注浆工艺学习.ppt

工程注浆及实例 宣讲人 注浆工艺学习 注浆施工发展及展望 注浆施工及检查要点 地铁工程相关应用介绍 注浆分类 注浆理论现状与发展 注浆理论 注浆又称灌浆 将一定材料配制成浆液 用压送设备将其灌入地层或缝隙内使其扩散 胶凝或固化 以达到加固地层或防渗堵漏的目的 注浆是最有效也是最有前途的加固 堵漏方法 岩土注浆是最有效的地层 地基 处理技术之一 迄今已有近200年历史 四阶段 1 原始粘土浆液阶段 1802 1857年 初次 1802年法国人查理斯 贝尔格尼修理冲刷闸时 向地层挤压粘土浆液 之后用于建筑物地基加固 之后传入英国 埃及 注入方法原始 浆液简单 粘土 火山灰 生石灰 2 初级水泥浆液注浆阶段 1858 1919年 硅酸盐水泥出现 1826年英国 1845年美国沃森第一次在溢洪道陡槽基础下灌注水泥砂浆 1856 1858年英国基尼普尔 水泥注浆试验成功 1864年巴洛利用水泥浆液进行隧道衬砌壁后充填注浆 并用于伦敦 巴黎地铁 注浆设备 在1880 1905年研制压缩空气及压力注浆泵 水泥及注浆泵相继出现 为注浆技术应用创造了条件 3 中级化学浆液注浆阶段 1920 1969年 4 现代注浆阶段 1969年至今 以60年代未期出现的高压喷射注浆技术为标志 使注浆结石体由散体发展为结构体 注浆材料发展 向超细水泥方向发展 逐步取代化学浆液 减少环境污染和工程造价 应用范围 随着工程需求而产生 发展 出现问题 解决问题 注浆理论技术发展19世纪 桥梁 20世纪 高层 21世纪 地下工程 注浆技术 广泛应用于城市地下工程 地基 矿山 路桥 隧道 边坡 水利等工程领域 二 注浆理论与技术的主要研究内容 1 注浆对象的可注性 能不能注浆 2 注浆浆液及其特性 强度 流动性 凝固时间 注浆材料选择 3 浆液在岩土层中流变特性及流动规律 浆液扩散机理 注浆压力 扩散半径等 4 注浆设备及工艺 注浆泵 注浆器 注浆方式 常量 常压 上行 下行 5 注浆效果检测方法 三 研究方法 6种 1 工程地质和水文地质方法2 土工试验及压水试验3 室内模拟试验和现场试验4 化学试验方法5 理论计算和工程类比6 钻孔检查和物探方法 检查注浆效果 注浆分类 1 按浆液分类注浆工程中按浆液可分粒状浆液和化学浆液两大类 2 按静压注浆施工分类施工按其作用不同分为固结灌浆 帷幕灌浆和接触灌浆3种 3 按注浆理论分类可分为渗透灌浆 劈裂灌浆 压密灌浆 电动化学灌浆4种 按作用分类 工程注浆分类 按工艺流程 单液注浆 按注浆压力 低压注浆 静压注浆 5MPa以下中压注浆 5 15MPa高压注浆 15MPa以上 双液注浆 一种类型的材料 一台注浆泵和一套输浆系统 两种类型的材料 在混合器中混合 用两台单液注浆泵或一台双液泵 两套输浆管路同时注浆 按注浆目的 加固注浆堵水注浆加固与堵水注浆 注浆材料介绍 注浆泵 浆液桶 软土或含水地层 注浆工艺 注浆管路 注浆工艺图 建筑基坑加固 坑周 坑底 桩墙后 边墙角 锚杆孔等 工作面注浆 管棚注浆 盾构管片后充填注浆 隧道上方注浆加固 在地铁隧道中的应用 盾构进洞洞口加固 盾构出洞洞口加固 在地基加固与纠偏中的应用新建建筑物的地基灌浆处理已建建筑物的地基灌浆托换已有建筑物 构筑物的纠偏注浆混凝土桩桩底和桩周灌浆加固道路路基的加固处理深层水泥搅拌桩和高压旋喷桩 砼桩 桩底灌浆 桩周灌浆 注浆管 在大坝加固 堵水中的应用坝基加固处理 大坝裂缝注浆 管涌封堵在地下建筑物 空间 中的应用人防工事 地下室 电梯井 储藏室 过街通道以及其它地下空间工程等的防渗堵漏工程 在文物保护中的应用加固岩体 防渗漏 防风化 表层涂浆 纳米材料 工程施工常用注浆工艺介绍 压密注浆锚注支护帷幕注浆高压旋喷 现阶段由于国家加大基础建设力度 工程数量多 地质情况复杂 注浆应用快速发展 现主要应用的注浆工艺有 压密注浆机理 注入到粘土中的浆液通常是一个先压密后劈裂的过程 