地下工程注浆技术-PPT
第二章：注浆法施工
第二章：注浆法施工§一、概述注浆技术是矿山建设中凿井、治水的要紧方式之一，也是地下工程中地层改良的重要手腕。
注浆法是将浆液注入刀岩土的间隙，裂隙或空洞中，浆液经扩散，凝固，硬化以减少岩土的渗透性，增加其强度和稳固性，达到岩土加固和堵水的目的。
注浆法永久改变了岩土的性质，岩土强度提高，稳固性增强，而冻结法中的冻结壁是临时改变岩土的性质，冻结解冻后岩土又恢复到原先的性能。
一、注浆分类分类方式很多，可按注浆时刻，浆液注入形态，将浆液材料类型，主将目的等进行分类，矿山注浆通常按注浆工作与矿山掘砌工序的前后时刻顺序分类：预注浆、后注浆地面预注浆改变围岩性质进行预注浆工作面预注浆加固注浆法（施工地址不同）后注浆壁后注浆治水方法（注浆位置不同）壁内注浆(封水与加固)二、注浆法在矿山中的应用一、国外：1882年南非第一次应用工作面预注浆开凿井筒1885年德国又成功地采纳地面预注浆开凿井筒1925年荷兰采纳水玻璃浆液注浆，开始了化学注浆的历史。
注浆法在英、法、南非、美、加拿大、德国及苏联应用普遍。
60～70年代，英国有80％煤矿井筒采纳注浆技术，注深达1657m，南非注浆深度达1700m多，苏联78年用注浆法凿井占煤矿用特殊施工总进尺的75％。
二、国内：我国50年代初期开始成功应用注浆法，60年代开始应用水泥—水玻璃浆液及其它化学浆液。
55年代新汶张庄矿主井第一次采纳工作面注浆，58年峰峰薛村矿主井副井采纳地面预注浆。
目前，注浆技术在矿山中应用及其普遍，注浆深度已达900m，注浆技术即可用于井筒工程，为了减少井筒涌水，加速凿井速度，对所有含水层进行预注浆施工，也可对破碎地层，高应力大地压地层进行堵水加固，能够说，对所有地下工程都可采纳注浆技术。
§二、注浆材料正确选择注浆材料是实现岩土改良、完成注浆工程的关键，因为它直接阻碍注浆工艺进程，注浆成效及注浆工程的本钱和工期。
一、注浆材料分类一、对理想注浆材料的要求①粘度低，流动性好，可注性好。
压密注浆技术交底
压密注浆技术交底一、引言压密注浆技术是一种常用于地下工程中的处理方法，通过注入特定的材料来填充和加固地下空洞，提高地下工程的稳定性和安全性。
本文将介绍压密注浆技术的基本原理、施工步骤以及注意事项。
二、基本原理压密注浆技术主要通过以下几个步骤来完成： 1. 钻孔：首先需要在地下空洞周围钻孔，形成注浆孔道。
2. 清洗：对钻孔进行清洗，确保孔道畅通无阻。
3. 注浆：将注浆液注入钻孔，填充地下空洞，并形成压力以实现压密效果。
4. 固化：待注浆液固化后，加固地下空洞。
三、施工步骤以下是压密注浆技术的详细施工步骤：1. 钻孔•根据设计要求，在地下空洞周围确定需要钻孔的位置和数量。
•使用合适的钻机进行钻孔，钻孔深度应根据实际情况确定。
2. 清洗•钻孔完成后，使用高压水进行清洗，清除孔道中的杂质和残渣，保证注浆液的顺利流通。
3. 注浆•准备好注浆液，根据设计要求选择合适的注浆材料。
•使用注浆泵将注浆液注入钻孔，控制注浆液的流量和压力，保证注浆效果。
•注浆液的注入应从孔底开始，逐渐向上注入，确保地下空洞得到充分填充。
4. 固化•注浆液注入完成后，等待注浆液固化。
•注浆液的固化时间会根据注浆材料的不同而有所差异，一般需等待数小时到数天。
5. 检测•注浆液固化后，对注浆效果进行检测，确保地下空洞得到了充分填充和加固。
