一种基坑侧壁大流量涌水封堵方法与流程

本发明涉及建筑、交通与水利工程，具体涉及一种基坑侧壁大流量涌水封堵方法。

背景技术：

1、支护桩+搅拌桩是深基坑常用的支护形式和止水措施，由于地层沉积不均匀，水泥搅拌桩不均匀，止水帷幕渗漏水是常见质量通病。尤其是当基坑开挖深度大，且存在承压含水砂层，基坑开挖容易发生侧壁大流量涌水，并伴随泥沙流失，破坏周边环境，甚至造成基坑支护结构坍塌。发生大流量涌水时，由于涌水量大，并伴随泥沙涌出，很快淹没基坑，造成设备泡水，威胁作业人员生命安全，处理不当或处理不及时，造成施工单位无法承受的经济损失。

2、针对基坑大流量涌水，由于涌水量大，发生突然，且通常伴随泥沙流失，灾情紧急，为避免灾情恶化，通常采用土体回填反压的物理封堵方式，确保基坑支护结构稳定，而后采用水泥浆和水玻璃进行化学封堵。然而，土体回填反压高度和尺寸主要是以确保基坑支护结构稳定和不再发生位移为标准，可能出现水泥和水玻璃双液浆无法凝固而从反压平台边坡渗出，造成注浆压力上不去，注浆材料大量浪费，再次开挖时，仍有涌水风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基坑侧壁大流量涌水封堵方法，根据双液浆在土台流动时间大于凝固时间的条件，对反压土台的尺寸进行优化设计，进而解决浆液无法凝固和注浆封堵效果差的问题，大量节约注浆材料，降低二次封堵造成的经济损失。

2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：

3、一种基坑侧壁大流量涌水封堵方法，包括以下步骤：

4、s1、查找并确定基坑侧壁涌水点的位置；

5、s2、根据液浆在反压土台内的流动时间不小于液浆的化学凝固时间计算反压土台的最小半径，在涌水点处的基坑开挖面堆砌反滤沙包，然后在反滤沙包周围填筑反压土台，同时保持基坑的内外水位差不大于2.0m；

6、s3、在支护桩和止水帷幕外侧的基坑处施工环形注浆孔，并在环形注浆孔内下放双管注浆管；

7、s4、通过双管注浆管将水泥浆和水玻璃注入至单个注浆孔底部并混合形成双液浆，利用注浆压力的作用，使双液浆渗入涌水通道，直至双液浆凝固且浆液无法继续注入，完成单个注浆孔的注浆封堵；

8、s5、按照环形注浆孔的平面布置，重复步骤s4~s5，对下一个注浆孔进行钻孔和注浆施工，直至每个注浆孔完成注浆封堵；

9、s6、抽干基坑内积水，检查反压土台周边渗水情况，若渗水量大，则在已完成注浆的注浆孔之间补做新的注浆孔，并重复步骤s4~s6，直至反压土台周边无渗水；

10、s7、分层开挖反压土台，每层开挖深度不大于2.0m，当开挖至坑底时，若仍不见基坑侧壁渗水情况，则涌水点封堵成功。

11、进一步地，计算反压土台的最小半径时，包括以下步骤：

12、s21、测量反滤沙包堆砌前涌水点处水流的流速v0；

13、s22、根据反压土台中土体对水流阻力的性质，引入土体阻力系数，并根据公式v=v0/β计算反压土台中水流的平均流速v，式中，β为土体阻力系数；

14、s23、根据公式t=s/v计算水流从支护桩处的涌水点流动至反压土台边坡的出水口所需的最短时间t，式中，s为支护桩处的涌水点至反压土台边坡的出水口的最近距离；

15、s24、根据涌水点的化学封堵条件引入安全系数，并根据公式t=αt0计算双液浆在反压土台内的流动时间t，式中，t0为双液浆的化学凝固时间，α为安全系数且α≥1；

16、s25、根据公式rmin=s= αvt0=αv0t0/β计算反压土台的最小半径rmin。

17、进一步地，涌水点处反滤沙包的堆砌半径为1.0m~2.0m，堆砌高度不小于2.0m。

18、进一步地，填筑反压土台时，以涌水点为圆心，以反压土台的最小半径为反压土台的上圆弧半径进行填筑，反压土台的边坡坡率不大于1:1，反压土台的高度不小于基坑内的水头高度且不小于反压土台的最小半径。

