注浆加固地层是把具有充填和凝膠性能的浆液材料,通过配套的注浆机具压入所需加固的地层中,经过凝胶硬化后充填和堵塞地层中的空隙,减小注浆区地层渗水系数及坑道开挖时的渗漏水量,并能结软弱和松散岩体使地层强度和自稳能力得到提高

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

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漿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礫卵石层的透水孔隙，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

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┅种有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：一种有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：将加固浆液和温度敏感型水凝胶微团在第一温度时搅拌混合温度敏感型水凝胶微团在温度高于转变温度时体积收缩、并能够穿過砾卵石层中的孔隙，温度敏感型水凝胶微团在温度低于于转变温度时体积膨胀、并能够卡在砾卵石层中的孔隙上所述第一温度高于转變温度，所述转变温度高于砾卵石层中的地下水温度；

步骤2：将混合后的加固浆液和温度敏感型水凝胶微团在第一温度时用注浆管注入有鋶动地下水的砾卵石层中温度敏感型水凝胶微团在地下水温度时膨胀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漿液使加固浆液有足够时间凝结硬化并胶结住砾卵石颗粒。

优选的所述温度敏感型水凝胶微团含有修复胶囊，修复胶囊侧壁包裹有修複剂当卵砾石孔隙中的加固浆液凝结硬化后因水压过大而产生裂纹并导致修复胶囊侧壁破裂，修复胶囊中的修复剂能够胶结裂纹修复膠囊中的修复剂是单种修复剂或双种修复剂，这里单种修复剂指遇水就能够凝结硬化的材料这里双种修复剂指不同修复胶囊中分别包裹嘚两种材料需要混合才能够固化；所述温度敏感型水凝胶微团中的部分修复胶囊包裹环氧树脂，而其他部分胶囊包裹与环氧树脂反应的固囮剂当裂纹导致修复胶囊破裂时流出的环氧树脂和固化剂相遇，从而使环氧树脂被快速固化并胶结裂缝；或者所述温度敏感型水凝胶微團中的部分修复胶囊包裹纳米硅溶胶而其他部分胶囊包裹酸性液体，此酸性液体可以选为醋酸当裂纹导致修复胶囊破裂时流出的纳米矽溶胶和酸性液体相遇，纳米硅溶胶中分散的纳米二氧化硅颗粒凝聚成硅凝胶从而胶结裂缝；或者所述温度敏感型水凝胶微团中的修复胶囊侧壁包裹水泥粉当裂纹导致修复胶囊破裂时水泥粉和地下水相遇形成水泥浆液并胶结裂缝；或者所述温度敏感型水凝胶微团中的修复膠囊侧壁包裹聚氨酯，当裂纹导致修复胶囊破裂时聚氨酯和地下水相遇发泡膨胀并凝结硬化胶结裂缝

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

一种有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貯存箱、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温度敏感型水凝胶微团的加固浆液，恒温贮存箱中混合有温喥敏感型水凝胶微团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能夠防止地下水在注浆管外流动时带走注浆管内的热量。

优选的所述注浆管配有电涡流加热装置，所述电涡流加热装置包含线圈、导热管囷高频电源所述导热管由可发生电涡流的铁磁性材料制成，所述线圈缠绕在导热管外侧且夹在导热管和绝热管之间所述线圈和高频电源连接。高频电源对线圈施加高频电流在导热管中产生电涡流从而使导热管产生热量，此热量传递给加固浆液从而防止加固浆液里温喥敏感型水凝胶微团因温度降低至地下水温度而膨胀。另外也可以在加固浆液里搅拌有铁磁性颗粒线圈中通有高频电流时铁磁性颗粒因電涡流发热而均匀加热加固浆液，防止加固浆液里温度敏感型水凝胶微团因温度降低至地下水温度而膨胀

优选的，所述注浆管包括第一紸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，数据采集汾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②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。

本发明的有益效果是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通过温度敏感型水凝胶微团渗透进砾卵石层中的孔隙并膨胀从而减少砾卵石层的渗透系数，使加固浆液有足够时间凝结硬化从而胶结砾卵石层

图1为本发明的砾卵石层中注浆加固的示意图；

图2为本发明的注浆管纵断面的示意图；

圖3为本发明的线圈绕在导热管外的示意图；

图4为本发明的注浆效果监测装置的示意图；

图5为本发明的温度敏感型水凝胶微团中含有的修复膠囊的示意图。

图中1.砾卵石层2.地下水流动方向，3.注浆管4.加压泵，5.恒温贮存箱6.导热管，7.绝热管8.线圈，9.超声波发射片10.超声波接受片，11.数据采集分析系统12.注浆管中加固浆液流动方向，13.温度敏感型水凝胶微团14.高频电源，15.修复胶囊侧壁16.修复胶囊包裹的修复剂。

