改性水玻璃浆液在粉细砂地层暗挖隧道超前支护中的应用
磷酸 -水玻璃双液帷幕注浆在粉砂层中加固土体的应用
磷酸-水玻璃双液帷幕注浆在粉砂层中加固土体的应用摘要：文章结合工程实例论述了磷酸－水玻璃双液帷幕注浆的设计要点、施工工艺及地层超前加固效果。
关键词：磷酸－水玻璃双液浆、帷幕注浆、粉砂层、施工工艺Abstract: the article discusses the phosphoric acid with an engineering example water curtain grouting fluid double the main points of design, construction technology and formation leading reinforcement effect.Keywords: phosphoric acid sodium silicate-liquid, the curtain grouting double, powder sand layer, the construction technology中图分类号：U215.14文献标识码：A 文章编号：1工程概况郑州市轨道交通1号线一期工程土建施工06标段站后区间隧道暗挖段（RDK0+250.000～RDK0+456.500）为暗挖双线单洞马蹄型断面结构隧道，隧道断面尺寸（高×宽）为6700×6500mm，超前支护采用帷幕注浆和注浆小导管支护形式，隧道穿该路段采用浅埋暗挖CRD法施工；结构底埋深约12.10～14.40m，覆土厚度5.7～7.7m。
土体渗透系数大，干强度低，摇振反应迅速，所以在隧道开挖之前需对土体进行帷幕注浆超前加固，改善土体稳定性，避免在开挖过程中土体产生沉降及土体坍塌现象2地质情况本区间位属黄河冲积泛滥平原地貌单元，根据勘察报告显示，本工程隧道所处地层主要在第(7-1)层粉质粘土，第(8)层粉砂，第(16)层细砂及少部分第(9)层粉质粘土，结构拱顶土层为第（2）层粉土、第(7-1)层粉质粘土。
浅谈北京地铁浅埋暗挖法施工中常用的配套技术
浅谈北京地铁浅埋暗挖法施工中常用的配套技术作者单位：新乡职业技术学院河南新乡 453000摘要：针对北京地铁浅埋暗挖施工中出现的问题，采用配套技术辅助工法，稳定地层的主要手段是用注浆加固隧道周边地层，用管棚加固隧道拱部地层。
因此，本文将针对浅埋暗挖法施工中常用的配套技术，提出具体措施。
关键词：配套技术；地下水处理方法；辅助工法1. 北京地铁浅埋暗挖施工中出现的问题北京地处第四纪冲、洪积扇的中上部,地层由粘性土、粉土、砂类土、碎石类土交互沉积而成,土质松散,成拱条件差；而且地下水水位高，渗透性强（一般采取降水措施,但仍有残留水）；加上大部分线路处于交通繁忙地段，车辆行驶过程中产生强烈震动，使浅埋隧道周边土体更加松弛，开挖过程中极易坍塌。
支护结构采用初期支护加二次模筑混凝土支护的复合式衬砌结构形式，初期支护由钢格栅喷射混凝土组成。
根据设计理论计算及工程实践总结，支护结构比较可靠，一般不会坍塌，坍塌多为开挖面的围岩失稳。
一般引起坍塌的原因或因素有:（1）地层预加固效果不佳（2）开挖面暴露时间长（3）受地面震动影响（4）降水后地层残留水的影响（5）雨、污水管渗漏（6）下穿河、湖或近距河湖暗挖（7）降雨后渗漏（8）马头门及断面变换处2.1 辅助工法的主要目的稳定地层的主要手段是用注浆加固隧道周边地层，用管棚加固隧道拱部地层。
要根据地质和施工的具体情况确定注浆的范围、压力和材料，达到改善地层的物理力学参数(E、C、φ、μ)，提高地层的自稳能力。
