注浆法施工技术

注浆法施工工技术注浆的功能能很多，经经过科技技技术人员的的不断努力力，注浆技技术已渗透透地下工程程的各个角角落。目前前，注浆技技术已能较较好地解决决以下问题题。●基础加固固●●注浆堵堵水●回填防沉沉●●竖井下下沉控制●房屋下沉沉控制●●桥桥台沉降控控制●滑坡防治治●●变形控控制●坍方处理理●●基坑截截水帷幕●TBM软岩加固支支护●渗渗漏水治理理●大坝防渗渗●●瓦斯防防溢●古树木保保护●●砼结构裂裂缝整治●路面整治治●工程抢险险…基本原理(1)基础加固宜万线某隧隧道溶洞基基底淤泥质质地层基底采取钢钢管桩注浆浆加固(2)注浆堵水宜万线某隧隧道溶洞涌涌水采取全断面面超前预注注浆进行注注浆堵水(2)注浆堵水宜万线齐岳岳山隧道DK362+060涌水采取全断面面超前预注注浆进行注注浆堵水(3)回填防沉浅埋暗挖工工程采取对对拱顶回填填注浆孔进进行回填注注浆控制地地表下沉盾构工程采采取对预留留回填注浆浆孔进行回回填注浆防防止地表下下沉(4)竖井下沉控控制某竖井工程程穿越淤泥泥质地层时时竖井下沉沉后采取注注浆技术进进行下沉控控制(5)桥台控沉某大桥桥台台基础为软软土地基，，施工后桥桥台下沉，，采取注浆浆加固控制制桥台下沉沉(6)滑坡防治宜万线堡镇镇隧道进口口洞口上方方滑坍采取取垂直注浆浆加固(7)变形控制宜万线王家家岭隧道大大变形段采采取径向注注浆加固(8)截水帷幕广州地铁二二号线越秀秀公园站北北基坑垂直直注浆截水水帷幕(9)TBM软岩地层超超前加固支支护TBM在磨沟岭软软岩隧道施施工中采取取超前注浆浆进行加固固支护(10)渗漏水治理理某火车站人人行通道工工程采取化化学注浆材材料进行渗渗漏水治理理(11)古树木保护护杭州解放路路工程穿越越古树木地地段采取超超前φ299大管棚、全全断面超前前注浆，采采用超细水水泥，对古古树木进行行保护。注浆法分类类：注浆法的分分类方法很很多，通常常下列几种种:(1)按注浆材料料种类分为为水泥注浆浆、粘土注注浆和化学学注浆；(2)按注浆施工工时间不同同分为预注注浆和后注注浆；(3)按注浆对象象不同分为为岩层注浆浆和表土层层注浆；(4)按注注浆浆工工艺艺流流程程分分为为单单液液注注浆浆和和双双液液注注浆浆；；(5)技注注浆浆目目的的分分为为堵堵水水注注浆浆和和加加固固注注浆浆；；(6)按作作用用机机理理分分为为充充塞塞注注浆浆、、渗渗透透注注浆浆和和挤挤压压注注浆浆。。注浆浆施施工工时时，，浆浆液液在在地地层层中中的的作作用用方方式式主主要要表表现现为为四四种种：：◆渗透透扩扩散散◆劈裂裂扩扩散散◆裂隙隙填填充充◆挤压压填填充充渗透透扩扩散散劈劈裂裂扩扩散散裂裂隙隙填填充充挤挤压压填填充充浆液液在在地地层层中中扩扩散散机机理理模模式式图图12.1.1浆液液扩扩散散原原理理渗透透扩扩散散(广州州地地铁铁一一号号线线某某区区间间中中粗粗砂砂层层采采用用超超细细水水泥泥-水玻玻璃璃双双液液浆浆注注浆浆施施工工注注浆浆固固结结体体图图片片)●在中中粗粗砂砂层层、、砂砂砾砾石石层层、、砂砂卵卵石石层层中中采采用用超超细细型型注注浆浆材材料料；；在在干干的的或或潮潮湿湿的的粉粉细细砂砂层层中中采采用用改改性性水水玻玻璃璃进进行行注注浆浆施施工工，，如如果果扩扩散散半半径径选选取取的的不不大大，，注注浆浆压压力力选选取取的的不不高高时时，，浆浆液液在在地地层层中中一一般般表表现现为为渗渗透透扩扩散散。。