一種巖土體注漿方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種巖土體注漿方法，尤其適用于地下巖體和土體的注漿加固及注漿防滲等工程，包括井巷和硐室工程的壁后注漿、加固注漿、以及地面注漿工程。
【背景技術】
[0002]地下巖土工程問題面對的對象是巖土體、水和工程結構，由此巖土體和工程結構的相互耦合、相互影響產(chǎn)生的地下空間正常使用和空間穩(wěn)定問題千差萬別。在解決此類問題過程中，注漿方法是常用的方法之一，通過注漿漿液的滲入凝固而改善圍巖(圍土)的力學特性及滲透特性，從而實現(xiàn)工程結構穩(wěn)定和減少地下空間滲水量。
[0003]目前常用于地下注漿工程的漿液材料種類比較繁多，具有流動性和凝膠性的材料都可以成為注漿材料，從大的方面來說可以分為有機系漿液材料和無機系漿液材料，人們從漿液的可注性和注入之后的穩(wěn)定性方面考慮，主要考慮漿液材料的密度、粘度、凝膠時間、結石率、抗壓強度、塑性強度(抗擠出強度)等特性，但對溫度特性方面缺乏關注和深入的研宄。而一些研宄表明，大多類型的漿液具有高溫下高流動性的特性，凝膠時間也因溫度改變而發(fā)生變化。由于巖土體的特性是在自然狀態(tài)下形成的固有特性，因而在注漿過程中，可人為改變的是漿液的特性，因此可以充分利用漿液流動和凝膠隨溫度而改變的這一特性。
[0004]帶溫差漿液注入巖土體后，隨著滲流及熱傳導的過程，與周圍巖土體進行熱交換，周圍巖土體的溫升隨漿液的注入量的多少而出現(xiàn)一定的溫度差異性，這使得巖土體中漿液含量的大小可以通過溫度測試的方法來實現(xiàn)，因此巖土體具有了漿液擴散量的可測試性能，這是采用帶溫漿液注漿的另一性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術問題:發(fā)明目的是針對已有技術中存在問題，提供一種巖土體注漿方法，通過改變注漿漿液的溫度來進行漿液特性的改變，實現(xiàn)漿液高的流動性和合理的凝膠時間，提高注漿范圍及效果，同時實時注漿過程注漿區(qū)域巖土體具有溫度改變特性。
[0006]技術方案:本發(fā)明的巖土體注漿方法包括如下步驟:
[0007]a、在擬注漿區(qū)域內(nèi)及周邊間隔布設多個溫度測點，對布設的多個溫度測點位置施工鉆孔，在多個溫度測點區(qū)域內(nèi)間插施工至少一個注漿鉆孔；
[0008]b、在每個鉆孔內(nèi)沿鉆孔深度方向布溫度傳感器，對鉆孔進行充填封孔，并將溫度測試導線引出鉆孔外接入溫度測試儀，對鉆孔進行溫度測量；
[0009]C、連接注漿系統(tǒng)，向注漿鉆孔內(nèi)進行注漿，在漿液攪拌及加熱系統(tǒng)中對注漿漿液加熱，使注漿漿液具有高于地層初始溫度T的溫差AT，通過注漿泵的注漿壓力將加熱的漿液經(jīng)由注漿管路、連接閥門及保溫管路，最后通過注漿巖土體中的注漿鉆孔及注漿管注入巖土體中注入?yún)^(qū)域；注漿漿液在溫差ΛΤ作用下向巖土體進行傳溫擴散，溫差改變了巖土體的縫隙和漿液的粘滯特性，從而具有更優(yōu)的流動特性，使注入?yún)^(qū)域更大；
[0010]d、通過注漿漿液溫差Δ T在巖土體中傳導和擴散過程導致巖土體的溫度發(fā)生變化，不同距離處注漿測試孔的溫度變化不同，反映注漿漿液到達的區(qū)域位置，根據(jù)溫度測試儀顯示的注漿溫度值參數(shù)，通過調(diào)整注漿量改變注漿壓力的大小、以及控制注漿結束時間，直至滿足擬注漿區(qū)域內(nèi)注漿設定要求。