稳定开挖工作面方法很多，优先选择次序为正台阶环形开挖留核心土、锚杆超前支护、小导管超前支护、小导管注浆超前支护、浅孔（4～6 m）周边预注浆超前支护、长导管注浆超前支护、全断面深孔注浆封闭工作面、初次支护背后充填注浆及周边2～3 m径向单液水泥注浆等。
常用的辅助方法主要有降水和地层加固两种形式。
2.1.1 地层加固的方法（1）环形开挖留核心土；（2）喷射混凝土封闭开挖工作面；（3）超前锚杆或超前小导管支护；（4）超前小导管周边注浆加固地层；（5）设置临时仰拱；（6）深孔围岩加固劈裂预注浆或堵水固结预注浆加固地层；（7）长管棚超前支护加固地层；（8）冻结法固结地层；（9）水平旋喷法超前支护；（10）地面加固地层；（11）洞内、洞外降水法；（12）洞内施工水平降排水法；2.1.2 其他常用辅助方法（1）新型结构复合式衬砌防水。
超前深孔注浆在暗挖施工中应用
超前深孔注浆在暗挖施工中应用摘要：随着城市地铁建设快速发展，地铁出入口过街采用浅埋暗挖法施工越来越普及。
而超前深孔注浆作为浅埋暗挖法施工的一种超前加固措施，对隧道土层稳定及周边建筑物沉降起着至关重要的作为。
本文结合工程实例，从深孔注浆每道工序进行详细分析。
通过分析表明，在粘土及粉砂层采用超前深孔注浆加固，通过对重点工序控制，可保证施工取得良好的经济效益及社会效益。
关键词：超前深孔注浆工艺粘土及粉细砂地层加固沉降1引言在城市复杂环境条件下，地铁出入口施工越来越多采用浅埋暗挖法，该工法适用面广，沉降控制效果好，对周边环境影响较小。
超前深孔注浆工艺多用于浅埋暗挖法穿越风险源预加固，对隧道围岩稳定及地表沉降产生良好效果。
因此，为保证隧道周围建构筑安全，对地层采取超前深孔注浆加固处理是浅埋暗挖法过程中不可缺少的重要一环。
下面以北京地铁某出入口做简单介绍。
2工程概述H出入口位于车站东侧，长度约150m，通道采用暗挖法施工，暗挖段长120m；敞口段采用明挖法施工，明挖段长约30m。
H出入口下穿重要主干路，下穿多类管线及建构筑物，暗挖隧道采用CRD工法，初支采用格栅钢架，C25喷射混凝土。
防水采用ECB防水，隧道全包，二衬采用整体C40钢筋混凝土。
下面以一级风险源为例，分析下穿管线及构筑物主要施工工艺，具体风险见下表。
表2-1 H口一级风险工程表1）热力隧道3200×2500mm采用暗挖法施工，建于2002年，初支厚度为25cm，二衬厚度为30cm，埋深5.3m。
2）φ600mm污水管采取明挖法施工，建于1999年，材质为混凝土承插管，接头处采用C20混凝土进行包封，埋深4.7m。
图2-1 热力隧道与暗挖隧道相对关系图2-2 φ600mm污水管与暗挖隧道相对关系3工程水文地质条件本出入口地质上部为人工堆积层，下部为沉积层，主要以粘性土、粉土及砂卵石土为主，上述风险源所处地层主要为粉砂~细砂、粉质粘土、粉土，本工程地下水位较低，位于出入口结构以下0.9m，处于卵石地层，水位埋深约20.5m。
浅谈超前支护在浅埋暗挖施工中的应用
浅谈超前支护在浅埋暗挖施工中的应用摘要：针对无水粉细砂层、无水砂卵石层、有水砂卵石层的超前支护技术难题，分别从超前支护方式、注浆材料、浆液配比、注浆参数等方面介绍了具体的施工措施，即：选择小导管超前支护；无水粉细砂层、无水砂卵石层注浆材料选用改性水玻璃，有水砂卵石层选用水泥-水玻璃双液浆；改性水玻璃配比通过现场试验确定，约为1:3；水泥-水玻璃双液浆配比约为1:0.8。
经实践已验证了其可行性。
