[发明专利]一种高流速地下水富水砂层的高压旋喷注浆加固方法

说明书

本发明公开了一种对具有高流速地下水的富水砂层进行高压旋喷注浆加固的方法，包括以下步骤：对富水砂层进行勘察，确定高压旋喷桩机的钻孔位置；将高压旋喷桩机的钻头对准孔位中心，同时制备聚氨酯‑水玻璃浆液和水泥‑水玻璃浆液；高压旋喷桩机钻孔，使钻头钻孔至设计标高；在钻孔中先注入聚氨酯‑水玻璃浆液，利用聚氨酯‑水玻璃浆液遇水发生化学反应生成不溶于水的凝胶体的特性对富水砂层进行止水堵水，待聚氨酯‑水玻璃浆液完全凝结后再注入水泥‑水玻璃浆液，利用水泥‑水玻璃浆液固结体强度高的特性对富水砂层进行加固；完成后，用水泥‑水玻璃浆液继续注浆，确保完全注浆。本发明的方法可以实现对富水砂层进行堵水加固，且效果更好。

技术领域

本发明涉及一种隧道及地下工程施工方法，具体为一种对具有高流速地下水的富水砂层进行高压旋喷注浆加固的方法。

背景技术

随着地下空间开发的迅猛发展，越来越多的隧道工程在施工过程中都会遇到富水砂层，富水砂层水源丰富，地下水渗流速度大，具有一定承压性，可能引起涌水、涌沙坍塌事故，从而影响到地面、周边环境的安全，同时也严重影响工程进度和施工质量，甚至导致工程无法进行或者造成人员伤亡等事故的发生，从而造成巨大的经济损失。因此，在遇到富水砂层时，往往需要进行注浆堵水加固，才能进行隧道施工。

目前在浅埋隧道围岩注浆加固中最常用的注浆方法是地面高压旋喷桩注浆法。高压旋喷桩注浆方法是一种最早由日本引入、利用高压水力喷射切割机理, 将土、化学浆液或水泥浆液搅拌在一起加固围岩的方法，该方法具有施工占地少、振动小、噪音较低等优点。

现有的高压旋喷桩注浆方法常选用的注浆材料有单液水泥浆和水泥—水玻璃双液浆。富水砂层中地下水渗流速度较大，由于受地下动水冲刷、稀释渗流的作用，若采用单液水泥浆作为注浆材料，则砂层中的水泥颗粒在尚未固化前容易被高流速的地下水从砂层孔隙中冲走，从而使旋喷桩桩体受到不同程度离析、侵蚀，导致旋喷桩的桩径缩小、断桩几率大大增加，富水砂层难以得到有效加固。水泥—水玻璃双液浆虽然对富水砂层具有一定的堵水作用，但其浆液凝固时间可控性差，固结体早期强度低、抗水性和耐久性差。

目前市面上也存在许多化学注浆材料，但化学注浆材料普遍存在价格昂贵、制作工艺繁琐、容易污染周边环境等缺点，单独使用化学注浆材料并未能对富水砂层产生很好的堵水加固效果。

发明内容

本发明在于克服现有技术的不足，提供一种对具有高流速地下水的富水砂层进行高压旋喷注浆加固的方法，所述方法可以实现对富水砂层进行堵水加固，且效果更好。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种对具有高流速地下水的富水砂层进行高压旋喷注浆加固的方法，包括以下步骤：

(1)、对需要进行堵水加固的富水砂层进行勘察，确定高压旋喷桩机的钻孔位置；

(2)、将高压旋喷桩机移动到指定桩位，将钻头对准孔位中心；同时制备聚氨酯-水玻璃浆液以及水泥-水玻璃浆液以备用；

(3)、采用高压旋喷桩机钻孔，使钻头在预定桩位钻孔至设计标高；

(4)、在所有钻孔中先注入聚氨酯-水玻璃浆液，利用聚氨酯-水玻璃遇水发生化学反应生成不溶于水的凝胶体的特性对富水砂层进行止水堵水，待所注入的聚氨酯-水玻璃浆液完全凝结后再注入水泥-水玻璃浆液，利用水泥-水玻璃浆液固结体强度高的特性对富水砂层进行加固；

(5)、喷射注浆作业完成后，用水泥-水玻璃浆液继续注浆，直到完全注浆。

优选的，所述聚氨酯-水玻璃浆液包括以下重量份的原料：水玻璃2～3份、水溶性聚氨酯注浆材料80～100份和催化剂2～8份。

优选的，所述水泥-水玻璃浆液包括以下重量份的原料：水玻璃1～2份、 P.O.42.5普通硅酸盐水泥90～100份、水50～80份、减水剂1～3份、早强剂2～5份和速凝剂1～2份。