易造成浆液凝固而卡住钻杆，修理时间长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种控制浆液扩散和浪费，降低浆液对周边环境的影响，提高浆液注入地层的效果的全断面注浆加固地层的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种全断面注浆加固地层的施工方法，包括以下步骤：

S1、在待开挖掌子面的外侧按预设要求设计注浆轮廓，在待开挖掌子面上标记所有需要引孔的位置，沿待开挖掌子面按预设角度向注浆轮廓方向进行引孔步骤，得引孔孔洞，多个沿周向设置的引孔孔洞为注浆引孔圈；

所述注浆引孔圈自待开挖掌子面外侧向待开挖掌子面内侧依次包括第一环注浆引孔圈、第二环注浆引孔圈和第三环注浆引孔圈，所述第一环注浆引孔圈、第二环注浆引孔圈和第三环注浆引孔圈的最大深度分别为H1、H2和H3，其中H1＞H2＞H3；

S2、分别向注浆引孔圈的引孔孔洞内插入导管，所述导管的深度与对应的引孔孔洞的深度相同，依次对第一环注浆引孔圈、第二环注浆引孔圈和第三环注浆引孔圈的导管注浆，当达到目标标准时停止注浆，完成土层的加固；

S3、开挖初支内已加固地层，设开挖深度H，当H2≤H≤H1时，停止开挖，循环步骤S1、S2直至开挖完成。

作为对上述技术方案的进一步改进：

所述第一环注浆引孔圈包括两个以上周向设置的第一环深孔、第一环中孔和第一环浅孔，所述第一环中孔设置于两第一环深孔之间，所述第一环浅孔设置于第一环深孔和第一环中孔之间，所述第一环深孔、第一环中孔和第一环浅孔的深度分别为H11、H12和H13，其中H11＞H12＞H13；