[发明专利]一种实测注浆固结地层压力及参数优化的装置及方法

说明书

本发明涉及岩土工程技术领域，提供了一种实测注浆固结地层压力及参数优化的方法和装置，通过在注浆孔之间构建几何中心来对注浆孔进行检测，绘制P‑T曲线，解决注浆过程掌握地层内部的实际压力状况，并结合不同的地质条件，及时调整注浆参数(压力、孔距)，固结质量可得到有效保障、减少补注浆环节，提高功效；同时避免过度固结导致浆材浪费。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体而言，涉及一种实测注浆固结地层压力及参数优化的装置及方法。

背景技术

隧道(洞)及地下工程开挖面(掌子面)前方围岩破碎软弱、构筑物(包括隧道(洞)及地下工程、桥梁、路基、房建等)的基底承载力弱，或下伏较厚的软弱层或岩溶填充物，等等，以土质或填充物为主的软弱或破碎的工程地质环境，常采用注浆方法对地层进行注浆加固，以提高承载力，控制变形，达到维持或提高地层的稳定性，同时，较桩(筏)基础施工有利于加快工程进度、节省投资。若遇含水地层，因有水的存在，注浆压力一旦大于静水压力，浆液扩散比较容易；而对于非含水(或含水率较小)地层，浆液扩散受注浆孔间距、注浆压力、地层的物理参数影响较大。

隧道(洞)及地下工程的超前注浆(水平向)或构建长物地基加固注浆(竖向为主)，其注浆参数都是根据经验事先选择，然后在现场进行试验确定。在试验验证参数阶段，判断浆液或浆脉是否有效填充注浆孔间的地层、固结密实，早期是根据注浆前后取的芯样(直观观察固结前后芯样物理参数的变化)、压水试验(前后地层的透水率变化)，后来又增加了静(动)力触探(承载力变化)，随着物探技术的发展，补充了弹性波或跨孔CT(波速变化)等方法，采用这些方法进行综合对比分析，是目前衡量固结灌浆质量较为常用的方法。该评价方法，也有其缺陷性，1)对比检测孔为总孔数的5％，代表性不强，存在局限性。经常发现验证孔质量满足要求，而还存在注浆效果极差的现象，比如隧道采用地面固结注浆后开挖，当掌子面开挖揭示时就会明显发现孔间的空隙(或土洞)在重叠区无浆(脉)、或局部仍然渗漏涌水(泥)现象；2)在试验过程中不能够及时发现浆液扩散范围及固结质量状况，做到及时修正参数，比如孔间距过大或压力过小、地层局部比较密实，可能发生扩散半径边缘无法有效重叠，就符合结束注浆条件而提前结束注浆等现象。3)注浆压力表读数摆动较大，掌握实际的进浆压力值经验性强，无法准确判断地层的实际注浆压力值，以至于影响浆液有效扩散。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实测注浆固结地层压力及参数优化的装置及方法，可以解决注浆过程掌握地层内部的实际压力状况，并结合不同的地质条件，及时调整注浆参数(压力、孔距)，固结质量可得到有效保障、减少补注浆环节，提高功效；同时避免过度固结导致浆材浪费。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种实测注浆固结地层压力及参数优化的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：物料准备，地形勘探，确定注浆孔的参数；S2：以注浆孔为点，在任意构成多边形单元的相邻注浆孔连线的几何中心处设置检测孔，然后取样编录，第一芯样；S3：在检测孔内埋设注浆压力检测装置；压力检测装置连接终端；S4：对注浆孔进行压力注浆；并记录注浆初始压力值Ps；同时通过压力检测装置记录压力随时间变化的曲线，即P-T曲线；S5：待注浆完成后且固结到设计强度后，钻验证孔并取样编录，第二芯样；S6：根据P-T曲线结合第一芯样和第二芯样的获得率、容/比重、浆脉填充描述等物理参数、结合其他检测与观测成果，系统分析压力、孔距的合理性并优化注浆参数。

进一步的，在S3步骤中：压力检测装置设有至少两个，每个压力检测装置的水平高度与注浆分段齐平；压力检测装置用中细沙回填至顶端不小于10cm处。

进一步的，压力检测装置采用压力盒；S3和S4步骤之间还包括以下步骤：S31：将细绳打套圈住压力盒，并用透明胶将它与绳套粘住，之后再与略松的电缆系好侍用；S32：在安装孔深设计位置下方先投放约细砂，再次核定安装位置处的孔深，并在细绳上作好标识后，顺孔壁缓慢放入系好的压力盒直至标识处，保证压力计呈垂直状，并将细绳固定妥当；S33：再顺孔壁少量分5～10次投细砂覆盖住压力盒，随后用钻孔的土或填料填实；S34：敷设好电缆并放入集线箱内待用，初测检测仪器状态。