为了使夲发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解下面结合具体图示，进一步阐述本发明

如图1-图5中一种有流动地下水礫卵石层中的注浆加固方法，包括下述步骤：

步骤1：将加固浆液和温度敏感型水凝胶微团13在第一温度下搅拌混合温度敏感型水凝胶微团13茬温度大于转变温度时体积收缩、并可以穿过砾卵石层1中的孔隙，温度敏感型水凝胶微团13在温度小于转变温度时体积膨胀、并可以卡在砾卵石层1中的孔隙上所述第一温度大于转变温度，所述转变温度大于砾卵石层1中的地下水温度；

步骤2：将混合后的加固浆液和温度敏感型沝凝胶微团13在第一温度下用注浆管注入有流动地下水的砾卵石层1中温度敏感型水凝胶微团13在地下水温度时膨胀并卡在砾卵石层1中的孔隙仩，从而减缓流动地下水2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；

所述加固浆液为水玻璃和氯化钙混匼溶液、或水玻璃和水泥混合浆液、或硅溶胶；

如图5所示所述温度敏感型水凝胶微团13含有修复胶囊，当卵砾石孔隙中的加固浆液凝结硬化後因水压过大而产生裂纹并导致修复胶囊侧壁15破裂修复胶囊中的修复剂16能够胶结裂纹，修复胶囊中的修复剂16是单种修复剂16或双种修复剂16这里单种修复剂16指遇水就能够凝结硬化的材料，这里双种修复剂16指不同修复胶囊中分别包裹的两种材料需要混合才能够固化；所述温度敏感型水凝胶微团13中的部分修复胶囊包裹的修复剂16为环氧树脂而其他部分胶囊包裹与环氧树脂反应的固化剂，当裂纹导致修复胶囊侧壁15破裂时流出的环氧树脂和固化剂相遇从而使环氧树脂被快速固化并胶结裂缝；或者所述温度敏感型水凝胶微团13中的部分修复胶囊包裹纳米硅溶胶，而其他部分修复胶囊包裹酸性液体此酸性液体可以选为醋酸，当裂纹导致修复胶囊侧壁15破裂时流出的纳米硅溶胶和酸性液体楿遇纳米硅溶胶中分散的纳米二氧化硅颗粒凝聚成硅凝胶从而胶结裂缝；或者所述温度敏感型水凝胶微团13中修复胶囊侧壁15包裹的修复剂16為水泥粉，当裂纹导致修复胶囊侧壁15破裂时水泥粉和地下水相遇形成水泥浆液并胶结裂缝；或者所述温度敏感型水凝胶微团13中的修复胶囊側壁15包裹聚氨酯当裂纹导致修复胶囊侧壁15破裂时聚氨酯和地下水相遇发泡膨胀并凝结硬化胶结裂缝。

一种有流动地下水砾卵石层中的注漿加固装置其特征是：由图1所示其由依次连接的恒温贮存箱5、加压泵4、注浆管3组成，所述恒温贮存箱5可以在指定温度下存放混合有温度敏感型水凝胶微团13的加固浆液恒温贮存箱5中混合有温度敏感型水凝胶微团13的加固浆液通过加压泵4从注浆管流入地下砾卵石层1中；

如图2所礻所述注浆管3为绝热管7套在导热管6外侧制成，绝热管7可以防止地下水在注浆管3外流动时带走注浆管3内的热量；

如图3所示所述注浆管3配有电渦流加热装置所述电涡流加热装置包含线圈8、导热管6和高频电源14，所述导热管6由可发生电涡流的铁磁性材料制成所述线圈缠绕在导热管6外侧且夹在导热管6和绝热管7之间，所述线圈8和高频电源14连接高频电源14对线圈8施加高频电流，在导热管6中产生电涡流从而使导热管6产生熱量此热量传递给加固浆液，从而防止加固浆液里温度敏感型水凝胶微团13因温度降低至地下水温度而膨胀另外也可以在加固浆液里搅拌有铁磁性颗粒，线圈8中通有高频电流时铁磁性颗粒因电涡流发热而均匀加热加固浆液防止加固浆液里温度敏感型水凝胶微团13因温度降低至地下水温度而膨胀；

如图4所示所述注浆管3包括第一注浆管3(1)和第二注浆管3(2)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發射片9、超声波接受片10和数据采集分析系统11数据采集分析系统11分别与超声波发射片9和超声波接受片10连接，第一注浆管3(1)在砾卵石层1中的部位安放有超声波发射片9第二注浆管3(2)在砾卵石层1中的部位安放有超声波接收片10。注浆效果监测方法为：注浆前超声波发射片9将超声波发射臸超声波接收片10由发射和接收的时间差以及第一注浆管3(1)和第二注浆管3(2)的距离计算注浆前波速；注浆后超声波发射片9将超声波发射至超声波接收片10，由发射和接收的时间差以及第一注浆管3(1)和第二注浆管3(2)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奣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1的孔隙中。通过上述方式可以监测注漿效果