四、注意事项在进行压密注浆技术施工时，需要注意以下事项：•提前进行充分的勘察和设计，确保施工位置和钻孔数量的准确性。
•根据地质条件和设计要求，选择合适的注浆材料和注浆液配比。
•控制注浆液的流量和压力，确保注浆效果的均匀和充分。
•在施工过程中要加强安全防护，做好施工现场的管理和危险源控制。
•施工完成后，对注浆效果进行检测和评估，确保地下工程的安全性和稳定性。
五、总结压密注浆技术是一种有效的地下工程处理方法，通过注入特定的材料来填充和加固地下空洞。
在进行施工时，需要根据设计要求选择合适的注浆材料和注浆液配比，严格控制注浆液的流量和压力，并在施工完成后进行检测和评估，以确保地下工程的稳定性和安全性。
注浆法施工技术
浆液有效扩散半径
扩散半径—浆液在裂隙流动扩散的范围 有效扩散半径—浆液充塞胶结后起堵水或加固作用的有效范
围，与地层渗透系数、裂隙大小、注浆压力、凝胶时间、注 浆时间及浆液注入量等成正比，与浆液的黏度及浓度成反比
浆液的凝胶时间
凝胶时间必须大于注浆时间
12.4 施工程序及施工要点
基本工艺
浆液桶
✓围岩劈裂加固：围岩经开挖，将出现破裂区、塑性区、弹性区 的应力重分布，钻注浆孔再次重分布，劈裂注浆将产生新的裂 隙和导致原裂隙扩展，并使浆液充满，与围岩凝固胶结
围岩劈裂注浆过程
✓浆液充填：浆液充填注浆管、注浆孔和围岩较大裂隙 ✓初次劈裂：注浆压力上升，达到起裂压力时，在最小主应
力面上发生劈裂，浆液压力迅速下降，流量增大
劈裂扩散2 (渝怀线圆梁山隧道1#溶洞淤泥质 地层采用普通水泥-水玻璃双液浆 注浆施工注浆固结体图片)
劈裂扩散3 (渝怀线圆梁山隧道2#溶洞高压动水粉细砂 层中采用C浆、C-S浆、MC浆、MC-S浆、 TGRM浆、HSC浆共混材料进行注浆施工时注 浆固结体图片)
●在残积层、岩石断层破 碎带进行注浆施工时，一 般当注浆材料粒径能满足 小于裂隙宽度的1/3～1/5时， 均能产生裂隙填充。根据 施工经验，在这种地层中， 一般采用普通水泥浆、普 通水泥-水玻璃双液浆基本 能满足裂隙填充的要求。
(3)回填防沉
浅埋暗挖工程采取对拱 顶回填注浆孔进行回填
注浆控制地表下沉
盾构工程采取对预留 回填注浆孔进行回填
注浆防止地表下沉
(4)竖井下沉控制
某竖井工程穿越淤泥质地 层时竖井下沉后采取注浆
技术进行下沉控制
(5)桥台控沉
某大桥桥台基础为软土地基，施工后桥台 下沉，采取注浆加固控制桥台下沉
第13章高压喷射注浆法ppt课件
高压喷射注浆法所形成的固结体的形态与高压 喷射流的作用方向、移动轨迹和持续喷射时间
有密切关系。按喷射流移动轨迹分为旋喷、定 喷和摆喷三种。
旋喷法施工时, 喷嘴一面喷射一面旋转并提升, 固结 体呈圆柱状。主要用于加固地基, 提高土的抗剪强 度, 改善地基的变形性质, 也可组成闭合的帷幕, 用 于截阻地下水流和治理流砂。喷射法施工后, 在地 基中形成的圆柱体, 称为旋喷桩。
初期区域后为主要区域:轴向动压陡然减弱，喷射扩散 宽度和距离平方根成正比，扩散率为常数，喷射流的 混合搅拌在这一部分内进行。
主要区域后为终了区域:到此喷射流能量衰减很大，末 端呈雾化状态，这一区域的喷射能量较小。
喷射加固的有效喷射长度为初期区域长度和主要区域 长度之和，若有效喷射长度愈长，则搅拌土的范围愈 大，喷射加固体的直径也愈大。
高压喷射注浆法, 当时定名为CCP 工法
