[发明专利]一种基于注射水玻璃的黄土窑洞抗震加固方法

权利要求书

1.一种基于注射水玻璃的黄土窑洞抗震加固方法，其特征在于：采用水玻璃注射加固装置对待加固黄土窑洞(1)进行加固；

所述黄土窑洞(1)拱圈上方的覆土层内存在两道裂缝(2)，两道所述裂缝(2)呈交叉布设且二者呈X形布设，两道所述裂缝(2)之间相互重叠的缝隙为交叉缝(13)，所述交叉缝(13)的上部区域为空洞(3)，所述交叉缝(13)的下部区域为冒顶区(4)；

所述水玻璃注射加固装置包括两列水玻璃注射管道(5)，两道所述裂缝(2)均位于两列所述水玻璃注射管道(5)之间，两列所述水玻璃注射管道(5)均由外向内插装入所述覆土层内；

每列所述水玻璃注射管道(5)均包括多个向黄土窑洞(1)的拱圈上方土体内注入水玻璃的水玻璃注射管道(5)；一列所述水玻璃注射管道(5)中多个所述水玻璃注射管道(5)沿一道所述裂缝(2)的外轮廓线由上至下布设，另一列所述水玻璃注射管道(5)中多个所述水玻璃注射管道(5)沿另一道所述裂缝(2)的外轮廓线由上至下布设；两列所述水玻璃注射管道(5)中所有水玻璃注射管道(5)的结构和尺寸均相同，每个所述水玻璃注射管道(5)均呈水平布设且其均沿黄土窑洞(1)的进深方向布设，每个所述水玻璃注射管道(5)的长度均不小于黄土窑洞(1)的进深；每个所述水玻璃注射管道(5)的外端均位于黄土窑洞(1)的窑脸外侧，每个所述水玻璃注射管道(5)外端均通过一根连接管与内部存储所述水玻璃的水玻璃存储装置连接，所述连接管上装有液压泵；

所述黄土窑洞(1)的拱圈上方土体内设置有多个供水玻璃注射管道(5)插装的管道安装孔，所述管道安装孔呈水平布设且其沿黄土窑洞(1)的进深方向布设，所述管道安装孔的孔径与水玻璃注射管道(5)的外径相同，所述管道安装孔的长度与黄土窑洞(1)的进深相同；所述管道安装孔的孔径为φ7cm～φ10cm，每列所述水玻璃注射管道(5)中上下相邻两个所述水玻璃注射管道(5)之间的间距为1.0m～1.2m；

采用水玻璃注射加固装置对待加固黄土窑洞进行加固时，包括以下步骤：

步骤一、钻孔及水玻璃注射加固装置安装：采用钻机从窑脸外侧由外向内在黄土窑洞(1)的拱圈上方土体内钻孔，获得供两列所述水玻璃注射管道(5)中各水玻璃注射管道(5)安装的管道安装孔；同时，在各管道安装孔内分别插装一个水玻璃注射管道(5)，并将水玻璃注射管道(5)的外端通过所述连接管与所述水玻璃存储装置连接；

待所述水玻璃注射加固装置中两列所述水玻璃注射管道(5)均插装完成后，获得安装完成的所述水玻璃注射加固装置；

步骤二、水玻璃注射：通过步骤二中两列所述水玻璃注射管道(5)同步向黄土窑洞(1)的拱圈上方土体内注入水玻璃；

每个所述水玻璃注射管道(5)均包括一个外套管(5-1)和一个同轴套装在外套管(5-1)内的注浆芯管(5-2)，所述外套管(5-1)为塑料管且其与注浆芯管(5-2)均为圆管，所述外套管(5-1)的内径大于注浆芯管(5-2)的外径；所述注浆芯管(5-2)为钢管且其上开有多个注浆孔(5-3)，所述注浆孔(5-3)为圆孔；所述注浆芯管(5-2)的外端通过所述连接管与所述水玻璃存储装置连接；

步骤二中进行水玻璃注射过程中，所注入的水玻璃由注浆芯管(5-2)进入外套管(5-1)与注浆芯管(5-2)之间的间隙，随着水玻璃的不断注入，所注入水玻璃在压力的驱使下挤破外套管(5-1)使土体产生劈裂、扩散并充满土体内的所有空隙，包括裂缝(2)与挤破外套管(5-1)时土体内产生的裂隙；

步骤三、加固完成：待步骤二中所注入水玻璃凝固后，完成黄土窑洞(1)的加固过程。

2.按照权利要求1所述的一种基于注射水玻璃的黄土窑洞抗震加固方法，其特征在于：步骤二中进行水玻璃注射时，所述水玻璃的注入压力为0.2MPa～0.5MPa。

3.按照权利要求1或2所述的一种基于注射水玻璃的黄土窑洞抗震加固方法，其特征在于：所述外套管(5-1)和注浆芯管(5-2)均沿黄土窑洞(1)的进深方向布设且二者的长度相同，所述外套管(5-1)和注浆芯管(5-2)的内端相平齐，所述外套管(5-1)的外径与所述管道安装孔的孔径相同。