注浆技术培训

注浆技术培训二○一二年五月•1、可行性•2、可靠性•五公司隧道注浆典型案例：•渝怀线歌乐山隧道•宜万线马鹿箐隧道•中石油大梁山隧道目录1概念2注浆发展历史3注浆的功能4工程对象特征5注浆机理6注浆设计7注浆材料8注浆设备9注浆工艺10注浆过程中出现问题及对策11注浆效果检查与评定1概念注浆技术培训——概念注浆：注浆是一项工程活动，它是利用配套的机械设备，采取合理的注浆工艺，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。工程对象机械设备注浆材料注浆工艺注浆施工四要素注浆技术培训——概念注浆成败的标志：注浆材料在地层中是否按照注浆专业工程师预设计的轨迹运行工程对象可行性可靠性易操作性经济性环保性高效性注浆技术培训——概念2注浆发展历史注浆技术培训——注浆发展历史注浆用于堵水和改良地层已有尽二百年的历史。●1802年法国人别鲁尼第一次用撞击泵向地层中注入粘土和水凝性石膏来稳定地层。●1824年发明波特兰水泥后，注浆开始推广。●1885年德国人提琴斯首先采用向岩层裂隙注入水泥浆的方法，来防止涌水取得成功，并在欧洲矿山建设中广为应用。注浆技术培训——注浆发展历史●1920年，荷兰人尤斯登发明用水玻璃-氯化钙浆液分开注入地层，利用两种浆液的化学反应加固地层。●1924年日本在旧丹那铁路隧道中，采用水泥-水玻璃混合浆液注入断层破碎带，取得了良好的效果，以后在隧道工程中广泛应用。注浆技术培训——注浆发展历史综合而述，注浆经过一百多年的发展，由开始的单液注浆发展到多液注入；浆材由粘土类发展到高效无毒易注的化学类浆；设备由单一的注浆设备发展到勘测、制浆、灌注、记录、检查分析配套专用设备。工艺技术日臻完善，应用领域愈加广泛。在我国应用注浆只有几十年的历史，但真正发展是从1955年开始的。材料从水泥浆发展到水泥-水玻璃双液浆、化学浆等。工艺从单液注浆发展到双液注浆再到化学注浆，设备也从泥浆泵等代用设备发展到成套专用注浆设备。目前，随着我国土建工程的发展，我国注浆技术水平已居世界先进水平行列。注浆技术培训——注浆发展历史3注浆的功能注浆技术培训——注浆的功能注浆的功能很多，经过科技技术人员的不断努力，注浆技术已渗透地下工程的各个角落。目前，注浆技术已能较好地解决以下问题。●基础加固●注浆堵水●回填防沉●竖井下沉控制●房屋下沉控制●桥台沉降控制●滑坡防治●变形控制●坍方处理●基坑截水帷幕●TBM软岩加固支护●渗漏水治理●大坝防渗●瓦斯防溢●古树木保护●砼结构裂缝整治●路面整治●工程抢险…注浆技术培训——注浆的功能(1)基础加固宜万线某隧道溶洞基底淤泥质地层基底采取钢管桩注浆加固注浆技术培训——注浆的功能(2)注浆堵水宜万线某隧道溶洞涌水采取全断面超前预注浆进行注浆堵水注浆技术培训——注浆的功能(2)注浆堵水宜万线齐岳山隧道DK362+060涌水采取全断面超前预注浆进行注浆堵水注浆技术培训——注浆的功能(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注浆技术培训——注浆的功能(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注浆技术培训——注浆的功能(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注浆技术培训——注浆的功能(6)滑坡防治宜万线堡镇隧道进口洞口上方滑坍采取垂直注浆加固注浆技术培训——注浆的功能(7)变形控制宜万线王家岭隧道大变形段采取径向注浆加固注浆技术培训——注浆的功能(8)截水帷幕广州地铁二号线越秀公园站北基坑垂直注浆截水帷幕注浆技术培训——注浆的功能(9)TBM软岩地层超前加固支护TBM在磨沟岭软岩隧道施工中采取超前注浆进行加固支护注浆技术培训——注浆的功能(10)渗漏水治理某火车站人行通道工程采取化学注浆材料进行渗漏水治理注浆技术培训——注浆的功能(11)古树木保护杭州解放路工程穿越古树木地段采取超前φ299大管棚、全断面超前TSS，采用超细水泥，实施可控域注浆技术对古树木进行保护。