1972年铁道部科学研究院率先开发高压喷射 注浆法。1975年，我国冶金、水电、煤炭、建 工等部门和部分高等院校，也相继进行了试验 和施工。已成功应用于已有建筑和新建工程的 地基处理、深基坑地下工程的支挡和护底、构 造地下防水帷幕等。
高压喷射注浆
13.2 定义及其种类
第13章 高压喷射注浆法
Chapter 13 High Pressure Jet Grouting
13.1 概 述
13.1 Introduction
用高压水泥浆通过钻杆由水平方向的喷嘴喷 出，形成喷射流，以此切割土体并与土拌和形 成水泥土加固体的地基处理方法。
20 世纪60 年代末期, 日本NIT 公司在日本大阪 市地下铁道建设冻结法施工中, 由于冰冻融化, 造成严重事故, 后改为灌浆法施工。在灌浆过 程中, 浆液沿着土层交界面溢走很多, 不能完全 达到加固地基和止水的目的。在这关键时刻, 中西涉博士急中生智, 大胆引用了水力采煤技 术, 将高压水射流技术应用到灌浆工程中, 创造 出一种全新的施工法—— 高压喷射注浆法。
第章高压喷射注浆法ppt课件
六、基坑坑内内加固设计
加固形式有以下几种： (1) 排喷嘴是直接明显影响喷射质量的主要因素之一。喷嘴 通常有圆柱形、收敛圆锥形和流线行三种。(图11-25)
除了喷嘴的形状影响射流特性值外，喷嘴的内圆锥角 的大小对射流的影响也是比较明显的。试验表明：当圆锥 角θ为130~140时，由于收敛断面直径等于出口断面直径， 流量 损失很小，喷嘴的流速流量值较大。
(2)喷射注浆前要检查；高压设备和管路系统。设备的压力和 排量必须满足设计要求。管路系统的密封圈必须良好，各 通道和喷嘴内不得有杂物。
(3)喷射注浆作业后，由于浆液析水作用。一般均有不同程度 收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为 0.6的水泥浆进行补灌。并要预防其他钻孔排出的泥土或 杂物进入。
2.水（浆）、气同轴喷射流对土的破坏作用
单射流虽然具有巨大的能量，但由于压力在土中 急剧衰减，因此破坏土的有效射程较短，致使旋 喷固结体的直径较小。
旋喷时，喷射最终固结状况如图11-17所示。
定喷时，形成一个板状固结体，如图11-18所示。
3.水泥与土的固结机理
水泥与水拌合后，首先产生铝酸三钙水化 物和氢氧化钙，它们可溶于水中，但溶解度 不高，很快就达到饱和。这种化学反应连续 不断地进行，就析出一种胶质物体。胶质物 体有一部分混在水中悬浮，后来就包围在水 泥微粒的表面，形成一层胶凝薄膜。
（3）增大土的摩擦力和黏聚力 1)防止小型坍方滑坡(图11—9)。 2)锚固基础。
地下工程注浆技术
地下工程注浆技术一、概述1、注浆法的概念注浆是一项工程活动，它利用配套的机械设备，采用合理的注浆工艺，将适宜的注浆材料注入工程对象，以达到填充、加固、堵水、抬升，以及纠偏等目的。
注浆法可简化为图1-1所示的结构模式图。
2注浆技术是与软弱地层和地下水斗争的一门关键技术，其主要作用有以下几点：软岩加固、注浆堵水、回填防沉、控制构筑物沉降、桥台沉降控制、隧道洞口滑坍治理、隧道变形治理、注浆截水帷幕、TBM泉眼段注浆加固、渗漏水治理、大坝防渗、瓦斯防溢、古树木保护、混凝土结构裂隙政治、工程抢险等。
3、工程对象特征注浆施工前必须熟悉所面对的工程对象的工程地质条件和水文地质特征，同时还应对注浆工程周边环境特点，以及注浆工程造价和工期要求了解。