[0011]所述注入的漿液溫度高于巖土體原位溫度，與被注入巖土體的溫差為10?100C0
[0012]所述溫度測點布設的多個測點之間的間距為200?2000mm。
[0013]所述鉆孔內(nèi)沿鉆孔深度方向布設的溫度傳感器為一個或多個。
[0014]所述沿鉆孔深度方向布設多個溫度傳感器之間的間距為200?500mm。
[0015]有益效果:由于采用了上述技術方案，本發(fā)明通過改變注漿漿液不同組分的溫度，提高注漿漿液與被注入巖土體的溫度差，利用漿液在溫度升高時流動性增強的特性，獲得漿液在巖土體孔隙和裂隙中的更大的擴散半徑，提高漿液在土體和破碎巖石中的可注入特性，達到增強注漿效果的目的，同時漿液在巖土體中滲流和熱傳導的過程中改變了附近巖土體的溫度性狀，可獲得注漿擴散范圍的溫度可監(jiān)測特性。本發(fā)明提出了采用主動升溫的方法措施實現(xiàn)過程較為容易，提高漿液的可注入性的同時使?jié){液注入范圍具有溫度可測性，其方法簡單，操作方便，效果好，在本技術領域內(nèi)具有廣泛的實用性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的注漿方法示意圖。
[0017]圖中:1-漿液攪拌及加熱系統(tǒng)，2-注漿泵，3-注漿管路，4-連接閥門及保溫管路，5-注漿鉆孔及注漿管，6-鉆孔，7-注漿空間壁面，8-注入?yún)^(qū)域，9-擬注漿區(qū)域。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述:
[0019]本發(fā)明的巖土體注漿方法步驟如下:
[0020]a、在擬注漿區(qū)域9內(nèi)及周邊注漿空間壁面7間隔布設多個溫度測點，對布設的多個溫度測點位置施工鉆孔6，在多個溫度測點區(qū)域內(nèi)間插施工至少一個注漿鉆孔5，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，注漿鉆孔5可以是一個，也可以是多個；所述溫度測點布設的多個測點之間的間距為200?2000mm。
[0021]b、在每個鉆孔6內(nèi)沿鉆孔深度方向布設溫度傳感器，對鉆孔進行充填封孔，并將溫度測試導線引出鉆孔外接入溫度測試儀，對鉆孔進行溫度測量；所述鉆孔6內(nèi)沿鉆孔深度方向布設的溫度傳感器為一個或多個，沿鉆孔深度方向布設多個溫度傳感器之間的間距為 200 ?500mm。
[0022]c、連接注漿系統(tǒng)，向注漿鉆孔5內(nèi)進行注漿，在漿液攪拌及加熱系統(tǒng)I中對注漿漿液加熱，使注漿漿液具有高于地層初始溫度T的溫差AT，通過注漿泵2的注漿壓力將加熱的漿液經(jīng)由注漿管路3、連接閥門及保溫管路4，最后通過注漿巖土體中的注漿鉆孔及注漿管5注入巖土體中注入?yún)^(qū)域8，提高注漿的可注入性能；注漿漿液在溫差Λ T作用下向巖土體進行傳溫擴散，溫差改變了巖土體的縫隙和漿液的粘滯特性，從而具有更優(yōu)的流動特性，使注入?yún)^(qū)域8更大；注入的漿液溫度高于巖土體原位溫度，與被注入巖土體的溫差為10?100°C。形成溫度差的方法是包含用明火加熱和用加熱管路等方式加熱，加熱時機可選擇在漿液組分混合前、混合過程中或混合后，例如針對無機系水泥漿的水進行加熱，獲得攪拌后高溫水泥漿，或者在水和水泥的攪拌過程中予以加熱升溫。