关键词：浅埋暗挖；小导管超前支护；注浆材料；浆液配比南干渠工程位于北京市南部地区，全长约27.188km，以京沪高铁路为界分为上、下段，上段由南干渠起点至京沪高铁东侧，全长11.302km，输水隧洞为两条内径3400mm的钢筋混凝土圆涵低压输水，采用浅埋暗挖的施工方式。
下段工程由京沪高铁东侧至亦庄调节池入口，全长15.980km，输水隧洞为单管内径4700mm的钢筋混凝土圆涵，采用盾构施工方式。
北京市南水北调配套工程南干渠工程施工第二标段位于浅埋暗挖段，根据设计文件，由于暗涵主要穿越地层为圆砾、卵石层，开挖稳定性差，易出现坍塌现象；且地质结构单一，以厚层卵石为主，属强透水层，使得隧道的开挖与支护困难，超前预支护方法与钻孔方式的选择成为施工中的重点和难点。
1 地质描述北京市南水北调配套工程南干渠工程施工第二标段位于永定河左堤外，标段后半部分进入大兴灌渠，灌渠底部与两岸地面高程相差2m多，渠道为排水河道，常年有污水。
地表覆盖有人工填土或第四系全新统冲洪积粉土，其中人工填土含砖块、砾石，疏松，厚度不均，一般1.3m～3.5m；受垃圾坑影响，桩号1+488～1+556处填土层厚度大，其下为细砂层，厚一般2～3m，最厚达5.0m。
下部为厚层圆砾层及卵石层，局部夹漂石，漂石粒径35cm以上，局部更大。
根据开挖揭示地层情况显示，南干渠工程施工第二标段主要有3种典型地层：1）拱顶由上至下依次是粉细砂层0.4m；漂石层1.2m，一般粒径10cm～30cm，最大粒径70cm，漂石含量80%～90%，卵石含量约5%，填充物以粗砂为主，含量5%～10%；卵石层3.0m，粒径集中在10cm左右，卵石含量80%～90%，漂石含量约5%，填充物以粗砂为主，含量20%～30%。
改性水玻璃粉细砂层注浆工法
改性水玻璃粉细砂层注浆工法隧工法90-04在隧道和地下工程施工中，特别是在第四纪冲洪积层中修建隧道，经常遇到粉细砂层。
该地层致密无胶结，无自稳能力，开挖时易坍塌，危机施工安全。
普通水泥胶水玻璃浆液因颗粒太大无法注入，化学浆液料源少，价格高，并有毒性污染，碱性水玻璃浆液注浆工艺复杂，稳定性差，均不能满足地层加固和堵水的要求。
采用改性水玻璃注浆，较好地解决了这一技术难题。
一、工法特点改性水玻璃即酸性水玻璃，主要是采用料源广、价格低、无污染的普通水玻璃、硫酸为主要原料，掺入少量外加剂，配制成粘度低、可靠性好、凝胶时间可控、稳定性好的浆液。
该浆液通过小导管以单液方式注入粉细砂层中，浆液在地层中扩散凝胶，从而把松散的砂粒固结成一个强度适中的块体。
按一定的扩散半径及加固范围设计进行的注浆，在隧道周围将形成一个防坍塌、防涌水的固结圈，从而达到加固和防水的目的。
二、应用范围该工法由于材料本身粘度低、凝胶时间可控，固砂强度适中，价格便宜，特别适用于第四纪冲、洪积粉细砂层的主浆加固。
三、注浆材料及其特性（一）注浆原材料：１、水玻璃：工业品，浓度20波美度以上，模数3.1~3.3。
２、硫酸：工业品，浓度98%以上。
也可以用电镀液（废酸）代替。
（二）浆液配制：甲液：水玻璃浓度为10~20Be；乙液：硫酸浓度为10%~20%，并加入适量的外掺剂。
浆液配比已申报专利，申报号90100275.5。
配浆时，将一定量的甲液倒入乙液中，搅拌均匀并测量其PH值。
（三）改性水玻璃浆液的主要性能：比重：1.07~1.11；粘度：2~5CP；酸碱度：PH4~6（根据凝胶时间调整）凝胶时间：空气中 30~240min；细砂中 5~30min；固砂体单轴坑压强度：0.3~0.5Mpa经试验改性水玻璃固砂体呈中性，不存在酸碱腐蚀问题。
