第二章： 注浆法施工.doc

第二章： 注浆法施工 §1、概述 注浆技术是矿山建设中凿井、治水的主要方法之一，也是地下工程中地层改良的重要手段。注浆法是将浆液注入刀岩土的空隙，裂隙或空洞中，浆液经扩散，凝固，硬化以减少岩土的渗透性，增加其强度和稳定性，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，稳定性增强，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来的性能。 一、注浆分类 分类方法很多，可按注浆时间，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先后时间次序分类： 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 （施工地点不同） 后注浆 壁后注浆 治水措施 （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 1、国外：1882年南非首次应用工作面预注浆开凿井筒 1885年德国又成功地采用地面预注浆开凿井筒 1925年荷兰采用水玻璃浆液注浆，开始了化学注浆的历史。 注浆法在英、法、南非、美、加拿大、德国及苏联应用广泛。60～70年代，英国有80％煤矿井筒采用注浆技术，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％。 2、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首次采用工作面注浆，58年峰峰薛村矿主井副井采用地面预注浆。 目前，注浆技术在矿山中应用及其广泛，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，加快凿井速度，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，可以说，对所有地下工程都可采用注浆技术。 §2、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，因为它直接影响注浆工艺过程，注浆效果及注浆工程的成本和工期。 一、注浆材料分类 1、对理想注浆材料的要求 ①粘度低，流动性好，可注性好。 ②具有可调节控制的凝固时间 ③结石率高，强度大，抗渗透性好。 ④稳定性好 ⑤价格低，来源丰富，不污染环境，对人体无害。 2、注浆材料分类： 单液水泥浆 水泥水玻璃双浆液 水泥浆液 无机类 水泥粘土浆 水玻璃类 丙烯酰胺类 有机类 铬木素类 化学浆液 聚氨脂类 脲醛树脂类 二、注浆材料的主要性能 粘度、渗透能力、凝固时间，渗透系数、抗压强度 1、粘度 浆液流动时，液体分子间相互作用而产生阻碍运动的内摩擦力，粘度大小影响浆液扩散半径、注浆压力和浆液流量等。 ↑ R↓ ρ↑ Q↓ 要求：浆液粘度具有可调节性，通常有两种类型：曲线 Ⅰ，曲线Ⅱ 单液水泥浆 15～140s 常用浆液粘度： 水泥－水玻璃 15～140s 水玻璃类 （3～4）×10－3Pa·s 化学类 （1.2～几百）×10－3Pa·s 2、渗透性——注入岩层的难易程度的指标，通常用浆液可能注入砂层的最大粒径来表示，mm。 单液水泥浆 1.1 mm 水泥——水玻璃1.0 mm 化学类0.01～0.1 mm 3、凝胶时间——参加反应的全部成分，从混合时起，直到凝胶发生，浆液不再流动为止的一段时间。h .min 要求：能随意调节，并能准确控制。 单液水泥浆 6～15 h 水泥水玻璃 十几秒～几十分钟 化学类 瞬间～几十分钟 4、渗透系数——浆液固化后，结石体抗渗性强弱的指标，cm/s 单液水泥浆 10－1～10－3 cm/s 水泥水玻璃 10－2～10－3 cm/s 化学类 10－2～10－6 cm/s 5、抗压强度——浆液固化后，结石体的极限抗压强度，Mpa 单液水泥浆 10～25 Mpa 水泥水玻璃 5～20 Mpa 化学类 0.4～10 Mpa 三、几种主要浆液 1、单液水泥浆——以水泥为主要成分，添加一定量外加剂，用水调制而成，用单液方式注入的浆液。 水泥——普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，32.5级、42.5级 成分