[发明专利]一种红砂岩隧道超前注浆加固方法

说明书

本发明的目的是提出一种红砂岩隧道超前注浆加固方法，以解决红砂岩隧道开挖中围岩受扰动易软化的问题。利用微生物诱导碳酸钙沉淀技术，通过超前导管注入微生物水泥浆液进行隧道超前注浆加固，以防止红砂岩在开挖过程中发生泥化，加快施工进度，减小施工风险等。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，具体是一种红砂岩隧道超前注浆加固施工方法。

背景技术

微生物注浆法是近年来提出的一种新型岩土加固技术，主要方法主要有包括微生物诱导碳酸钙沉淀，反硝化，硫还原等。其中微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially-inducedcalcite precipitation,MICP)技术是研究最多的一种反应过程，具有广泛的应用潜力，包括：地基加固，防渗，砂土地基液化防治，二氧化碳封存，增强石油开采，及固定污染物等。

红砂岩(第三系粉细砂岩)在我国湖南、广东、山西、江西、四川及甘肃等广泛分布。在干燥状态下红砂岩具有很高的强度，但是在遇水后容易发生泥化，红砂岩完全失去胶结。这种特性对红砂岩地层开挖造成极大的困难，导致施工进度缓慢，施工风险高等。

目前红砂岩隧道开挖超前注浆主要采用水泥注浆，但是由于水泥浆液粘性大，注入后需要很大压力才能保证浆液在红砂岩地层中的扩散满足要求。此外，红砂岩隧道施工还可以采用冻结法施工,冻结法施工需要耗费大量能源。这使得红砂岩隧道施工周期延长，施工费用高昂。

发明内容

本发明的目的是提供一种红砂岩隧道超前注浆加固方法，以解决红砂岩隧道开挖中围岩受扰动易软化的问题。利用微生物诱导碳酸钙沉淀技术，通过超前导管注入微生物水泥浆液进行隧道超前注浆加固，以防止红砂岩在开挖过程中发生泥化，加快施工进度，减小施工风险等。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的：在红砂岩体掘进隧道的过程中：

1〕每掘进1.0～1.4米时，在礃子面打入注浆花管和出浆管。

2〕向注浆花管注入菌液与尿素混合溶液，注浆结束后养护1～2小时。

3〕向注浆花管注入氯化钙和尿素混合溶液，注浆结束后养护10～12小时。

4〕向注浆花管注入菌液、氯化钙和尿素混合溶液，注浆结束后养护10～12小时。

重复上述步骤，直至完成隧道的掘进施工。

进一步，所述步骤1〕中，注浆花管和出浆管分布在礃子面与隧道壁相交的轮廓线上。

进一步，注浆花管和出浆管交替打入。

进一步，隧道壁以内是已经掘进的隧道或待开挖的红砂岩体、以外是隧道周围的红砂岩体。注浆花管和/或出浆管向隧道的掘进方向倾斜地打入隧道周围的红砂岩体，且与隧道壁呈10～15°。

进一步，所述注浆花管是中空管道，其一端为封闭的尖端、另一端为注入口。所述注浆花管的管身具有若干开孔，靠近注入口0.5米范围内不设注浆孔。优选的，所述注浆花管长度为2～3米，内径为1～2厘米，厚度为0.5～1毫米，花管管身按照梅花形打孔，孔径5～10毫米，孔间距2～4厘米。

进一步，所述注浆管的间距为0.5～0.8米。

进一步，步骤2〕中，向注浆花管注入菌液与尿素混合液时，注入压力为50～200kPa，注入量为加固区体积的0.3～0.6倍。

混合液中，细菌浓度OD₆₀₀＝0.5～1.0。

混合液中，尿素浓度为0.2～0.5mol/L。

进一步，步骤3〕中，向注浆花管注入氯化钙和尿素混合溶液时，注入压力为50～200kPa，注入量为加固区体积的0.3～0.6倍。