四、注浆工艺（一）注浆设计参数；１、注浆终压：0.4~0.5MPa；２、浆注扩散半径(R)：0.3m；３、注浆范围：隧道开挖轮廓线外1.0~1.5m；４、导管长度(L)：3.0~3.5m；５、导管间距：0.4~0.5m；６、导管外插角：10~20７、浆液注入量：按公式Q= R2Ln(m)3估算；式中：R－浆液扩散半径(m)； n－地层孔隙率；８、注浆结束标准：采用定量注浆法，每根导管注入规定浆液，每根导管都达到设计注浆结束标准，即可结束注浆。
密实细砂层地铁暗挖隧道新型超前加固材料性能及注浆参数研究
密实细砂层地铁暗挖隧道新型超前加固材料性能及注浆参数研究目录1. 内容概括 (2)1.1 研究背景及意义 (2)1.2 研究目的与任务 (3)1.3 研究方法与思路 (4)2. 新型超前加固材料概述 (5)2.1 材料类型及特点 (6)2.2 材料性能参数 (6)2.3 材料应用现状 (8)3. 密实细砂层地铁暗挖隧道现状分析 (9)3.1 隧道施工现状分析 (10)3.2 隧道地质条件分析 (11)3.3 隧道施工面临的问题 (12)4. 新型超前加固材料在隧道中的应用性能研究 (14)4.1 材料的力学性能与适用性 (15)4.2 材料在隧道中的加固效果分析 (16)4.3 材料应用的影响因素研究 (18)5. 注浆参数研究 (19)5.1 注浆材料的选择 (21)5.2 注浆工艺参数优化 (21)5.3 注浆效果评估方法 (23)6. 现场试验与案例分析 (24)6.1 现场试验方案设计与实施 (25)6.2 试验数据收集与分析 (26)6.3 案例分析 (27)7. 结论与建议 (28)7.1 研究成果总结 (29)7.2 对未来研究的建议 (30)1. 内容概括研究的背景是针对当前地铁建设中常见的地质问题，如容易发生的地面沉降、隧道稳定性不足以及与周围环境的和谐共存问题。
我们的研究意在评估新型加固材料在软弱地质条件下对隧道结构和周边环境的影响，以及对注浆工艺中关键参数的科学设定。
研究内容包括对新型加固材料的力学性能、耐久性、吸水性等基础性质的分析，以及对其在隧道开挖前进行预加固的效果研究。
同时还进行了室内测试和现场试验，以检验加固材料的适用性、加固效果及环境相容性。
通过对注浆参数的精心设计，包括压力、流量、注浆时间等，分析了其对加固效果和隧道稳定性的影响。
研究还关注了注浆过程的监控量测方法，以确保施工质量和安全。
通过总结分析，研究提出了切实可行的技术方案，旨在为类似地质条件下地铁暗挖隧道施工提供科学的加固材料应用和注浆参数设置建议，以期提高工程的安全性和经济性。
改性水玻璃在地层加固中的应用
（ 浓硫酸稀释 ：将浓硫酸按 配合 比稀释至 设计 浓度 １）
１％： ０
（ 水 玻 璃 稀 释 ：将 水 玻 璃 按 配合 比稀 释 至 设计 浓 度 ２） （ Ｏ 美度 ）： ２波
①工艺简单 ，可操作性强 ：采用水泥水玻璃双液浆作 为 注浆材料 ，是选用持续压 力注 浆，注浆过程需要持续稳定压
经理论论证和施工中试 验调 整 ，总结 出采用改性水玻璃注浆
加 固地 层 的一 套 工艺 。
３２ 艺流 程 ．Ｉ
注 浆 工 具 一 牛 角 泵 一
（ 地 层 加 固 的注 浆工 艺 流程 为 ： １）
２注浆浆液施工配合比选定 ．
２１ ．配合 比设计 理 论依 据
水玻璃 （ ａ ｉ ・ ＨＯ ） Ｎ Ｏ。 ２ 溶液 与稀硫 酸溶液混合后 ， Ｓ 生成 含有ＨＳＯ ・ Ｈ Ｏ和Ｎ （ 的混合液 ，化学反应式为 ： ｉ。 ２ ａＳ） ４
