一级建造师实务截水帷幕注浆法 PPT课件VIP

1 主要内容1 概述2 注浆工艺3 注浆材料4 注浆机理5 渗透理论与注浆参数6 注浆效果和工期 第二章注浆法 2 1概述 一 注浆的定义将一定材料配制成浆液 用压送设备将其压入地层 使其扩散 凝固和硬化 以达到岩土加固和堵水的目的 三层含义 工艺 作用 1 加固 2 堵水 3 加固与堵水兼有 扩散 凝胶 利用注浆泵 浆液 地层 机理 固化 注浆是一门科学技术 涉及到 工程地质学 土力学 岩石力学 水文地质学 流体力学 化学 材料学 机械学等学科 3 注浆泵 浆液桶 软土或含水地层 注浆管路 基本工艺 4 二 注浆的分类 按注浆时间 按注浆材料 按被注体的性质 按注入形态 按注浆设备的位置 预注浆 后注浆 在工程开挖之前实施 在工程开挖之后实施 水泥注浆 化学注浆 粘土注浆 岩石注浆 土层注浆 渗透注浆 压密注浆 置换注浆 劈裂注浆 挤压注浆 充填注浆 搅拌 喷射 注浆 地面注浆 工作面注浆 多用于矿山 5 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 6 三 注浆技术的发展 1 国外1802年 法国 利用石灰 粘土浆液加固迪普港的砖石砌壁 开始了注浆施工 1824年 开始使用波特兰水泥注浆1885年 开始采用地面预注浆施工竖井1925年 荷兰 使用水玻璃和氯化钙浆液注浆 开始了化学注浆的历史 1951年后 欧美 日本等国家研制出了粘度较低的尿醛树脂 聚氨脂等高分子化学注浆材料1960 末 英国 80 的煤矿建设中采用了注浆技术 注浆深度达1657m 1978年 苏联 在煤矿中 注浆法占特殊施工总进尺的75 7 2 国内 1950 初 开始应用注浆法 1960 研究化学注浆 成功使用水泥 水玻璃 MG 646等浆液 并注重注浆设备和注浆工艺的研究 到1998年 中国煤矿104个井筒采用地面预注浆 87个井筒采用了工作面预注浆 注浆深度达859m 目前在各个行业都得到了应用 1 注浆工艺 参数的研究不同受注对象和目的下的工艺参数 配比 注浆压力 注浆深度 一次注浆长度 孔间距等 四 注浆技术的研究方向和内容 8 2 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 阀门 3 注浆材料的研究 研发新的注浆材料 各种化学浆液 粘土浆液 超细水泥 纳米 10 9m 材料 磁化水浆液 新材料的现场研究 浆液性能 注浆参数 注浆效果 新材料的实验室研究 浆液性能 注浆参数 注浆效果 9 4 注浆理论与机理研究浆液在不同情况 目的 材料 压力 地层 下的扩散规律 固结机理 5 注浆效果的研究 注浆效果的现场检验 检测 方法和准确性研究 注浆效果的实验室模拟试验研究 岩土体加固后的物理力学性能研究 岩土加固后的结构效应研究 注浆效果检测仪器设备的研究 10 五 注浆的应用 1 矿山 竖井注浆 地面预注浆 工作面预注浆 壁后注浆 壁内注浆 淹井的封堵 抛渣注浆 巷 隧 道注浆 工作面预注浆 后注浆 直接堵漏 特大涌水封堵 11 2 建筑基坑加固坑周 坑底 桩墙后 边墙角 锚杆孔等 12 3 地铁隧道 工作面注浆 管棚注浆 盾构管片后充填注浆 进出洞口加固注浆 隧道底部注浆 13 14 15 4 地基加固与纠偏建筑物的地基处理道路路基的加固处理地基灌浆托换建筑物 构筑物的纠偏注浆混凝土桩桩底和桩周灌浆加固5 大坝加固坝基加固处理 大坝裂缝注浆 管涌封堵6 地下建筑物 空间 的防渗漏人防工事 地下室 电梯井 储藏室 过街通道以及其它地下空间工程等 16 2注浆工艺 定义在井筒开凿之前 在地面围绕井筒四周钻进一些注浆孔到含水层 利用设置在地面上的注浆设备 将浆液经注浆孔压注入含水层 浆液在岩土的裂隙或孔隙中 经渗透 