超前注浆加固讲义剖析.ppt

地下工程注浆技术概述 注浆法的概念 注浆法的实质是用气压、液压或电化学原理，把某些能固化的浆液注入各种介质的裂隙和空隙，以改善地基的物理学性质，也即注浆法系将具有凝结能力的浆液注入地层或隧道围岩中以填充、渗透、压密等方式挤走土颗粒间或岩石裂隙中的水分，待浆液凝结后，使隧道围岩或土形成一个抗渗性能良好、强度较高的整体，以达到堵水加固围岩或土体的目的。 一、注浆的功能与用途 1.1、注浆功能 （1）防渗堵水：主要是指防止水在微细裂隙中的渗透。 （2）加固补修：通过注浆对地基进行加固，防止地表下沉和建筑物变形，并且通过注浆对边坡的加固防止滑坡。 1.2、注浆用途（主要介绍在隧道工程中的应用） （1）矿山法隧道在掘进中，对富水地段、软弱地层、破碎岩层注浆，进行堵水和加固。 （2）防止地表沉降的隧道拱顶的回填注浆。 （3）隧道的地层结合技术中形成止水保护套。 （4）盾构法隧道施工中控制沉降的同步注浆及二次补偿注浆。 可以说，在现在隧道和地下工程施工中，注浆是修建隧道与地下工程的一项必备辅助工法。 2.1、注浆材料的要求 （1）浆液黏度低、流动性好，能注入岩层细小裂隙或粉细砂层。 （2）浆液稳定性好，能在预定时间内凝固，结石体透水性低，具有一定的抗压、抗拉强度，尤其希望结石体早期抗压、抗拉强度高，有较好的抗老化性能。 （3）材料来源广，价格适中，配置及操作简便。 （4）不污染环境及对操作人员无损害。 2.2、注浆材料的分类 注浆工程中使用的浆液由主剂（主要原材料）、溶剂（水或其他溶剂）及各种外加剂（固化剂、凝胶剂及缓凝剂、速凝剂等）按一定比例混合配置而成的液体。 2.2.1、非化学浆液 （1）普通水泥浆液 （2）水泥黏土浆液和水泥膨润土浆液 （3）超细水泥 （4）特种水泥-硫铝酸盐（TGRM)水泥注浆材料 2.2.2、化学浆液 （1）水玻璃类浆液 （2）水泥-水玻璃浆液（2者皆可） （3）溶液型水玻璃浆液等等 由于本工程涉及的浆液主要为水泥-水玻璃浆液（C-S)及超细水泥-水玻璃浆液（MC-S），故重点介绍这两种浆液。 2.3、水泥-水玻璃浆液 水泥-水玻璃浆液在胶凝时间的控制、对较细砂层的可注性及结石率方面，比水泥浆有所改善。 （1）水泥-水玻璃浆液的固结原理 水泥的主要成分为硅酸三钙3CaO·Sio2、硅酸二钙2CaO·Sio2、铝酸三钙3Cao·Al2O3和铝酸铁钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。浆液胶凝反应式为： Ca(OH)2+Na2O·mH2o+nH2O→CaO·mH2O·nH2O↓+2NaOH （2）水泥-水玻璃浆液的配比 水泥-水玻璃浆液的配合比要根据岩层裂隙大小、渗透系数大小、钻孔涌水量或吸水量确定。 （3）水泥-水玻璃浆液性能 水泥-水玻璃浆液的黏度、凝胶时间和结石强度关系到注浆的质量。水泥浆的水灰比、水泥浆液浓度和水玻璃浆液浓度、水泥-水玻璃浆液的体积比以及水泥的质量、龄期和浆液的温度等，对浆液的黏度、凝胶时间和结石体的强度有影响。 水泥-水玻璃浆液的凝固时间可以从几秒钟到几十分钟，掌握控制凝胶时间，是施工中的一个重要环节。 水泥-水玻璃的凝胶时间主要取决于水泥的用量，与水玻璃的用量关系不大。在其他条件相同时，水泥浆与水玻璃浆的体积比越大，浆液凝胶时间越短。 注浆时，改变水泥浆与水玻璃浆的配合比可以调整凝胶时间。但是，水玻璃浆的用量不得小于水泥浆的0.3倍，否则混合浆液早期强度低，易被地下水冲走；同时由于浆液凝胶时间过短，易造成堵孔事故。冬施期间，需将水玻璃浆加温以及用热水拌合水泥浆，来提高浆液的温度（温度对CS浆液凝胶时间有较明显的影响）。 本工程主要应用注浆材料为超细水泥，超细水泥分为MC超细干磨水泥和WMC超细湿磨水泥，他们具有超细的颗粒直径，平均粒径3~4μm，最大约为10μm。 MC主要性能： （1）稳定性好，具有较强的分散性，能抗离析和沉淀。 （2）凝结时间随水灰比的增大而变长，在浆液中加入水玻璃时，凝结时间缩短。 （3）可注性远高于普通水泥。 （4）固结体的强度高。 WMC主要性能： （1）现场湿磨，虽然它不能达到超细水泥灌注细砂土的非凡能力，但阻水性能良好。 （2）流动性好，稳定性好。 （3）无毒，不污染环境。 （4）固化速度快，结石体强度高。7d可达45Mpa。 （5）价格比超细水泥便宜。 三、注浆机理 四、注浆工艺 五、注浆机械设备 六、注浆技术参数 七、注浆常见问题 八、注浆设备及现场图片 工艺流程图 (3)、注浆流程 注浆前先封闭半个掌子面，范围为掌子面为粘土、粉质粘土范围。掌子面封堵厚度为0.3米，作为止浆墙，止浆墙采用挂网喷射混凝土，网片为φ6.