力 才能 保 证 浆 液 扩 散 效 果 ，达 到预 期加 固 目的 ， 因此 需要 用
（ 混合配置浆液 ：将稀释好 的水 玻璃缓缓 加入到硫 ３） 酸 中，边加边搅拌 ，防止因局部水玻璃浓度过大结块。 ３施工工艺 ． ３１ 浆 机 具设 计 及应 用 ． 注
根 据 改 性 水 玻 璃 注 浆 工 艺 要 求 ， 设 计 加 工 了注 浆 工 具～ — 牛 角 泵 （ 下 图 示 ），经 试 压 检 验 后 投 入 使 用 。 其 他 如
喷射混凝土对掌子面进行封闭处理 ，并且下一循环施工时需 对 喷射 混凝土层进行破除 ，浪费了工时 ，降低 了作业效率 。 而改性水玻璃浆液注入到超前小导管后 ，依靠浆液 自身的渗 透性扩散到超前小导管周围的砂层 中，从而达到地层加固的 效 果，施工不需要长时间持续压 力 ，也 不需要大面积封闭掌 子面 ，操作简单。 ② 浆液扩散范围大 ，加固效果好。改性水玻璃是均一稳
水泥-水玻璃浆液注浆在隧道施工中的应用
水泥-水玻璃浆液注浆在隧道施工中的应用
刘彦林
【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》
【年(卷),期】2008(035)003
【摘要】结合桂梧高速公路钟马段第7合同段百花滩3号隧道工程实例,对水泥-水玻璃浆液注浆施工方法作了简明阐述.
【总页数】3页(P75-77)
【作者】刘彦林
【作者单位】河北省地勘局国土资源勘查中心,河北,石家庄,050081
【正文语种】中文
【中图分类】U455.49
【相关文献】
1.水泥-水玻璃双液注浆在饱和动水砂层隧道施工中的应用研究 [J], 郭金敏;汪建立;张超
2.多雨及软弱围岩地区隧道施工中的水泥-水玻璃双液注浆施工工艺 [J], 董作虎;石九州;于大举;王斐
3.水玻璃注浆液加固隧道低稳土体应用与分析 [J], 何应媛
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5.超细水泥-水玻璃浆液在富水粉细砂地层暗挖隧道中的注浆止水效果研究 [J], 郑青
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粉细砂地层浅埋暗挖法注浆加固技术探讨[权威资料]
粉细砂地层浅埋暗挖法注浆加固技术探讨摘要：石家庄轨道交通1号线区间隧道工程部分采用浅埋暗挖法进行施工，隧道主要穿越第四系粉土、粉细砂、中粗砂地层，采用管棚注浆、小导管注浆、深孔注浆及掌子面注浆加固是该类地层条件下隧道施工的重要手段。
因此，有必要研究粉细砂地层的注浆机理，据此进行注浆材料的选择、合理确定各注浆参数，以及进行注浆效果评价等以减少注浆施工的盲目性，有针对性地对此类地层的注浆给予探索研究。
关键词：粉细砂地层注浆检验评价C35 A1 工程地质1.1 工程地质概述石家庄市城市轨道交通1号线一期工程西起西王站，东至�┖哟蟮勒荆�线路沿中山路、长江大道和秦岭大街敷设，均为地下线。
轨道交通线路区域属华北地层区，地层分布以古早界分布面积为主，拟建线路位于平原区，地层以第四系松散层为主。
第四系地层由老至新依次为：下更新统（Q1）、中更新统（Q2）、上更新统（Q3）、全新统（Q4）。
地铁工程埋深自西向东一般为10～30m，车站、区间隧道主要穿越粉质粘土、粉细砂层、中粗砂、粉细砂、细中砂、中粗砂等。
颜色以褐黄色为主，黄褐次之的粉土、粉细砂、中粗砂及砂卵砾石，东部南部为粘性土，多夹有淤泥层，沙层多为粉细砂透镜体。
沿线地下水主要为第四系松散岩类孔隙水，包括上层滞水、潜水和承压水，现状地下水位均位于地面以下约23-50m，均在车站底板以下，地下水对施工无影响。