否否则则，，会会产产生生劈劈裂裂扩扩散散，，甚甚至至挤挤压压充充填填。。●在中中细细砂砂层层、、粉粉细细砂砂层层、、淤淤泥泥质质粘粘土土层层、、粉粉质质粘粘土土层层中中，，由由于于地地层层颗颗粒粒细细，，因因而而产产生生渗渗透透扩扩散散难难度度较较大大，，注注浆浆材材料料在在该该类类地地层层中中一一般般表表现现为为劈劈裂裂扩扩散散，，对对于于不不同同细细度度的的注注浆浆材材料料在在地地层层中中注注浆浆将将会会产产生生不不同同厚厚度度的的劈劈裂裂浆浆脉脉。。劈裂裂扩扩散散1(广州州地地铁铁一一号号线线某某区区间间中中细细砂砂层层采采用用超超细细水水泥泥-水玻玻璃璃双双液液浆浆、、普普通通水水泥泥-水玻玻璃璃双双液液浆浆共共混混材材料料注注浆浆施施工工注注浆浆固固结结体体图图片片)劈裂裂扩扩散散2(渝怀怀线线圆圆梁梁山山隧隧道道1#溶洞洞淤淤泥泥质质地地层层采采用用普普通通水水泥泥-水玻玻璃璃双双液液浆浆注注浆浆施施工工注注浆浆固固结结体体图图片片)劈裂裂扩扩散散3(渝怀怀线线圆圆梁梁山山隧隧道道2#溶洞洞高高压压动动水水粉粉细细砂砂层层中中采采用用C浆、、C-S浆、、MC浆、、MC-S浆、、TGRM浆、、HSC浆共共混混材材料料进进行行注注浆浆施施工工时时注注浆浆固固结结体体图图片片)●在残残积积层层、、岩岩石石断断层层破破碎碎带带进进行行注注浆浆施施工工时时，，一一般般当当注注浆浆材材料料粒粒径径能能满满足足小小于于裂裂隙隙宽宽度度的的1/3～1/5时，，均均能能产产生生裂裂隙隙填填充充。。根根据据施施工工经经验验，，在在这这种种地地层层中中，，一一般般采采用用普普通通水水泥泥浆浆、、普普通通水水泥泥-水玻玻璃璃双双液液浆浆基基本本能能满满足足裂裂隙隙填填充充的的要要求求。。裂隙隙填填充充1(广州州地地铁铁二二号号线线越越秀秀公公园园站站北北基基坑坑采采用用普普通通水水泥泥-水玻玻璃璃双双液液浆浆注注浆浆施施工工注注浆浆加加固固体体图图片片)裂隙隙填填充充2(宜万万线线齐齐岳岳山山隧隧道道DK362+060富水水溶溶槽槽采采用用普普通通水水泥泥单单液液浆浆、、普普通通水水泥泥-水玻玻璃璃双双液液浆浆共共混混材材料料注注浆浆施施工工注注浆浆加加固固体体图图片片)挤压压填填充充(渝怀怀线线圆圆梁梁山山隧隧道道2#溶洞洞粉粉细细砂砂层层中中局局部部空空洞洞采采用用普普通通水水泥泥单单液液浆浆挤挤压压填填充充固固结结体体图图片片)◆渗透透扩扩散散(砂质质地地层层)◆裂隙隙填填充充(断层层破破碎碎带带)理想想的的注注浆浆◆劈裂裂扩扩散散最易易发发生生的的注注浆浆(尽量量产产生生最最细细的的劈劈裂裂浆浆脉脉)◆挤压压填填充充不宜宜发发生生的的注注浆浆12.1.2注浆浆作作用用机机理理无黏黏性性土土地地层层加加固固：：注注浆浆材材料料通通过过渗渗透透、、劈劈裂裂将将地地层层孔孔隙隙充充填填、、胶胶结结；；元元素素离离子子交交换换，，增增加加地地层层黏黏聚聚力力。。