二、注浆机理1、注浆扩散机理注浆施工中，浆液在地层中的作用方式主要表现为四种：渗透扩散、劈裂扩散、裂隙填充、挤压填充。
1）渗透扩散是指浆液在压力条件下，在不该变土体结构和颗粒排列的原则下，挤走颗粒间的游离水和空气，达到填充土体孔隙的目的，浆液凝结后，起到加固土体与堵水的作用。
通过增大注浆压力，浆液向地层孔隙的更远处渗透。
对砂层采用化学浆液注浆，以及采用水泥浆灌注孔隙较大的粗砂层、砂卵石层、砂砾石层都属于渗透扩散。
2）劈裂扩散是对于弱透水性地层中，当注浆压力超过劈裂压力（渗透注浆和挤压注浆的极限压力）时土体产生水力劈裂，也就是在土体内突然出现裂缝，于是地层吸浆量突然增加、浆液呈脉状进行渗透。
3）在残积层、断裂破碎带、富水溶槽溶隙中进行注浆施工时，一般当注浆材料颗粒能满足小于裂隙宽度的1/3～1/5时，均能产生裂隙填充。
4）挤压填充是指浆液在地层中难以扩散或劈裂进入地层的空隙中，只是在注浆压力条件下，地层被浆液挤密。
挤压注浆只是在基础处理时，为提高地面基础承载力而采用的一种注浆方式，注浆效果较差，原则上不宜采用。
2、注浆作用机理注浆作用机理分两种：加固机理和堵水机理。
三、注浆材料1、注浆材料分类根据注浆材料的主要成分是否属于颗粒型材料，可将注浆材料分为颗粒材料和化学材料两大类。
注浆法
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2、安装工作及压水试验 在钻进注浆孔的同时，平行进行注浆站的建筑和注浆泵、搅拌机、浆液配制设施以及 各种管路和仪表的安装工作。安装完毕，进行管路耐压试验和设备试运转。一般要求 各种管路能承受1.2倍的注浆终压，而不破裂和漏损。 注浆孔钻进结束，安装并下放注浆管、止浆塞以及混合器等孔内设施。 止浆塞下孔前，应根据预先确定的止浆深度，配齐注浆管并依次下入孔内。采用单管 止浆塞时，止浆塞连同注浆管一起下放。使用双管止浆塞时，止浆塞则同外管一起下 放，待外管下完，再下内管。当止浆塞和注浆管都下放至预定位置以后，连接孔口管 并实现止浆装置的配置。 压水试验是利用注浆泵向注浆区段压注清水。主要目的是： 1.检查止浆管头并着重检查止浆塞的止浆效果。 2.把末冲洗净，残留在孔底，或粘滞在孔壁的岩粉或杂物推挤到注浆范围以外，以提 高浆液结石体与裂隙面的结合强度及抗渗能力。 3.根据测定钻孔的吸水量，核实岩层的透水性，为注浆设计与确定注浆泵的泵量、泵 压并决定单液或双浆注浆浆液的起始浓度。 压水试验时，用注浆泵压注清水，其流量由小逐渐加大。注浆压力控制在比预计采取 的注浆终压高0.5MPa。一般压水时间为10－20min，在破碎或大裂隙岩石中，可缩短压 水时间。 根据压水资料，利用下式计算单位钻孔的吸水量： q = Q / H 式中：q——单位钻孔吸水量，L／(min•m)； Q——压水最大压力时的流量，L／min； H——注浆段高，m。 通常认为注浆孔段的吸水量q小于7L／(min•m)时，用单液水泥浆或粘土水泥浆是经济 的。如q大于该值，则应采用水泥—水玻璃双液注浆。 注浆孔注浆之后，可再作压水试验。注浆前后试验所得吸水量资料，是检验注浆效果 的一个依据。