1.2 粉细砂的基本性质及工程地质粉细砂受粒径、天然含水率、重度、孔隙比等因素影响，在不同区段表现出不同力学性质及性状。
根据勘察地质资料表现石家庄轨道交通1号线暗挖隧道穿越粉细砂层主要基本性质：粒径d>0.075mm颗粒大于总质量的50%～85%，渗透系数1.2×10-3～6.0×10-3cm/s，天然含水率在2.2%左右，干重度值14.3～15.5kN/m3之间，孔隙比在0.6～0.85之间。
粉细砂土的工程性质介于砂土和粘性土之间，在天然状态下，结构松散，密度也较低，在自重作用下，可压密，埋深较深，密度也较大，在有水地层，内摩擦角也很大，根据工程实践及试验，总结粉细砂土主要工程性质：1、粉细砂的粒径分布均匀，且颗粒范围很小，结构松散，在外界荷载作用下，很容易变形。
地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的运用 李伟
地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的运用李伟摘要：地铁隧道施工对于我国交通事业的建设非常重要，但是这一工作有着很强的技术性特征，该工程比较的复杂，在施工过程中会受到各种因素的影响，需要掌握先进的施工技术，才能保证施工质量和施工安全。
浅埋暗挖技术对于地铁隧道施工有着很高的应用价值，相关施工技术人员要将其切实的掌握，做好小导管超前加固工作，合理运用开挖支护方法，制作和安装钢筋格栅及网片，规范喷射混凝土施工，另外还要注重风险源等施工安全，从而为地铁事业的发展做出重要贡献。
本文以北京地铁19号线06标右安门外站临时竖井及横通道暗挖施工为例，针对地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的运用进行了介绍，以供参考。
关键词：浅埋暗挖技术；地铁隧道施工；运用引言随着国内城市化进程的不断加快，城市地铁建设工作也在高速的发展,环境污染近几年也被提上日程，安全至上的理念在地铁施工中尤为重要。
这一过程中对于地铁隧道施工技术有了越来越高的要求。
对于浅埋暗挖技术来说,其有着明显的施工优势,已经得到了广泛的应用。
在地铁隧道施工中运用浅埋暗挖法，能够很好地加固地层，提高地层的承载能力。
最近在地铁施工中引进了一种先进的超前支护的方法，管幕施工。
同时，在隧道开挖工程完成之后，必须做好开挖的支护工作，使开挖封闭成固定的圆环状态，从而形成完整的联合支护体系，这样能够防止荷载过大出现变形的情况。
一、工程概况北京19号线右安门外站位于南北向右安门外大街与玉林南路路口北侧，沿右安门外大街南北向设置，与既有14号线右安门外站换乘。
19号线右安门外站为岛式站台，有效站台宽度13m，车站有效站台中心位置轨顶标高27．30m，底板埋深约24．5m。
车站主体结构总长248．8m，为暗挖双层双柱三跨平顶直墙结构型式，标准段结构宽22．6m，高17．29m，顶板覆土厚度约7.2m，采用上下八导洞洞桩法施工。
车站设置3个出入口口、3个安全出口、2组风亭及一处冷却塔。
车站西北象限设置外挂设备管理用房，与地块内建筑一体化结合；东南象限设置换乘厅与换乘通道。
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改性水玻璃浆液在粉细砂地层暗挖隧道超前支护中的应用
作者：李小雷
来源：《中国科技纵横》2016年第14期