可可从从地地层层强强度度增增长长的的角角度度解解释释黏性性固固结结地地层层加加固固：：浆浆液液克克服服地地层层初初始始应应力力和和抗抗拉拉强强度度，，进进入入劈劈裂裂的的地地层层形形成成脉脉状状固固结结体体，，该该固固结结体体与与挤挤密密的的地地层层和和未未受受影影响响的的原原地地层层组组成成复复合合地地基基围岩岩劈劈裂裂加加固固：：围围岩岩经经开开挖挖，，将将出出现现破破裂裂区区、、塑塑性性区区、、弹弹性性区区的的应应力力重重分分布布，，钻钻注注浆浆孔孔再再次次重重分分布布，，劈劈裂裂注注浆浆将将产产生生新新的的裂裂隙隙和和导导致致原原裂裂隙隙扩扩展展，，并并使使浆浆液液充充满满，，与与围围岩岩凝凝固固胶胶结结加固固机机理理围岩岩劈劈裂裂注注浆浆过过程程浆液液充充填填：：浆液液充充填填注注浆浆管管、、注注浆浆孔孔和和围围岩岩较较大大裂裂隙隙初次次劈劈裂裂：：注浆浆压压力力上上升升，，达达到到起起裂裂压压力力时时，，在在最最小小主主应应力力面面上上发发生生劈劈裂裂，，浆浆液液压压力力迅迅速速下下降降，，流流量量增增大大二次次劈劈裂裂：：流量量增增加加导导致致压压力力继继续续上上升升，，流流量量逐逐渐渐减减小小，，继继而而二二次次劈劈裂裂，，压压力力大大于于初初次次劈劈裂裂三次次劈劈裂裂：：注浆浆压压力力更更大大结束束注注浆浆：：上升升到到规规定定压压力力堵水水机机理理注浆浆后后，，孔孔隙隙、、裂裂隙隙被被浆浆液液填填充充，，或或者者通通过过劈劈裂裂使使地地层层密密实实度度提提高高，，从从而而降降低低了了地地层层的的渗渗透透能能力力，，起起到到注注浆浆堵堵水水作作用用一、、对对注注浆浆材材料料的的一一般般要要求求（1）浆浆液液粘粘度度低低、、流流动动性性好好、、可可注注性性好好，，能能够够进进入入细细小小隙隙缝缝和和粉粉细细砂砂层层；；（2）浆浆液液凝凝固固时时间间能能够够在在几几秒秒至至几几小小时时内内任任意意调调节节，，并并能能准准确确地地控控制制；；（3）浆浆液液固固化化时时，，无无收收缩缩现现象象，，固固化化后后有有一一定定粘粘结结性性，，能能牢牢固固地地与与岩岩石石、、混混凝凝土土及及砂砂子子等等粘粘结结。。（4）浆浆液液的的稳稳定定性性好好，，常常温温、、常常压压下下较较长长时时间间存存放放不不改改变变其其基基本本性性质质，，不不发发生生强强烈烈的的化化学学反反应应；；（5）浆浆液液无无毒毒、、无无臭臭，，不不污污染染环环境境，，对对人人体体无无害害，，属属非非易易燃燃、、易易爆爆物物品品；；（6）结结石石体体耐耐老老化化性性能能好好，，能能长长期期耐耐酸酸、、碱碱、、盐盐、、生生物物细细菌菌等等腐腐蚀蚀，，并并且且不不受受温温度度、、湿湿度度的的影影响响；；（7）浆液液配制制方便便，操操作容容易掌掌握握，原原材料料来源源丰富富，价价格便便宜，，能够够大规规模使使用。。12.2注浆材材料及及选择择12.2.1注浆材材料二、浆浆液性性质评评价指指标浆液的的主要要性质质包括括：分分散度度、沉沉淀析析水性性、凝凝结性性、热热学性性、收收缩性性、结结石强强度、、渗透透性和和耐久久性。。