專利名稱：一種井孔注漿隔滲的地下水控制方法
技術領域：
本發明涉及一種地下水控制方法，尤其涉及一種工程降水時含水層深厚而且地面沉降控制嚴格情況下的地下水控制方法，適用于粉質粘土、粉土、砂性土等各種土層條件，可主要應用于基坑降水工程、堤壩地下水降排工程等對地下水采取控制措施的工程領域。
背景技術：
隨著地下水保護和周邊環境保護如地面沉降要求的提高和保護意識的增強，在工程建設中涉及到地下水降排措施時，對地下水的控制要求也越來越高，要求無污染的同時達到少排水甚至不排水。基坑降水時，若基坑底存在高水頭承壓含水層，且該水頭不滿足國家規范要求的抗突涌穩定驗算時，則需要對該承壓含水層采取減壓措施，管井降水是最廣泛采取和最有效的一種降壓措施，在工程領域被廣泛應用。于是需要一種既能達到降水減壓的目的，又能盡可能減少排水量和無污染的工程措施。本發明即是基于以上需要而提出的。高壓劈裂注漿技術將水泥或化學漿液等注入土層，在注漿過程中，注漿管出口的漿液對四周地層施加了附加壓應力，使土體發生剪切裂縫，而漿液則沿著裂縫從土體強度低的地方向強度高的地方劈裂，劈入土體中的漿體便形成了加固土體的網絡或骨架。高壓劈裂注漿技術既可應用于滲透性較好的砂層，又可應用于滲透性差的粘性土層。對不同土質，加固體強度可達到O. 5 lOMPa，滲透系數降低到10-7 10_9cm/s。理論研究的擴散半徑可到達20米以上，實踐中擴散半徑可達到5 10米。管井降水技術是一種成熟的施工技術，其施工工序包括鉆孔、吊放井管、填濾料和洗井。
發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種井孔注漿隔滲的地下水控制方法，該方法在工程降水減壓的同時采取措施減少排水量和降低抽水引起的地面沉降值，從而達到了保護地下水和保護周邊環境的效果。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是一種井孔注漿隔滲的地下水控制方法，包括以下步驟—)鉆降水管井井孔，在鉆井孔時超鉆一定長度，形成劈裂注漿孔；二)采用劈裂注漿法在與劈裂注漿孔對應的土層中形成大直徑水平圓盤狀注漿加固土隔滲體；三)依序完成井管吊放、濾料回填和洗井作業，直至完成降水管井的施工。。在所述步驟二)中，形成I 3個注漿加固土隔滲體。本發明具有的優點和積極效果是將兩種工程技術在一個工序中完成在降水井孔鉆孔時超鉆一定長度，在超鉆位置進行高壓劈裂注漿，然后在超鉆位置以上布設井管和濾料等降水井構造，即在單個降水井底端形成一個圓盤狀水平隔滲體，減少井管底垂向滲流通道面積以減少滲流量，進而減少整體排水量。本發明通過高壓劈裂注漿在井管底設置圓盤狀水平隔滲體減少排水量，兩種施工技術前后實施、緊密配合、互不干擾、泥漿共用、施工簡便。群井共同作用，則可使隔滲體聯合發揮作用，降低垂向滲流面積，減少排水量，提高坑內降壓效率，達到地下水保護和地面沉降保護的效果，在降低總排水量的同時提高坑內降壓效率，本發明將兩種施工技術完美結合，兼具兩者的優點，極具推廣應用價值。
圖1為本發明實施步驟一)的示意圖2 圖3為本發明實施步驟二)的示意圖4本發明實施步驟三)的示意圖。
圖中1、井孔，2、劈裂注漿孔，3、封閉泥漿，4、劈裂注漿管，5、注漿加固土隔滲體， 6、濾料，7、井管。
具體實施方式
為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下
請參閱圖1 圖4，一種井孔注漿隔滲的地下水控制方法，包括以下步驟
一)鉆降水管井井孔1，在鉆井孔I時超鉆一定長度，形成劈裂注漿孔2具體工序為
(a)鉆井孔 I
采用鉆機鉆Φ 400mm Φ 700mm的井孔I到井管管底深度位置。
(b)超鉆劈裂注漿孔2
在井孔孔底深度以下再鉆Φ 80mm Φ IOOmm的劈裂注漿孔至預定深度。
二)采用劈裂注漿法在與劈裂注漿孔2對應的土層中形成大直徑水平圓盤狀注漿加固土隔滲體5
具體工序為
(a)孔內灌封閉泥漿3
當鉆孔到達預定深度后，在井孔I和劈裂注漿孔2內灌入封閉泥漿3，封閉泥漿3 用于封閉劈裂注漿管(單向閥管)和鉆孔壁之間的空隙，迫使漿液注入四周土層。
(b)插入劈裂注漿管4
在充滿封閉泥漿3的鉆孔中插入劈裂注漿管(單向閥管)，劈裂注漿管4 一般用內徑Φ 40mm 60mm的塑料管，塑料管每隔33 50cm鉆一組射漿孔(即每米2 3組)，塑料管外包橡皮套，插入鉆孔時管端封閉，塑料管內充滿水。
(C)劈裂注漿