注浆浆液在软粘土中的流动过程可分成三个阶段 第一阶段一一鼓泡压密阶段浆液由注浆泵加压后 通过联管进入注浆管内 然后流入地层 由于这时浆液所具备的能量不大 不能劈裂地层 因此浆液最初都聚集在注浆孔口附近 形成沿注浆管的椭球形泡体 随着后继浆液的不断注入 泡体向四周发展或上下泡体相互连通 或相邻泡体相互接触 这一阶段的特点是 时间短 起压快 第二阶段一一劈裂流动阶段当压力大到一定程度时 启裂压力值 浆液就沿地层的结构面产生劈裂流动 此时由于泵的供浆量小于该时的吃浆量 因此压力自动降落到直至供浆与返浆平衡 如果注浆孔邻近土层交界面被浆液劈裂成片状体 或者地层中存在孔洞 浆液将沿劈裂裂缝和孔洞流动 并自然地寻找地层软弱处劈裂发展 这一阶段的基本特征是 压力值先是很快降低 维持在一定压值左右摆动 但是由于浆液在劈裂面上形成的压力推动裂缝迅速发展 而在裂缝的最前端出现应力集中 所以这时压力虽然低 却能使裂缝迅速发展 第三阶段一一被动土压力阶段裂缝发展到一定程度 注浆压力又上升 由于裂缝的发展 压力的上升 地层中大小主应力方向开始转化 水平向主应力转化为被动土压力状态 这时需要有更大的注浆压力才能使土中裂缝加宽 出现第二个压力峰值 土体极为松软或注浆孔深很浅时 可能不出现 由于此时水平向应力大于垂直向应力 地层开始出现水平向裂缝 当注浆液沿注浆管壁向上冒浆至地面时 压力值又重新下降 注浆设备 注浆泵加压 注浆 压密技术的关键性问题 适用条件解决软土地基和沿海地区建筑设计与施工的有效方法 注浆压力控制压力控制是施工中的关键问题 国外现已有注浆设备由软件控制注浆压力能有效解决很多问题 锚杆支护 用钢管作为锚杆并兼作注浆管 实现锚注一体化 作用机理 利用注浆改善深层围岩的松散结构 提高岩体强度 为锚杆提供可靠的着力基础 形成多层有效组合拱 喷网组合拱锚杆压缩区组合拱浆液扩散加固拱 提高了支护结构的整体性和承载能力 注浆锚杆的结构 内端锚固式 外端锚固式 外螺纹中空注浆锚杆 适用条件松散破碎围岩 尤其适用于破损巷道的修护对于遇水膨胀 结构致密的软岩不宜采用 施注时间对于新掘巷道 不宜挖掘后立即注浆通过巷道变形量测 待围岩基本稳定后再注 锚注技术的关键问题 帷幕注浆技术 适用条件隧道全断面注浆 围岩破碎 涌水量大 需要围岩加固和注浆治水一次完成 应用范围狭窄 施工方案选择和结束注浆判断帷幕注浆对施工方式和参数的选择尤为重要 受施工环境影响结束注浆时间不易判别 帷幕注浆的关键问题 高压喷射注浆法的适用范围 高压喷射注浆主要用于处理淤泥 淤泥质土 粘性土 粉土 黄土 砂土 人工填土和碎石土等地基 工程使用范围 1 增加地基强度 挡土围堰及地下工程建设 2 增大土的摩擦力和粘聚力 3 减少振动 防止液化 降低土的含水量 4 防渗帷幕 防止洪水冲刷 高压喷射注浆的主要特点 1 适应的范围较广 2 施工简便 3 可控固结体形状 4 可垂直 倾斜和水平喷射 5 耐久性较好 6 浆材来源广阔 价格低廉 7 设备简单 管理方便 8 浆液集中 流失较少 9 施工时无公害 比较安全 注浆效果检查评定 四大类 1 注浆过程P Q t曲线法 2 注浆量分布特征法 时间效应图 空间效应图 3 涌水量对比法 4 浆液填充率反算法 利用公式 Q V n 1 反算浆液填充率 应大于80 5 检查孔观察法 6 检查孔取芯法 9 加固效果观察法 10 注浆机理分析法 11 力学指标测试法 12 水位推测法 13 变形推测法 14 物探法 TSP法 14 物探法 地质雷达法 注浆工艺 参数的研究 不同受注对象和目的下的工艺参数设备与材料的选择 配比 注浆压力 注浆深度 一次注浆长度 注浆孔的直径 深度 注浆孔的间距等 新工艺 新技术的工艺参数研究 如高压喷射注浆 电化学注浆 超细水泥注浆 综合注浆 注浆技术的主要研究内容 注浆设备的研究 主要设备 注浆泵 形式 功能各异 辅助设备 水泥浆磨细机 止浆塞 记量设备 如流量计 压力表