①.分散度度它是影影响可可灌性性的主主要因因素，，一般般分散散度越越高，，可灌灌性就就越好好。分散度度也将将影响响到浆浆液和和灌浆浆结石石的物物理力力学性性质。。②.沉淀析析水性性是指在在浆液液搅拌拌过程程中，，水泥泥颗粒粒处于于分散散和悬悬浮于于水中中的状状态，，但当当浆液液制成成和停停止搅搅拌时时，除除非浆浆液极极为浓浓稠，，否则则水泥泥颗粒粒将在在重力力作用用下沉沉淀，，并使使水向向浆液液顶端端上升升。析析水性性是影影响注注浆质质量的的有害害因素素。③.凝结性性浆液的的凝结结过程程分为为两个个阶段段：浆液的的流动动性减减少到到不能能泵送送时的的初期阶阶段；凝结后后浆液液随时时间而而逐渐渐硬化的的阶段段。研究究表明明，水水泥浆浆的初初凝时时间一一般在在2～4小时，，粘土土水泥泥浆更更慢，，所需需时间间更长长。④.浆液的的热学学性和和收缩缩性⑤.结石强强度影响结结石强强度的的因素素主要要包括括：浆浆液的的起始始水灰灰比、、结石石的孔孔隙率率、水水泥的的品种种及掺掺合料料等，，其中以以浆液液浓度度最为为重要要。⑥.渗透性性结石的的渗透透性也也与浆浆液起起始水水灰比比、水水泥含含量及及养护护龄期期等一一系列列因素素有关关。不不论纯纯水泥泥浆还还是粘粘土水水泥浆浆，其其渗透透性都都很小小。⑦.耐久性性水泥结结石在在正常常条件件下是是耐久久的，，但若若灌浆浆体长长期受受水压压力作作用，，则可可能使使结石石破坏坏。三、浆浆液材材料分分类及及特性性浆液材材料分分类方方法很很多，，按浆浆液所所处状状态可可分为为真溶溶液、、悬浮浮液和和乳化化液；；按主主剂性性质可可分为为无机机系和和有机机系1.粒状浆浆材（（悬液液）粒状浆浆材是指由由水泥泥、粘粘土、、沥青青以及及它们们的混混合物物制成成的浆浆液。。常用的的粒状状浆材材是纯纯水泥泥浆、、水泥泥粘土土浆和和水泥泥砂浆浆，以以上浆浆液又又称水泥基基浆液液，并可可掺入入各种种外加加剂，，以改改善浆浆液的的性质质。水泥基基浆液液是以水水泥浆浆为主主的浆浆液。。采用用水泥泥灌浆浆可使使土体体形成成高强强度的的固结结体，，应用用最广广的是是普通通硅酸酸盐水水泥，，在地地下水水无侵侵蚀性性条件件下经经常使使用。。这种浆浆液是是一种种悬浊浊液，，取材材容易易，配配方简简单、、价格格便宜宜、不不污染染环境境。水泥浆浆的水水灰比比一般般在0.6～2.0之间。。常用用的水水灰比比是1：1。为了调调节水水泥浆浆的性性能，，有时时可加加入速速凝剂剂或缓缓凝剂剂等附附加剂剂。水玻璃璃和氯氯化钙钙就是是常用用的速速凝剂剂，其其用量量为水水泥重重量的的（1～2）％；；常用的的缓凝凝剂有有木质质素磺磺酸钙钙和酒酒石酸酸，其其用量量约为为水泥泥重量量的（（0.2～0.5）％。。水泥浆浆材属属于悬悬浮液液，主主要问问题是是析水水性大大，稳稳定性性差。。水灰灰比越越大，，越突突出。。为了了改善善水泥泥浆液液的性性质，，常掺掺入各各种附附加剂剂。