【摘要】在浅埋、软弱地层中施工暗挖隧道时，围岩自稳时间短，不能保证安全的完成初次支护时，为确保施工安全，一般采取超前支护措施，常见的超前支护措施为超前小导管注浆加固，小导管注浆材料采用水泥浆或水泥--水玻璃双液浆。
在粉细砂层地段，因地层致密无胶结，水泥浆液无法注入，石家庄地铁暗挖隧道超前小导管注浆材料采用改性水玻璃浆液，改性水玻璃浆液由水玻璃、硫酸等材料按一定的比例调配而成，利用自制的简易牛角泵在风压推动下，把改性水玻璃浆液通过小导管按一定的扩散半径以单液方式注入粉细砂层中，扩散凝胶，把松散的砂粒固结成一个强度适中的块体，在隧道周围形成一个防坍塌的固结圈，从而达到砂层加固的目的。
【关键词】粉细砂改性水玻璃注浆加固
随着交通事业的发展和城市化进程的加快，新建铁路、公路和市政工程日益增多，在软弱围岩及砂土层修建的暗挖隧道越来越多，在上述地质中修建暗挖隧道普遍采用注浆法进行地层加固处理。
注浆方法包括电化学注浆、劈裂注浆、压密注浆、渗入性注浆等，其中渗入性注浆由于其注浆压力小，对地层结构基本不产生扰动和破坏，使用的机具、设备较简单，施工相对容易，应用广泛。
渗入性注浆所采用的浆液主要有水泥类浆液和化学浆液，其性能各不相同。
水泥类浆液多用于断层及断层破碎带注浆，一般要求被注地层孔隙大于0.2mm。
化学浆液的可注性较好，可用于粉、细砂注浆，但大部分浆液成本较高，工艺较复杂。
作为化学浆液的一种，水玻璃类浆材已有近百年的历史。
19世纪后期，注浆材料便从以水泥浆材为主发展到以水玻璃浆材为主，经过不断的技术改进，水玻璃浆材凭借其优越的综合性能，成为应用最广泛的光学注浆材料之一。
水玻璃浆液虽然具有众多优点，但在使用过程中需具有合适的胶凝时间和适宜的强度，为此有必要研究适用于粉细砂层的浆液配方和注浆方法，为施工现场提供技术依据。
1 注浆材料
1.1 注浆原材料
水玻璃：模数2.2～2.8，浓度40Be’
硫酸：浓度98%，可用废硫酸代替。
1.2 浆液配制
甲液：浓度15～20Be'水玻璃乙液：15%稀硫酸
1.2.1 水玻璃的稀释
采用边加水边搅拌边用波美计测量的方法进行，亦可用计算方法，先算出加水量，然后加入水搅拌均匀。
V原=（d配-1）/（d原-1）×V配 V水=V配-V原
式中：d原、d配—分别为原水玻璃和预配水玻璃的比重
V水、V配、V原—分别为加水、原水玻璃和预配水玻璃的体积
稀释后的水玻璃浓度为15～20Be'，当浓度小于15 Be'难于胶凝，大于20 Be'时胶凝时间过快，不能满足浆液渗透的要求。
1.2.2 硫酸的稀释
先算出所需浓硫酸量和加水量，然后将浓硫酸缓慢倒入水中，搅拌均匀，严禁将水倒入浓硫酸中。
将浓硫酸稀释成15%的稀硫酸。
1.2.3 改性水玻璃配制
在高速搅拌情况下，将水玻璃缓慢倒入稀硫酸中，其比例根据所配浆液的PH值确定，用PH试纸测其PH值。
PH值是影响胶凝时间的主要因素之一，PH值在7附近时胶凝最快，在显著的酸性范围内，胶凝速度大为减慢。
当PH值在5～6附近时胶凝较快， PH值在3附近时，胶凝时间很慢。
配制后改性水玻璃浆液的PH值控制在3～5之间，满足注浆时胶凝时间可控、稳定性好的要求。
浆液的胶凝时间越长，施工方便，扩散半径大，但胶凝时间过长，则不利于施工进度，配置好的改性水玻璃浆液的胶凝时间控制在30～60min，满足可注性和及时开挖的要求。
2 改性水玻璃的注浆作业
2.1 小导管的安设
小导管的安设应采用引孔顶入法。
其安设步骤为：
（1）用吹管将粉细砂吹出成孔，孔径40mm，孔深视导管深度而定；
（2）插入导管，如插入困难，可轻击钢管顶入；
（3）用吹风管将管内砂石吹出；