• 3．注浆方式及注浆作业 • 注浆孔的钻进工作与注浆工作，通常采取分组施工作业。如前图2—4所示的 施工实例，就是先施工偶数号的3个孔，其中最先注的孔，可兼作注浆质量的 中检和终捡孔。采取这样间隔孔交替施工，开展渐进检查的方法，能合理使 用注浆设备并及时调整注浆参数。 • 我国常用的地面预注浆方案，沿地层深度分段施工的顺序有以下三种方式： • 1)分段下行式 • 从地面开始，自上而下钻一段孔，注一段浆，在同一段内先钻孔、后注浆。 每注一段后继续下延钻孔与注浆如此交替进行，直到设计的最终注浆深度， 然后再由下而上进行复注。它的优点是由于上段先注好浆，有效地控制了下 段注浆时的浆液上冒。缺点是钻孔工作量大、交替作业工期长。在岩石破碎、 裂隙发育、孔壁不易设止浆塞的岩层和涌水大、厚度大于40m的含水层中施工， 较为适用。 • 2)分段上行式 • 注浆孔一次钻到注浆终深，使用止浆塞进行自下而上的分段注浆。它的优点 • 是无重复钻孔，能加快施工速度。实现这种方式注浆的基本要求是止浆塞工 作可靠。该方式适用于注浆深度不大于200m，比较稳定的裂隙岩层。 3)一次全深注浆方式 注浆孔一次钻到注浆终深，然后对全深进行一次注浆。这种注浆方式施工简 单、工期较短。但由于段高大，浆液扩散不均匀，并且要求供浆的能力较大。 在埋藏较浅、裂隙比较均匀的含水层内，采用一次全段注浆为好。 止浆塞是封隔注浆钻孔，实现分段注浆的关键装置。良好的止浆塞应保证在 10MPa以上的注浆压力作用下正常工作，并止浆可靠。 我国目前使用的止浆塞，根据其结构及作用原理，有机械式和水力膨胀式两 种。其中机械式的较为简单、可靠，为现场所用。
地下工程防水技术：注浆防水 (2)
注浆防水7．1．1 注浆分类方法很多，按施工顺序可分为预注浆和后注浆；按注浆目的可分为加固注浆和堵水注浆；按浆液扩散形态可分为渗透注浆和劈裂注浆等等。
高压喷射注浆属于结构加固的内容，和防水无太大关系，所以修改时将此删除。
本条所列条款可单独进行，也可按工程情况采用几种注浆方法，确保工程达到要求的防水等级。
7．1．2 收集资料的目的是为了更好地确定注浆方案。
本条规定了资料搜集的内容，包括工程防水等级、水文地质条件等，因工程的防水等级与注浆所采用的方法、材料及造价密切相关。
7．1．3 预注浆(特别是工作面预注浆)时为防止浆液从工作面漏出，必须施作止浆墙。
止浆墙有平底式或单级球面式，其厚度按以下经验公式求得：(1)单级球面形止浆墙：式中Bn——平底式止浆墙厚度（m），其他符号意义同前。
由于止浆墙厚度是按止浆墙混凝土设计强度计算的，预注浆时混凝土止浆墙必须达到设计强度才可进行。
为保证注浆安全和质量，一般止浆墙的安全系数取2～3。
设计7．2．2 预注浆的段长，不仅要考虑工程地质和水文地质条件(主要是把相同孔隙率或裂隙宽度的地层放在同一注浆段内，以便浆液均匀扩散)，而且要考虑工作实际和钻孔时间，充分发挥钻机效率，缩短工程建设工期。
随着液压凿岩台车的引进，凿岩能力加大，因此，注浆段长以10—50m为宜。
由于开挖后要留2—3m止浆岩墙，注浆段越长，开挖也越长，工期越短；但钻孔越深，钻孔速度越低，进度越慢。
因此，合理选择段长是加快注浆工期的关键。
7．2．6 注浆压力是浆液在裂隙中扩散、充填、压实、脱水的动力。
注浆压力太低，浆液就不能充填裂隙，扩散范围也有限，注浆质量也差。
注浆压力太高，会引起裂隙扩大，岩层移动和抬升，浆液易扩散到预定注浆范围之外，造成浪费。
特别在浅埋隧道，会引起地表隆起，破坏地面设施，造成事故，因此，合理选择注浆压力，是注浆成败的关键。
因此规范规定预注浆比静水压力大0．5～1．5MPa，回填注浆及衬砌内注浆压力应小于0．5MPa。