黏土类类浆液液：黏黏土作作为主主剂，，比表表面积积大，，雨水水具有有胶体体化学学特性性。颗颗粒越越细，，浆液液的稳稳定性性越好好，一一般用用于护护壁或或临时时性的的防护护工程程水泥黏黏土浆浆：黏黏土的的分散散性高高，亲亲水性性强，，沉淀淀析水水性较较小。。加入入到水水泥浆浆中，，兼有有黏土土浆和和水泥泥浆的的优点点，成成本低低、流流动性性好、、稳定定性高高、抗抗渗压压和冲冲蚀能能力强强水泥砂砂浆：：由水水灰比比不大大于1.0的水泥泥浆掺掺砂配配成，，流动动性小小、强强度高高、耐耐久性性好，，节省省水泥泥。宜宜用于于地层层由较较大裂裂隙、、溶洞洞，耗耗浆量量很大大或者者有地地下水水活动动时水泥—水玻璃璃类浆浆液：：以水水泥和和水玻玻璃为为主剂剂。水水玻璃璃的加加入可可加快快凝结结。2.化学浆浆液特特性化学浆浆液是是一种种真溶溶液，，特点点是能能够灌灌入裂裂隙较较小的的岩石石、孔孔隙小小的土土层及及有地地下水水活动动的场场合。。按照照功能能分为为防渗渗型、、补强强型和和防渗渗补强强型三三类。。1.防渗型型化学学浆液液防渗型型化学学浆液液常用用丙烯烯酞胺胺类浆浆液和和聚氨氨酯类类浆液液。2.补强型型化学学浆液液补强型型化学学浆液液常用用环氧氧树脂脂类浆浆液和和甲基基丙烯烯酸酯酯类浆浆液3.其他化化学浆浆液有水玻玻璃和和木质质素类类浆材材(1)在基岩岩裂隙隙含水水层中中注浆浆，裂裂隙度度较大大时，，可选选择水水泥浆浆或水水泥－－水玻玻璃浆浆液；；当裂裂隙开开度较较小时时，可可采用用水泥泥一水水玻璃璃浆液液或水水玻璃璃类浆浆液；；当裂裂隙开开度<0.1mm时，可可采用用MG－646或木质质素类类浆液液(2)在含水水砂砾砾层中中，粗粗砂以以上可可以采采用水水泥－－水玻玻璃浆浆液，，中砂砂以下下可采采用化化学浆浆液。。如丙丙烯酰酰胺类类、聚聚氨酯酯类、、水玻玻璃类类等。。开凿凿地下下过流流砂层层，应应选强强度高高的化化学浆浆材。。动水水条件件下，，可采采用非非水溶溶性聚聚氨酯酯浆材材。(3)对于持持殊地地质条条件（（破碎碎带、、断层层、岩岩溶等等），，应先先注惰惰性材材料（（砾石石、砂砂子、、岩粉粉和炉炉渣））然后后注单单液水水泥浆浆或c－s浆液(4)壁内注注浆，，可采采用MG－646、聚氨氨酯类类、铬铬木素素类浆浆液。。裂隙隙较大大时，，也可可用c－s浆液(5)壁后注注浆可可采用用单液液水泥泥浆或或c－s浆液(6)应优先先选择择水泥泥、水水玻璃璃等货货广价价廉的的材料料，化化学浆浆液是是松散散含水水层注注浆不不可缺缺少的的浆材材，但但价格格较贵贵，有有的还还有毒毒性，，因此此只有有在必必须用用化学学浆材材的情情况下下才用用。12.2.2注浆材材料的的选择择12.3注浆参参数通常所所说的的注浆浆参数数主要要包括括：注浆压压力、注浆时时间、浆液有有效扩扩散半半径、浆液流流量和和浆液液注入入量、浆液起起始密密度和凝胶时时间等。注浆参参数的的选择择是注注浆设设计的的主要要组成成部分分，其其合理理与否否，直直接关关系到到注浆浆的效效果和和造价价。当当注浆浆介质质条件件、浆浆液条条件、、设备备条件件等确确定以以后。。