注浆技术培训——注浆的功能4工程对象特征注浆技术培训——工程对象特征注浆施工前必须熟悉所面对工程对象的工程地质条件、水文地质特征，以及周围环境特点、工程造价和工期要求。①工程地质条件：是砂层、粘土层、淤泥层？还是砂卵石层、断裂破碎的围岩？砂层是粗砂、中砂、还是细砂、粉细砂？地层的空隙率、裂隙度是多少？②水文地质特征：注浆设计前必须要搞清楚地层是不含水层、弱含水层、富水层，还是高压动水地层？水量是多少？水压是多大？地层渗透系数是多高？注浆技术培训——工程对象特征③周围环境特点：要充分摸清楚周围的管线、建筑物、保护性古树木、地面要求等特点，事实上，注浆是一门控制性很强的工程活动，目前有很多不足之处，有的管线保护还是有一定的困难，这些在注浆施工前一定要坚持，该拆迁的一定要拆迁，例如地下通讯光缆。④造价、工期要求：注浆是一种商业行为，因此，在注浆方案、注浆材料选择、设备及人员投入等方面也应充分考虑工程造价和工期要求。注浆技术培训——工程对象特征5注浆扩散机理注浆技术培训——注浆扩散机理注浆施工时，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◆挤压填充渗透扩散劈裂扩散裂隙填充挤压填充浆液在地层中扩散机理模式图注浆技术培训——注浆扩散机理渗透扩散(广州地铁一号线杨-体区间中粗砂层采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆施工注浆固结体图片)●在中粗砂层、砂砾石层、砂卵石层中采用超细型注浆材料；在干的或潮湿的粉细砂层中采用改性水玻璃进行注浆施工，如果扩散半径选取的不大，注浆压力选取的不高时，浆液在地层中一般表现为渗透扩散。否则，会产生劈裂扩散，甚至挤压充填。注浆技术培训——注浆扩散机理●在中细砂层、粉细砂层、淤泥质粘土层、粉质粘土层中，由于地层颗粒细，因而产生渗透扩散难度较大，注浆材料在该类地层中一般表现为劈裂扩散，对于不同细度的注浆材料在地层中注浆将会产生不同厚度的劈裂浆脉。劈裂扩散1(广州地铁一号线杨-体区间中细砂层采用超细水泥-水玻璃双液浆、普通水泥-水玻璃双液浆共混材料注浆施工注浆固结体图片)注浆技术培训——注浆扩散机理劈裂扩散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)注浆技术培训——注浆扩散机理●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。裂隙填充1(广州地铁二号线越秀公园站北基坑采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆施工注浆加固体图片)注浆技术培训——注浆扩散机理裂隙填充2(宜万线齐岳山隧道DK362+060富水溶槽采用普通水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆共混材料注浆施工注浆加固体图片)注浆技术培训——注浆扩散机理挤压填充(渝怀线圆梁山隧道2#溶洞粉细砂层中局部空洞采用普通水泥单液浆挤压填充固结体图片)注浆技术培训——注浆扩散机理◆渗透扩散(砂质地层)◆裂隙填充(断层破碎带)理想的注浆◆劈裂扩散最易发生的注浆(尽量产生最细的劈裂浆脉)◆挤压填充不宜发生的注浆注浆技术培训——注浆扩散机理6注浆设计注浆技术培训——注浆设计（1）注浆设计的核心是:定参数、找盲区。（2）设计时的技巧：①五条线（开挖轮廓线、初支轮廓线、终孔线、环向加固范围线、补孔线），三个面（掌子面、终孔面、补孔面），一个圆（扩散圈。扩散半径取值应注意合理，不应取大值；注浆设计一定要画终孔交圈图）。②用足空间，关键孔放在周边；③前面讲过的五个原则。