（4）导管周围缝隙用塑胶泥封堵，并用棉纱将孔口堵塞。
暗挖隧道小导管超前支护一般采用φ42×3.25mm钢管，但在粉细砂层中施工超前小导管注改性水玻璃浆液时，因小导管采用风管将砂吹出成孔，成孔直径40mm左右，为防止锤击导管导致砂层脱落或塌孔，建议优化钢管直径，采用φ30×3.0mm钢管，更能适应粉细砂层的注浆的特点。
2.2 注浆施工方法
2.2.1 注浆工艺
（1）注浆设备。
采用自制的简易牛角泵，利用风压进行注浆作业，如图1所示。
（2）注浆操作步骤。
①关闭放气阀及放浆阀；②将配制好的浆液通过进浆口灌入泵体；③打开进气阀，使压缩空气进入泵体，空压机风压0.6～0.7MPa；④打开出浆阀，加入浆液，浆液经孔口密封器、管路、导管进入地层。
2.2.2 注浆量与注浆效果
（1）注浆量控制。
在0.6～0.7MPa风压下进行注浆，当砂层中无法注入时（注浆口冒浆）为止。
理论上，浆液在砂层中符合柱形扩散理论，即浆液从注浆管的某一段向土层呈柱状扩散。
由于浆液的粘度是不断变化的，受注地层都是不均质的，注浆孔的孔源有时也是不规整的。
假设为浆液粘度一定、土层均质、浆源形状规整和浆液为牛顿体，浆液在较低的注浆压力下，是可以进行渗透注浆的，满足渗透理论。
注浆量的可参考推导公式计算：
Q=πr2na
Q注浆量（cm3）；a为柱状注浆长度（cm）；r1浆液扩散半径（cm）； n为粉细砂的孔隙率（%）--0.35。
（2）扩散半径。
影响扩散半径的因素很多、很复杂，很难准确掌握注浆量和扩散半径的关系。
影响扩散半径的主要因素有：粉细砂的渗透系数，渗透系数越大则扩散半径越大；注浆压力，压力越大则扩散半径越大；注浆时间，时间越长则扩散半径越大；粉细砂的孔隙率，注
浆量一定时，孔隙率越大则扩散半径越小；浆液粘度和水的粘度比，粘度越大则扩散半径越小。
（3）注浆效果。
改性水玻璃的固砂强度较低，很难通过取样验证。
根据改性水玻璃的胶凝时间，注浆完成后30min进行开挖验证注浆效果，导管周围形成柱状砂体，砂层稳定，扩散半径25cm～40cm。
（4）影响注浆效果的因素。
由于改性水玻璃浆液具有多种性能，为获得良好的可灌性能与固结效果，在调配预注浆液过程中，需根据设计要求和砂质地层特性，合理调整浆液的技术参数，以达到预期的注浆效果。
影响注浆效果的主要因素：
①浆液ph值与胶凝时间：调整浆液的ph值，可使浆液的胶凝时间从瞬间到几十分钟之间可供选择。
在实施中，可根据需要对胶凝时间进行调节，满足可注性的要求。
②浆液的稀释效应：浆材浓度的变化对浆材的胶凝时间和固化强度具有明显的影响。
浆液浓度越大，胶凝时间越短，其固化强度亦高；浆材浓度降低，其胶凝时间相对延长，但过于稀释会出现不凝的性状，同时固化强度也会下降甚至消失。
3 结语
改性水玻璃注浆具有操作方便、加固效果好、施工进度快、成本低、无污染，能解决水泥浆不适宜的粉细砂地层，对于粉细砂地质的改良具有良好效果，在暗挖隧道施工中得到了应用和推广。
但水玻璃浆液作为化学材料，受地质条件、浆材配置和作业方法等影响，尚存在一些不足，如：①酸性水玻璃的配置没有理论依据，需要不断的总结相关数据，经验指导施工；②酸性水玻璃固砂强度只有0.1-0.4MPa，而且失水后即消散，不能得到高强度固砂体，需在一定的时间内完成加固砂层的开挖支护。
随着改性水玻璃注浆工艺的推广和工程技术人员的总结，其注浆工艺和注浆方法将得到不断的完善和发展。
参考文献：
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