图4 半充填、未充填(小体积)溶洞处理方法和步骤 序号 示意图 压力注浆通高压注浆泵说明 处理方法: 对于半充填、未充填小溶洞,直接采用袖阀管注浆方法,通过双塞芯管,分层进行压力注浆,使溶洞内松散充填物被水泥浆压密、渗透,形成固结体。 密封环袖阀注浆管1 护壁套管投料管钻孔溶洞 半充填溶洞处理示意图(3)半充填、未充填(大体积)溶洞处理方法和步骤
图5 未充填(大体积)溶洞处理方法和步骤 序号 投入小石料示意图 压力注浆通高压注浆泵说明 处理方法: 对于未充填土洞、溶洞,先吹砂夹石充填;然后采用袖阀管注浆方法,通过双塞芯管,分层进行压力注浆,使溶洞内松散充填物被水泥浆压密、渗透,形成固结体。 步骤一: (1)钻孔,取岩芯勘测,判定溶洞的大小、位置、深度及充填物情况; (2)钻孔过程中记录各项参数,是否有掉钻、漏水等异常情况发生。 (3)根据钻探资料进行分析,以确定溶洞处理方法,制定合理的充填、注浆施工参数。 步骤二: (1)下入套管(投料管),深度至溶洞顶面,在地面用夹具固定; (2)安装袖阀注浆管,深度至溶洞底面,位于溶洞段的袖阀管开出浆孔φ6@300。 投料斗1 袖阀注浆管护壁套管投料管钻孔溶洞未充填溶洞处理示意图钻孔2 溶洞 袖阀注浆管3 护壁套管投料管钻孔溶洞 10
图5 未充填(大体积)溶洞处理方法和步骤 序号 投入小石料示意图 步骤三: 投料斗说明 (1)安装漏斗; (2)吹入砂夹石充填溶洞; (3)投料时,振动袖阀管使填料顺利进入, 4 袖阀注浆管护壁套管投料管钻孔溶洞 未充填溶洞处理示意图步骤四: (1)拔出套管(投料管); (2)注入套壳料; (3)地面下2米注入止浆料; 袖阀注浆管5 注入套壳料钻孔溶洞 未充填溶洞处理示意图通高压注浆泵压力注浆步骤五: (1)安装双塞注浆芯管; (2)拌制水泥浆液; 6 袖阀注浆管护壁套管投料管钻孔(3)分层压力注浆,使溶洞充填物被压密、渗透、固结; 溶洞未充填溶洞处理示意图加盖保护步骤六: (1)泵入清水,洗干净袖阀管; (2)安装孔口保护装置; (后备注浆使用)7 溶洞(3)进行注浆质量检查,根据检查结果判定是否要进行后 未充填溶洞处理示意图备注浆; (4)质量检查合格后,注入M7.5砂浆封孔。 3.3.5灌浆技术措施
(1)钻孔:
①成孔设备和钻进方法的选择:
选用GY-1A型钻机,针对较软土层采用合金钻具回转钻进方法成孔;不同的孔径采用不同的钻头。
② 钻机安装:
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底座水平,机身稳固可靠。调整钻机高度,立轴对正孔位,将钻具放入孔口管内,使孔口管、立轴和钻杆在一条直线上,用罗盘、水平尺和辅助线检测立轴方向和倾斜角度。
③ 钻孔护壁:
采用优质稀泥浆护壁。当砂层较厚、孔内塌孔时,用φ108mm套管护孔,待孔内注入套壳料并下入袖阀管后,才将φ108mm套管提出孔外。
④ 钻孔深度
岩面注浆孔深度至岩面下0.5m,溶洞处理孔至溶洞底部。凡是溶洞钻孔到达〈9C—2〉必须取芯判断溶洞大小。
⑤ 注意事项:
钻孔布置注意避开管线和既有建筑物基础。 钻机必须保证安放水平、牢固。 确保钻孔深度满足要求。
(2)安装袖阀管(花管)、浇注套壳料及固管止浆
①钻孔至设计深度后并采用清水洗孔后,立即将套壳料通过钻杆泵送至孔底,自下而上灌注套壳料至孔口溢出符合浓度要求的原浆液为止。
②依次下入按注浆段配备的袖阀花管和芯管,下管时及时向管内加入清水,克服孔内浮力,顺畅下入至孔底。
③套壳料采用粘土和水泥配制,配比范围为水泥:粘土:水=1:1.5:1.88,浆液比重约为1.5,漏斗粘度24-26s;实际施工时应通过多组室内及现场试验,选取最佳配比。根据工程中的要求,套壳料凝固时间和强度增长速率应控制在2-5d内可灌浆。
④袖阀外花管采用φ48的聚氯乙烯塑料管,在管子注浆段上每隔30cm钻一排(3-4个)孔眼,孔眼直径6mm。针对每排孔眼,在管子外面套上一段长10cm厚1-2mm紧贴的橡皮箍并加以固定。