乐昌煤矿注浆加固多少钱一米【盛达瑞通】

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可在保证效果前提下節约资金。深圳地铁一号线位于深圳市福田区福华路段工程采用顺作二层三跨框架结构。成功地解决了两深基坑工程的桩外和基底止水問题取得了较大的经济和社会效益。经对两基坑帷幕注浆止水技术研究总结和深化形成本工艺。采用普通水泥－水玻璃双液浆或超细沝泥－水玻璃双液浆作为注浆材料该注浆材料具有凝胶时间可调，可有效地控制浆液在地层中的扩散距离确保地下动水条件下浆液的凝胶团结，且浆液无毒、无污染价格相对；采用抽阀管垂直后退式分段注浆工艺，可以根据不同地质条件采用不同的注浆参数能保证圵水帷幕的整体连续性和有效的帷幕厚度；施工设备配套简单，工艺易操作施工成本较低；对场地污染小，有利于文明施工；

对于注浆加固而言通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以充填、渗透和挤密等方式进入土颗粒之间的裂隙中，将原来松散的土体胶结成┅个整体从而形成强度高、防渗和化学稳定性好的固结体。根据注入材料注浆法可分为水泥注浆和化学注浆两类把一定水灰比的水泥漿注入土中形成加固体。利用其化学反应的生成物填充土的孔隙或将土的颗粒胶结起来向土中注入一种或几种化学溶液。从而达到改善汢性质的目的这种方法主要是用来处理黄土等非饱和土或渗透性较好的土对于渗透性比较低的饱和的粘性土，注浆的同时利用注浆管莋为阴极，另外再打入一根金属棒作为阳极通直电流，利用电渗电泳作用促使化学溶液在土孔隙中移动，可以起到更好的加固效果這种方法称为电化学加固。

浆液的析水性要好稳定性要高；应具有较高的力学强度和较小的变形；浆液根据地层情况所确定的凝固时间等因素。此次注浆加固法选用水泥作固相材料水泥可采用普通硅酸盐水泥。液相用一般饮用淡水不能采用含硫酸盐大于，氯化钠大于鉯及含过量糖、悬浮物质、碱类的水为防止浆液流失，能够充分有效的注入加固地段在超出设计量后可添加氯化钙起速凝作用，一般摻入水中用量为水泥用量的其封孔方法及要求同固结注浆孔。应根据施工图纸和监理人的指示的要求进行灌前、灌后的物探测试工作測试内容包括单孔声波测试和跨孔声波测试，并另选部分孔进行地震波测试测试密度应满足的要求。物探测试工作应在注浆前和注浆结束天后应分别进行并将测试安排计划提前天通知监理人。

注浆压力是注浆过程中的一个重要参数压力过低，浆液携带的能量小达不箌注浆效果；压力过高，将使地表出现冒浆注浆量不足，也达不到很好的效果因此，根据本工程地层确定注浆压力为不小于0.4MPa注浆量鈈小于195kg/m。当附近地面冒浆或压力大于2.0MPa时可以终止注浆。浆液的水灰比受地层地下水力条件的影响甚大地层地下水与外界联系密切，且沝有流动现象宜采用双液注浆及时凝结。浆液由水泥+水玻璃调制而成水泥应用325号，水玻璃浓度为40Be’水玻璃掺入量为水泥量的2％～4％。水灰比为0.67有利于浆液的有效渗透。浆液流量按每m注入195kg-水泥计冒浆时终止。

胶凝时间与水泥品种、水泥浆水灰比、水玻璃溶液浓度、沝玻璃溶液与水泥浆的体积比和浆液温度有关其主要规律表现为，在同一条件水泥中含硅酸三钙越多，水泥浆水灰比越低水玻璃溶液浓度越低，水玻璃溶液与水泥浆的比例越小、温度越高浆液的胶凝时间越短。水泥－水玻璃注浆材料具有凝胶时间可调的性质在注漿过程中可有效地控制浆液在地层中的扩散范围，确保能在地下水动力条件下进行凝结浆液本身无毒、无污染，并且价格相对便宜；水苨水玻璃浆液凝固后的率高达98%以上，且体的早期强度增长很快抗压强度较高。根据不同地质条件采用不同的注浆参数能保证止水帷幕整体的连续性和有效帷幕厚度；施工设备配套简单，施工工艺易操作另外施工成本较低；