[0023]d、通過注漿漿液溫差Δ T在巖土體中傳導和擴散過程導致巖土體的溫度發(fā)生變化，不同距離處注漿測試孔6的溫度變化不同，反映注漿漿液到達的區(qū)域位置，根據(jù)溫度測試儀顯示的注漿溫度值參數(shù)，通過調(diào)整注漿量改變注漿壓力的大小、以及控制注漿結束時間，直至滿足擬注漿區(qū)域9內(nèi)注漿設定要求。
【主權項】
1.一種巖土體注漿方法，其特征在于包括如下步驟: a、在擬注漿區(qū)域(9)內(nèi)及周邊間隔布設多個溫度測點，對布設的多個溫度測點位置施工鉆孔(6)，在多個溫度測點區(qū)域內(nèi)間插施工至少一個注漿鉆孔(5); b、在每個鉆孔(6)內(nèi)沿鉆孔深度方向布設溫度傳感器，對鉆孔進行充填封孔，并將溫度測試導線引出鉆孔外接入溫度測試儀，對鉆孔進行溫度測量； c、連接注漿系統(tǒng)，向注漿鉆孔(5)內(nèi)進行注漿，在漿液攪拌及加熱系統(tǒng)(I)中對注漿漿液加熱，使注漿漿液具有高于地層初始溫度T的溫差AT，通過注漿泵(2)的注漿壓力將加熱的漿液經(jīng)由注漿管路(3)、連接閥門及保溫管路(4)，最后通過注漿巖土體中的注漿鉆孔及注漿管(5)注入巖土體中注入?yún)^(qū)域(8);注漿漿液在溫差ΔΤ作用下向巖土體進行傳溫擴散，溫差改變了巖土體的縫隙和漿液的粘滯特性，從而具有更優(yōu)的流動特性，使注入?yún)^(qū)域(8)更大； d、通過注漿漿液溫差ΛT在巖土體中傳導和擴散過程導致巖土體的溫度發(fā)生變化，不同距離處注漿測試孔(6)的溫度變化不同，反映注漿漿液到達的區(qū)域位置，根據(jù)溫度測試儀顯示的注漿溫度值參數(shù)，通過調(diào)整注漿量改變注漿壓力的大小、以及控制注漿結束時間，直至滿足擬注漿區(qū)域(9)內(nèi)注漿設定要求。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種巖土體注漿方法，其特征是:注入的漿液溫度高于巖土體原位溫度，與被注入巖土體的溫差為10~100°C。
3.根據(jù)權利要求1所述的巖土體注漿方法，其特征是:所述溫度測點布設的多個測點之間的間距為200~2000mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的巖土體注漿方法，其特征是:所述鉆孔(6)內(nèi)沿鉆孔深度方向布設的溫度傳感器為一個或多個。
5.根據(jù)權利要求4所述的巖土體注漿方法，其特征是:所述沿鉆孔深度方向布設多個溫度傳感器之間的間距為200~500mm。
【專利摘要】一種巖土體注漿方法，通過改變注漿漿液不同組分的溫度，提高注漿漿液與被注入巖土體的溫度差，利用漿液在溫度升高時流動性增強的特性，獲得漿液在巖土體孔隙和裂隙中的更大的擴散半徑，提高漿液在土體和破碎巖石中的可注入特性，達到增強注漿效果的目的，同時漿液在巖土體中滲流和熱傳導的過程中改變了附近巖土體的溫度性狀，可獲得注漿擴散范圍的溫度可監(jiān)測特性。本發(fā)明提出了采用主動升溫的方法措施實現(xiàn)過程較為容易，提高漿液的可注入性的同時使?jié){液注入范圍具有溫度可測性，具有一定的實用性和推廣價值。
【IPC分類】E02D3-12, E02D15-04
【公開號】CN104612131
【申請?zhí)枴緾N201410804176
【發(fā)明人】梁恒昌, 周國慶, 王建州, 趙曉東, 趙光思, 況聯(lián)飛, 王義江, 劉志強, 商翔宇, 周揚, 汪平生
【申請人】中國礦業(yè)大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月22日