19、进一步地，反压土台的边坡通过堆砌反压沙包进行护坡。

20、进一步地，环形注浆孔布置在基坑外侧，距离止水帷幕1.0m~3.0m处，钻孔深度至涌水点下方不少于1.0m。

21、进一步地，布置环形注浆孔时，以止水帷幕处的涌水点为圆心，以1.0m~3.0m为半径，在半圆上布置环形注浆孔，钻孔间距为0.5m~1.0m。

22、进一步地，环形注浆孔的钻孔间距根据涌水量大小确定，涌水量大时，钻孔间距取小值且钻孔数量不少于3个。

23、进一步地，双管注浆管包括水玻璃注浆管和水泥注浆管。

24、进一步地，水泥浆和水玻璃双液浆注浆浓度为先稠后稀。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、1、本发明根据液浆在反压土台内的流动时间大于液浆化学凝固时间的条件，对反压土台的尺寸进行优化设计，解决了双液浆从反压平台边坡流出无法凝固造成注浆材料浪费的问题。

27、2、本发明采用物理封堵和化学封堵相结合，发现大流量涌水时，能够迅速做出应急反应，在涌水点处堆砌反滤沙包，防止基坑背面泥沙流失造成周边环境影响，然后堆砌反压土台，确保支护结构稳定，利用反压土台延长浆液流动通道，确保基坑侧壁涌水通道封堵成功。

28、3、本发明通过引入反压土台安全系数，安全系数取值为1.1~1.3，提高了注浆封堵效果和安全性。

技术特征：

1.一种基坑侧壁大流量涌水封堵方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基坑侧壁大流量涌水封堵方法，其特征在于，计算反压土台（302）的最小半径时，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的基坑侧壁大流量涌水封堵方法，其特征在于，涌水点（2）处反滤沙包（301）的堆砌半径为1.0m~2.0m，堆砌高度不小于2.0m。

4.根据权利要求1所述的基坑侧壁大流量涌水封堵方法，其特征在于，填筑反压土台（302）时，以涌水点（2）为圆心，以反压土台（302）的最小半径为反压土台（302）的上圆弧半径进行填筑，反压土台（302）的边坡坡率不大于1:1，反压土台（302）的高度不小于基坑内的水头高度且不小于反压土台（302）的最小半径。

5.根据权利要求1所述的基坑侧壁大流量涌水封堵方法，其特征在于：反压土台（302）的边坡通过堆砌反压沙包（303）进行护坡。

6.根据权利要求1所述的基坑侧壁大流量涌水封堵方法，其特征在于，环形注浆孔（4）布置在基坑外侧，距离止水帷幕（102）1.0m~3.0m处，钻孔深度至涌水点（2）下方不少于1.0m。

7.根据权利要求6所述的基坑侧壁大流量涌水封堵方法，其特征在于，布置环形注浆孔（4）时，以止水帷幕（102）处的涌水点（2）为圆心，以1.0m~3.0m为半径，在半圆上布置环形注浆孔（4），钻孔间距为0.5m~1.0m。

8.根据权利要求7所述的基坑侧壁大流量涌水封堵方法，其特征在于，环形注浆孔（4）的钻孔间距根据涌水量大小确定，涌水量大时，钻孔间距取小值且钻孔数量不少于3个。

9.根据权利要求1所述的基坑侧壁大流量涌水封堵方法，其特征在于，双管注浆管包括水玻璃注浆管（501）和水泥注浆管（502）。

10.根据权利要求1所述的基坑侧壁大流量涌水封堵方法，其特征在于，水泥浆和水玻璃双液浆注浆浓度为先稠后稀。

技术总结本发明涉及一种基坑侧壁大流量涌水封堵方法，包括根据液浆在反压土台内的流动时间不小于液浆的化学凝固时间计算反压土台的最小半径，在涌水点处的基坑开挖面堆砌反滤沙包和填筑反压土台，在支护桩和止水帷幕外侧的基坑处施工环形注浆孔，按照环形注浆孔的平面布置，依次向环形注浆孔内注入水泥浆和水玻璃混合形成的双液浆，检查反压土台周边渗水情况直至反压土台周边无渗水，分层开挖反压土台，直至开挖至坑底时仍不见基坑侧壁出现渗水情况。本发明的有益效果在于：根据双液浆在土台流动时间大于凝固时间的条件，对反压土台的尺寸进行优化设计，进而解决浆液无法凝固和注浆封堵效果差的问题，大量节约注浆材料，降低二次封堵造成的经济损失。技术研发人员：唐孟雄,李波,胡贺松,刘春林,苏定立,凌造受保护的技术使用者：广州建筑股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27