下中上368866ⅣⅢⅡⅠⅣ30015002300ⅡⅢⅠ+470+478+490+460+458+45580011243003500加固范围止浆墙钻机台架注浆技术培训——注浆设计121086421317151416182022243331272832373938353629263034131197519212325ACB终孔交圈图掌子面孔位布置图yx12,314,154,56,716,1718,19268,927,2820,2129,3022,23,35,3610,1131,3212,13,24,25,33,34,37,38,39CA,B注浆孔纵剖面图①均匀布孔原则广州地铁杨体区间注浆布孔圆梁山隧道注浆布孔注浆技术培训——注浆设计采取矩形布孔方式进行注浆孔布设，注浆设计不合理，注浆交圈部分过大，容易出现注浆的薄弱环节。②梅花型布孔原则注浆技术培训——注浆设计广州地铁杨-体区间靠近拓业大厦一侧，由于地下管线影响，在进行地表注浆设计时采取一排注浆孔。由于注浆施工效果也具有一定的偶然性，隧道开挖施工时，在个别注浆相对薄弱的环节数次出现了涌水、涌砂现象，给隧道的安全施工带来了威胁，因此，无论何种情况，在重要隧道工程中，在隧道开挖轮廓线外应布设两排或两圈以上注浆孔，以防止因个别注浆孔注浆效果不好对隧道的安全施工带来影响。③两圈孔原则121086421317151416182022243331272832373938353629263034131197519212325ACB终孔交圈图掌子面孔位布置图yx注浆技术培训——注浆设计深圳地铁一号线益田站帷幕注浆设计中，在局部地段进行了两排孔的注浆设计与试验，试验结果表明，两排孔注浆很容易引起地表隆起，严重地影响着周围注浆孔的正常注浆，并且开挖也揭示注浆效果会受到很大的影响。因此，在重要基坑工程中，当采取帷幕注浆时，宜采取三排孔以上的注浆设计，两排或一排孔的帷幕注浆设计是不可靠的。④三排孔原则注浆技术培训——注浆设计圆梁山隧道2#充填粉细砂层溶洞注浆设计圆梁山隧道1#充填淤泥溶洞注浆设计⑤方便施工原则30个孔以下，环形布孔；30个孔以上，排列布孔。注浆技术培训——注浆设计7注浆材料注浆技术培训——注浆材料注浆材料是注浆成败的基础。“巧妇难为无米之炊”，如果注浆材料选择的不适宜，那就注定了注浆后施工过程中多灾多难，事故不断。因此，在注浆材料选择方面一定要慎之又慎。目前国内外常用的注浆材料有：混凝土、水泥砂浆、改性水玻璃单液浆、普通水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆、超细水泥单液浆、超细水泥-水玻璃双液浆、HSC单液浆、TGRM单液浆、环氧树酯、聚氨酯等。注浆技术培训——注浆材料①改性水玻璃单液浆适用条件：该浆液适用于无水或潮湿的粉细砂层。配制：采用20%的稀硫和20Be′的水玻璃配制。凝胶时间：空气中为12h；砂中为5～l0min。固砂体抗压强度：1d抗压强度0.825MPa。可注性：采用0.2、0.3MPa注浆压力，分别用l0、6min，浆液可渗透46cm。注浆技术培训——注浆材料②环氧树酯、聚氨酯：化学注浆材料，适用于裂隙水堵漏，有一定的化学污染，造价较高，不大量采用。杭州解放路采用聚氨酯进行裂隙水堵漏注浆技术培训——注浆材料③普通水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆、超细水泥单液浆、超细水泥-水玻璃双液浆、TGRM浆、HSC浆：这是目前地下工程大量采用的六种注浆材料，均为水泥基注浆材料。其基本性能如下表。注浆技术培训——注浆材料注浆材料评价表Evaluateofthegroutingmaterial名称优点缺点C浆①凝胶时间长，局部孔隙较大位置，扩散范围大。②固结体强度高。③单价低。①凝胶时间长，易受地下水稀释影响。②颗粒粗，在粉细砂层中注浆扩散能力受到影响。MC浆①凝胶时间长，颗粒细，在粉细砂层中有较好的可注性。②固结体强度高。①凝胶时间长，易受地下水稀释影响。②单价较高。T浆和HSC浆①具有较好的抗分散性，能有效地控制注浆区域。②固结体强度高。①粘度大，影响注浆扩散范围。②单价高。C-S浆①凝胶时间可控，可以达到控域注浆目的。②单价低。①在粉细砂层中可注性差。②抗压、抗剪强度低