在封閉泥漿3達到一定強度后，在劈裂注漿管4內插入雙向密封注漿芯管進行分層注漿，首先加大壓力使漿液頂開 橡皮套，擠破封閉泥漿，在土體產生劈裂，并沿著裂縫擴散，在土層中形成大直徑水平圓盤狀注漿加固土隔滲體5。擴散范圍受注漿壓力、時間、漿液配比、土層特征等因素的影響，一般從底部每一米注漿一次，達到一定的壓力后，提起一米再注漿，這樣重復進行。注漿完成后，拔除單向閥塑料管和雙向密封注漿芯管。
三)依序完成井管7的吊放、濾料6的回填和洗井作業，直至完成降水管井的施工。具體工序為(a)吊放井管在預制井底上放置井管，緩緩下放，當管口與井口相差200mm時，接上節井管。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，為防止雨水泥砂或異物流入井中，井管高出地面不小于200mm，并加蓋臨時保護。井管濾水段采用無砂砼濾管或帶濾孔的鐵管，井管非濾水管采用無砂砼濾管或不帶濾孔的鐵管。(b)填濾料井管下入后立即填入濾料。濾料沿井孔四周均勻填入，宜保持連續，將泥漿擠出井孔。填濾料時，隨填隨測濾料填入高度，當填入量與理論計算量不一致時，及時查找原因。洗井后，如濾料下沉量過大，應補填至井口下1. O米處，其上用粘土封填。(C)洗井上述工作完成后應立即進行洗井，以免時間過長，護壁泥皮逐漸老化，難以破壞，影響滲水效果。沖洗時，采用下泵試抽洗井，用潛水泵反復進行抽洗，直至水清砂凈。本發明的基本原理是在降水井孔鉆孔時超鉆一定長度，在超鉆位置進行高壓劈裂注漿，然后在超鉆位置以上布設井管和濾料等降水井構造，即在降水井底端形成一個圓盤狀水平隔滲體，減少井管底垂向滲流通道面積以減少滲流量，群井聯合發揮作用進而減少整體排水量。高壓劈裂注漿技術將水泥或化學漿液等注入土層，在注漿過程中，注漿管出口的漿液對四周地層施加了附加壓應力，使土體發生剪切裂縫，而漿液則沿著裂縫從土體強度低的地方向強度高的地方劈裂，劈入土體中的漿體便形成了加固土體的網絡或骨架，降低了土體的滲透性。管井降水技術是一種利用設置豎向井管抽取地下水的施工技術，其施工工序包括鉆孔、吊放井管、填濾料和洗井。
具體實施例方式某地鐵車站基坑工程長230. Om,寬21. 7m,采取明挖法施工，支護結構為地連墻和內支撐，基坑挖深18. 340m，地下連續墻深33m。基坑底以下8 19m處存在粉砂承壓含水層，該承壓含水層水頭埋深約1. 3m，基坑抗突涌穩定驗算不滿足。地下連續墻未截斷承壓含水層，坑內布置11 口減壓井與4 口備用減壓井，井深32m，濾管段埋深為27 31m，沉淀管段埋深為31 32m，井孔鉆孔直徑為700mm。井孔沉淀管以下超鉆Im作為劈裂注漿孔，超鉆位置為埋深32 33m，劈裂注漿孔直徑為100mm。先在劈裂注漿孔底以上O 30cm范圍內進行高壓劈裂注漿，形成直徑約IOm的水平盤狀注漿加固土隔滲體，再提升注漿管40cm，在劈裂注漿孔底以上70 IOOcm范圍內進行高壓劈裂注漿，形成直徑約IOm的另一個水平盤狀注漿加固土隔滲體。高壓劈裂注漿完成后進行下井管、填濾料和洗井等井管施工。在本實施例中，注漿加固土隔滲體以I 3個為宜。井孔底劈裂注漿后坑底水平隔滲體面積約占1/4基坑面積，降壓效果明顯提供，與類似地鐵車站基坑工程相比基坑涌水量降低約1/3，地面沉降得到有效控制。盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發 明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種井孔注漿隔滲的地下水控制方法，其特征在于，包括以下步驟 一)鉆降水管井井孔，在鉆井孔時超鉆一定長度，形成劈裂注漿孔； 二)采用劈裂注漿法在與超鉆注漿孔對應的土層中形成大直徑水平圓盤狀注漿加固土隔滲體； 三)依序完成井管吊放、濾料回填和洗井作業，直至完成降水管井的施工。
2.根據權利要求I所述的井孔注漿隔滲的地下水控制方法，其特征在于，在所述步驟二)中，形成I 3個注漿加固土隔滲體。
全文摘要
本發明公開了一種井孔注漿隔滲的地下水控制方法，包括以下步驟一)鉆降水管井井孔，在鉆井孔時超鉆一定長度，形成超鉆注漿孔；二)采用劈裂注漿法在與超鉆注漿孔對應的土層中形成大直徑水平圓盤狀注漿加固土隔滲體；三)吊放井管填濾料和洗井，完成降水管井的施工。本發明在工程降水減壓的同時采取措施減少排水量和降低抽水引起的地面沉降值，從而達到了保護地下水和保護周邊環境的效果。
文檔編號E02D19/16GK102979105SQ20121054768
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月15日 優先權日2012年12月15日
發明者楊建民, 李嘉 申請人:天津大學