本技术涉及一种细砂层注浆材料及其浆脉扩展监测的试验系统和方法。注浆材料配方包含超细水泥、矿渣微粉、超细粉煤灰、水和优化剂。该监测系统设计用于注浆过程,旨在精确测量浆脉的扩展情况。
背景技术
细砂层胶结强度低、围岩自稳能力差,暗挖地铁隧道施工过程中,拱顶掉块、掌子面坍塌等事故频发,严重影响了施工进度及施工人员安全。富水砂层可通过冻结、注浆等方法进行治理,冻结法具有适应范围广、灵活性好等优点,但施工工期长、施工成本较高,施工过程中风险大等问题。注浆法可以实现水力封堵和提升围岩承载能力的双重效果,在地下工程富水砂层灾害治理领域得到了广泛的应用。在相对密实度超过80%的细砂层中,传统的水泥浆液、水泥水玻璃浆液扩散半径小,无法对掌子面进行有效加固。此外,注浆加固工程具有一定隐蔽性,无法有效观察到浆液在土体内部的扩展过程且施工环境复杂多变;试验法能够直观、全面、真实地反映材料扩散特性,成为注浆理论研究的重要手段。因此,研制新型注浆材料,研发富水砂层超前小导管注浆装置,探究新型材料扩散特性为注浆加固工程提供科学依据,已成为亟待解决的问题。
现阶段密实细砂层超前小导管新型注浆材料及注浆试验装置主要存在以下几个缺陷:1)细砂层结构密实,使得现有注浆材料扩散半径小,无法对密实细砂层进行有效加固且水泥材料生产过程具有高耗能、高污染及高二氧化碳排放等缺点,与现阶段绿色施工理念相违背;2)试验装置及小导管尺寸较小,装置壁面效应对试验结果影响大,无法真实反应浆液扩散特性,无法真实模拟现场注浆工况;3)注浆试验结束后,通常需要对试验装置进行拆除,查看砂土内部浆脉分布,测量浆脉厚度,进而对注浆过程中浆液扩散形态进行推测,无法实时获取浆脉扩散形态。
实现思路