小导管预注浆技术

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1、小导管预注浆技术小导管预注浆技术杨　刚　于海营　寇俊峰摘　要　在围岩自稳能力差或无自稳能力地层中开挖隧道及地下工程，提出了预注浆机理与分类、参数选择、材料选择与配比等关键问题进行了综述，展示了注浆在工程中应用的广阔前景。关键词　小导管预注浆　注浆参数　注浆材料　配比SmallDuctPre-groutingConstructionTechniquesYangGang(ShenyangArchitecturalandCivilEngineeringInstitute，Shenyang，110015)YuHaiying，Kou

2、Junfeng(TunnellingCompany,LiaoningBGMR，Chaoyang，122000)Abstract　Thispaperdiscussesmechanismandclassification,parameterselection,materialselectionandmixtureratioofpre-groutingduringtunnellinginlessornoself-stablesurroundingrockandpresentstheapplicationprospectofgro

3、utinginengineering.Keywords　smallductpre-grouting,groutingparameter,groutingmaterial,mixtureratio　　小导管预注浆是沿开挖隧道或地下工程外轮廓线，以一定角度打入(或钻孔后装入)管壁带孔的小导管，并以一定的压力向管内压注浆液的施工措施。它既能将洞(室)周围岩(土)体预加固，又能起超前预支护作用。适用于自稳时间很短或无自稳能力的砂层、砂卵(砾)石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋和处理塌方等地段。小导管预注浆施工简单，且注浆时间短，达到加

4、固、防渗、堵漏的目的，所以广为利用。　　现将辽宁地矿井巷建筑工程公司于1997年底，在沈阳市方形广场地下过街电缆通道施工中，用超前小导管预注浆法，成功地通过了50m含水粗砂地层的实践及收集到的有关注浆法典型实例浅析综述如下。1　注浆机理与注浆分类　　注浆机理是进行注浆设计的基础与依据，只有基本弄清了属于什么机理类别的注浆，方能正确进行注浆设计与施工。隧道及地下工程注浆，一般是指化学注浆，按注浆机理划分注浆类型有：充填注浆，适用于断层破碎带、砾石层、坍塌冒顶地段；渗透注浆，适用于砂层、砂砾石层；层间注浆，适用于板岩及岩层裂缝

5、；压密注浆，适用于土壤、淤泥；劈裂注浆，适用于粘土层、断层泥及沉积岩层间；旋喷注浆，适用于土层及严重风化岩层。施工常用的是充填注浆和渗透注浆。2　注浆设计与注浆参数　　小导管预注浆设计可根据地质情况、设备能力、施工条件等，参照下列要求进行。　　(1)小导管外径可根据钻孔直径选择，一般选用φ42～50mm钢管，长度3～5m，外插角10°～30°，管壁每隔10～20cm交错钻眼，眼径6～8mm。　　(2)导管纵向两组间应有≮100cm的水平搭接长度，环向间距20～50cm。　　(3)注浆压力是使浆液扩散、充塞、压实所需的压力。

6、其选用原则是在不破坏岩层结构的条件下，有效地将浆液压入岩层中，满足设计需要，达到注浆目的。根据实践，一般为0.5～1.0MPa。　　(4)注浆量：单根导管注浆量Q1可按下式估算：式中：Rk浆液扩散半径；L导管长度；η岩体孔隙率。　　(5)浆液扩散半径可根据管密度确定，考虑注浆范围相互重叠的原则，扩散半径可按下式计算：Rk=(0.6～0.7)L0式中：L0导管间中心距。　　(6)注浆工艺流程见图1。图1　注浆工艺流程3　注浆材料选择与配比　　注浆材料应根据岩性、地质构造及水文地质条件等进行选择。浆材品种很多，选择原则是：浆液

7、浓度低、胶凝固结强度高、胶凝时间可调节、稳定性好、操作方便、价格低、不污染环境等。3.1　注浆材料选择　　(1)断层破碎带和砂卵石地层，加固或堵水注浆宜选用水泥浆液和水泥水玻璃浆液。　　(2)断层泥地带，宜选用水玻璃。　　(3)中、细粉砂层及细小裂缝岩层、断层泥堵水注浆，宜选用渗透性好、低毒及遇水膨胀的化学浆液。　　(4)坍塌地段或断层破碎带空隙大时，宜选用水泥浆液或粘土固化浆液。3.2　材料、配比对凝胶时间及强度的影响　　(1)水泥品种对凝胶时间的影响：水灰比相同时，矿渣硅酸盐水泥凝胶时间较长，普通硅酸盐水泥次之，早强水

8、泥最短。　　(2)水泥浆浓度对凝胶时间的影响：随着水泥浆浓度的增加(水灰比减小)，水泥和水玻璃之间反应加快，凝胶时间缩短。　　(3)水泥浆与水玻璃体积比对凝胶时间的影响：随着水玻璃用量减少，凝胶时间缩短。　　(4)缓凝剂掺量：加缓凝剂的浆液对结石体的强度有明显不良影响，因此掺量不能超过水泥质量的2%。