扩散 和凝固 在井筒周围形成一定强度的 基本不透水的注浆帷幕 一 立井地面预注浆 17 主要工序 钻注浆孔 安装注浆设备 压水试验 注浆 井筒掘砌 18 注浆孔布置与结构 注浆孔布置及其数目形式 同心圆布置位置 井筒外1 5m的圆周上 井筒断面范围内 孔数 一般6 9个 计算公式 D 井筒掘进直径 m A 井外布孔时 注浆孔到井筒荒径的距离 1 5m L 孔距 相等或不等 1 3 1 5 R R 浆液的扩散半径 m 19 九龙口矿北风井地面注浆孔布置 20 钻孔作业及注浆孔结构取芯偏斜率 1 孔口管 6 10m套管 146钻孔 注浆孔 单液浆 双液浆 孔结构 21 2 安装工作及压水试验 安装注浆站安装 建筑物 注浆泵 搅拌机 配浆设施注浆孔内安装 孔口管 套管 注浆管 止浆塞 混合器等 压水试验注浆前压水 目的 检查止浆效果推挤孔内残留物测定钻孔吸水量压力 注浆终压 0 5MPa时间 10 20min注浆后压水 检查注浆效果 22 3 注浆方式及作业 注浆方式分段下行注浆 自上而下 钻一段注一段 用止浆塞 自下而上复注 特点 能控制浆液上冒 钻孔工作量大 工期长 分段上行注浆 一次钻孔 分段上行注浆 用止浆塞 特点 不重复钻孔 止浆塞要可靠 一次全深注浆 扩散不均匀 要求供液能力大 适用于均匀裂隙 23 止浆塞机械式 使用较多 单管三爪式单孔异径式孔内双管式支柱 单管 式水力膨胀式 三爪式 异颈式 双管式 24 浆液单液浆 纯水泥浆 掺少量其它材料的水泥浆 化学浆双液浆 水泥 水玻璃浆液 C S浆液 初期用双液浆 控制扩散范围 后期用单液浆 4 适用条件优点 作业条件好 多机同时作业 效率高 不占井筒工期 缺点 钻孔工作量大 钻孔费用高 适用 含水层厚度较大 距地表较近 300 400m 含水层比较薄 但层数比较多 分布厚度大 25 二 竖井工作面预注浆 在井筒掘至含水层之前 暂停掘进工作 利用含水层上部的不透水层作为防护 岩帽 或者修筑止水垫 然后从工作面打钻 注浆 封堵含水层涌水 再继续井筒掘砌 26 Typicalpatternforshaftgrouting Tworowsofholes25 2 50holes 27 1 止浆 岩帽 含水层顶板具有足够厚度的致密不透水层或预注浆带时 可预留岩帽止浆 岩帽厚度 中国 B 2 7m英国 B 6 12m Pf 含水层 立井井筒 28 2 止浆垫的设计与施工 球面型止浆垫 整体浇注混凝土 形式 球面型 平底型 平底型止浆垫 29 设计中通常取h 0 3r 上式变为 球型止浆垫的厚度计算 球面内半径 平底型止浆垫的厚度计算 经验数据 30 止浆垫施工 工作面平台搭设 高1 8 2 0m 工作面无水时 按设计安设注浆导向管 然后浇注混凝土 工作面有水时 先铺滤水层和排水管 再铺砂浆和砖 最后安装导向管 浇注混凝土止浆垫 31 3 井壁强度验算 32 4 止浆垫与岩柱联合结构 岩帽厚度不够止浆垫厚度大于2 5m采用 部分止浆垫 注浆岩帽 5 注浆孔布置与注浆段高 开孔位置 在井筒净断面内角度 直孔 单斜孔 径向角 双斜孔 径向角和切向角 段高 30 50m 一次注全深或分段下行钻孔数目 一般为8 12个钻孔直径 45 75mm钻机 重型风钻 小型探水钻机 33 34 三 隧道工作面注浆 穿越含水层 破碎带 断层带 孔径65 75mm 孔长40 60m 孔距 1 5 2 0m 孔数 1 2个 m2 方向 直孔 放射状 扇形 顶部 孔底超出隧道轮廓2 3m 注浆范围 断面轮廓大小的3倍 1 工作面超前深孔注浆 帷幕注浆 35 异常情况的处理压力上不去 但吃浆量很大 作业面跑浆 窜浆 注浆工艺一次注全长 20 30m 裂隙不发育分段前进式 段长5 10m 裂隙较发育分段后退式 段长15 20m 裂隙不太发育 止浆方法止浆岩