影响响注浆浆效果果的主主要参参数是是注浆压压力和浆液注注入量量注浆压压力通常指指注浆浆终了了时受受注点点的压压力Pz或注浆浆泵的的表压压Pb。地面面预注注浆时时，主主要观观察和和控制制表压压Pb；工作作面预预注浆浆时，，观察察和检检查工工作面面上孔孔口(受注点点)的表压压Pz注浆压压力主主要以以深度度加深深而增增大为为计算算原则则浆液流流量和和浆液液总注注入量量浆液流流量—浆液单单位注注入量量浆液总总注入入量—一个注注浆孔孔的受受注段段注入入的浆浆液量量。以以浆液液扩散散范围围为计计算依依据。。注浆时时间钻孔分分段注注浆的的时间间应小小于浆浆液的的凝胶胶时间间。注注浆时时间受受地质质条件件、注注浆材材料、、注浆浆设备备和工工艺的的影响响。如如：细细砂中中化学学注浆浆时，，需要要的注注浆时时间与与注浆浆压力力、浆浆液的的黏度度等密密切相相关。。砂粒粒越细细，渗渗透系系数越越小，，所需需压力力越高高，注注浆时时间越越长；；所注注浆液液的黏黏度越越大，，注浆浆压力力越大大，注注浆时时间越越长浆液有有效扩扩散半半径扩散半半径—浆液在在裂隙隙流动动扩散散的范范围有效扩扩散半半径—浆液充充塞胶胶结后后起堵堵水或或加固固作用用的有有效范范围，，与地地层渗渗透系系数、、裂隙隙大小小、注注浆压压力、、凝胶胶时间间、注注浆时时间及及浆液液注入入量等等成正正比，，与浆浆液的的黏度度及浓浓度成成反比比浆液的的凝胶胶时间间凝胶时时间必必须大大于注注浆时时间12.4施工程程序及及施工工要点点注浆泵泵浆液桶桶软土或或含水水地层层注浆管管路基本工工艺●定义在井筒筒开凿凿之前前，在在地面面围绕绕井筒筒四周周钻进进一些些注浆浆孔到到含水层层，利用用设置置在地地面上上的注注浆设设备，，将浆浆液经经注浆浆孔压压注入入含水水层。。浆液液在岩岩土的的裂隙隙或孔孔隙中中，经经渗透透、扩扩散、、和凝凝固，，在井井筒周周围形形成一一定强强度的的、基基本不不透水水的注注浆帷帷幕。。一、立立井地地面预预注浆浆●主要工工序钻注浆浆孔安装注注浆设设备压水试试验注浆井筒掘掘砌注浆孔孔布置置与结结构●注浆浆孔布布置及及其数数目形式：：同心心圆布布置位位置：：井筒筒外1.5m的圆周周上；；井筒筒断面面范围围内。。孔孔数数：一一般6～9个。▲九龙龙口矿矿北风风井地地面注注浆孔孔布置置●钻孔孔作业业及注注浆孔孔结构构取取芯芯偏偏斜率率：≤≤1％孔孔口口管：：6～10m套管：：φ146钻孔（（注浆浆孔））单液浆浆双液浆浆孔结构构注浆方方式及及作业业●注浆浆方式式分段下下行注注浆：：自上而而下，，钻一一段注注一段段。用用止浆浆塞。。自下下而上上复注注。特特点点：能能控制制浆液液上冒冒，钻钻孔工工作量量大，，工期期长。。分段上上行注注浆：：一次钻钻孔，，分段段上行行注浆浆。用用止浆浆塞。。特特点：：不重重复钻钻孔，，止浆浆塞要要可靠靠。一次全全深注注浆：：扩散不不均匀匀，要要求供供液能能力大大，适适用于于均匀匀裂隙隙。●浆液液单液浆浆：纯水泥泥浆、、掺少少量其其它材材料的的水泥泥浆、、化学浆浆双液浆浆：水泥－－水玻玻璃浆浆液（（C-S浆液））初期用用双液液浆，，控制制扩散散范围围；后后期