⑤固管止浆:在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管,在孔口上部2米孔段压入止浆固管料,直至孔口返止浓浆为止。止浆固管料采用速凝水泥浆,水:水泥=1:1.5。可采用水玻璃或氯化钙作速凝剂。
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图6 袖阀管结构示意图
(3)待凝:
要待孔口段止浆料凝固后才能灌浆。待凝时间控制在2~5天以内。 (4)开环灌浆
①开环:灌浆的前期阶段,使用稀浆(或清水)加压开环。在加压过程中,
一旦出现压力突降,进浆量剧增,表示已经“开环”。开环后即按设计配比开始正式注浆。
②灌浆:采用双栓塞心管进行灌浆。根据各组注浆参数表要求,从孔底自
下而上进行注浆,每排孔眼作为一个灌浆段,其段长为100cm。
③注浆液采用32.5普硅水泥,注浆时按先灌入稀浆后灌入浓浆的原则逐渐
调整水灰比。开环压力为0.35mpa。正常注浆压力为0.4~0.8mpa。注浆压力控制在0.4~1.2MPa以内,并由下而上逐渐减小,视具体情况分别采用或作适当调整。
④注浆次序:每次都必须跳开一个孔进行注浆,以防止发生窜浆现象。 ⑤间歇注浆:全孔段注浆完成后,间歇一段时间再进行第二次注浆,间歇
时间控制在10~30min之内。
(5)终灌标准:
①当地层中有了足够的注入浆量时; ②当注浆压力达到设计值时。
③发现被加固建筑物有上抬的趋势时,立即停止注浆。 ④发生窜浆或浆液漏失严重时,立即停止注浆。
(6)后备注浆措施
每孔注完浆后,用φ20水管插入袖阀管内,泵入清水把袖阀管内残留水泥浆
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冲洗干净,以备复注。
(7)压力注浆时的监测措施
在注浆过程中,要密切监测地面及建筑物的沉降情况,如发现被加固建筑物有上抬的趋势,立即停止注浆,严格控制注浆前后建筑物的上抬量不得超过2mm。
(8)灌注材料及配比
用32.5R普通硅酸盐水泥作灌注主料,确定各种灌注材料的合理配比,在施工中使用的材料配比(重量比)如下:
① 袖阀管套壳料:
水泥:粘土:水——1:1.5:1.88(重量比,配方由现场试验最后确定); ② 固管料为单液水泥浆,配比为 水:水泥——1:1.5; ③ 袖阀管注浆的浆液配比
水泥:水——0.5:1~1:1,先稀浆后稠浆。 ④ 速凝剂:
如发现地下有水流通道,孔内漏浆严重时,可掺入适量的的水玻璃作为速凝剂。水泥浆与水玻璃体积比C:S=1:(0.5~1),其中:水玻璃:浓度为45Be',模数m=2.4~2.8。 3.3.6斜孔灌浆技术
当钻孔位置和地下管线或建筑物基础冲突,钻孔施工有困难时,首先调整其位置;当钻孔跨度太大无法满足设计要求时,则需采用斜向孔灌浆技术。
斜向孔采用MG-50型锚杆机钻孔,该钻机可任意调整施工角度,施工时利用导向钻具实现定向钻进,使钻孔准确到达溶洞位置。
斜向孔充填材料采用低标号(M7.5)砂浆,配比为水泥:粘土:砂:水泥 = 1:2:2:0.8斜向孔灌浆方法同直孔灌浆方法。 3.3.7特殊情况处理
(1)灌浆工作必须连续进行,若因故中断,可按照下述原则进行处理: 应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗袖阀管,而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效,则应进行扫孔,而后恢复灌浆。恢复灌浆时,应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近,即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注;如注入率较中断前的减少较多,则浆液应逐级加浓继续灌注。恢复灌浆后,如注入率较中断前的减少很多,且在短时间内停止吸浆,应采取补救措施。
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