组合注浆技术的研究与应用探讨

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1、组合注浆技术的研究与应用探讨　　摘要：本文对注浆工法的发展历史、材料发展过程、理论分析等方式，研究了施工工艺对隧道富水区的影响。针对隧道高压富水地段的注浆技术进行了研究，研究的重点放在组合注浆的材料发展过程与选择、注浆机理、施工方案的选择、施工设备、质量检测等，提出了组合注浆的设计和确定注浆技术参数的方法。　　关键词：高压水；隧道；注浆机理；质量检测；组合注浆技术　　一、问题的提出　　铁路隧道的修建与日俱增，确保安全较为有效的办法之一就是围岩注浆加固。注浆法是将浆液注入到岩土的孔隙、裂隙或空洞中，浆液经扩散、凝固、硬

2、化以减小岩土的渗透性，增加其强度和稳定性，达到岩土加固和堵水的目的。其优点：（1）设备少，工艺简单；（2）能形成永久性封水帷幕，可改善支护工作条件；（3）在裂隙含水岩层及浅薄砂层中均可用来堵水与加固，并可用于处理断层破碎带；（4）可作为钻井法、沉井法施工时固结井壁和封堵刃脚的工艺措施[4、5]。　　二、注浆工法及材料发展过程　　注浆技术在工程建设中应用广泛。它既可用于进行预注浆的“打干井”6施工，又可对土层进行堵水、加固。在大裂隙、破碎带和大溶洞等复杂地层均可采用注浆法。注浆技术的应用范围仍在扩大[1][2]。可以认

3、为对所有地下工程、它都是一种有效的施工技术，在国际上应用十分广。在地铁、高深基坑工程应用也较广泛。如从石灰和粘土、水泥、发展到水泥-水玻璃、各种化学注浆材料、超细水泥等。基本上可以分为单液水泥浆、粘土水泥浆、水泥-水玻璃浆、无水泥熟料的绿色注浆材料三大类。　　三、注浆技术在工程中的应用　　1、房屋建筑工程地基处理与基础的加固；　　2、水利水电工程中的坝基止水加固；　　3、港口码头地基基础加固与处理；　　4、桥梁地基、高速公路路基、铁路路基的加固与处理；　　5、隧道工程中的应用：隧道施工中塌体的注浆加固、辅助工法的注浆

4、加固，如小导管，大管棚的注浆加固等。　　四、注浆作用机理　　1、渗透注浆理论　　渗透灌浆适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石，代表性的渗透灌浆理有：袖套管法理论、柱形扩散理论和球形扩散理论。渗透灌浆是指在压力作用下使浆液渗入地层中的裂缝中，排挤出孔隙中存在的空隙体积，而地基土层结构基本不受扰动。　　2、压密注浆理论　　压密灌浆是指通过钻孔在土中灌入极浓的浆压，在注浆点使土体压密，在注浆管端部附近形成“浆泡”，。6当浆泡的直径较小时，灌浆压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动

5、。压密灌浆常用于中砂地基，粘土地基中若有适宜的排水条件也可采用。如遇排水困难而可能在土体中引起高孔隙水压力时，这就必须采用很低的注浆速率。压密灌浆可用于非饱和的土体，以调整不均匀沉降进行托换技术，以及在大开挖或隧道开挖时对邻近土进行加固　　3、裂注浆理论　　劈裂灌浆是指在压力作用下，向钻孔泵送不同类型的流体，使得土体或岩体以某一方向开裂，高压浆液随之灌入，以达到加固土体或岩体的效果。　　5、高压喷射注浆　　高压喷射注浆法是60年代后期创始于日本，它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液从

6、喷嘴中喷射出来，同时缓慢向上提升，将浆液与土粒搅拌均匀，以至于在土中形成一个固结体。根据固结体的形状和喷射流移动方向分为旋转喷射（简称旋喷）、定向喷射（简称定喷）和摆动喷射（简称摆喷）三种型式。加固地基的机理为（一）高压喷射流对土体的破坏作用（二）水（浆）、气同轴喷射流对土的破坏作用（三）水泥与土的固结机理　　五、注浆方案的选择　　注浆是堵水和加固围岩的基本方法，能否选取恰当的注浆方案是至关重要的。工程地质勘探数据、超前地质预报成果、涌水量大小和以往类似工程经验等等是方案选择的重要指标。　　1、超前预注浆的选择　　1

7、）超前地质预报　　当超前地质预报成果显示工作面前方有不良地质时，应进行超前预注浆。根据现有的地勘数据显示，在地质条件复杂的地段，尤其要提前预防。6　　2）掌子面涌水量观测　　用直接测试和钻孔预测掌子面涌水量和初期支护表面渗漏量。　　（1）超前探孔涌水量标准　　（2）掌子面总的涌水量标准　　3）其它条件　　当隧道开挖线上方有重要建筑物或者隧道开挖后容易有较大沉降时，应进行超前预注浆，以保证隧道上方的建筑物不受损害和隧道能在安全范围内沉降。　　六、注浆机械的确定　　钻孔机械、注浆泵、搅拌机和止浆塞等组成钻孔注浆设备，工程

8、钻孔机械根据土层或岩层情况，决定工程勘察机械的品种及钻孔深度。注浆泵按其结构形可分为偏心螺杆泵，柱塞泵，活塞泵。按其它分类有单液与双液，机械式与液压式，低压式与中高压式等。搅拌机、止浆塞。　　七、小导管超前预注浆设计及工艺　　（1）小导管：一般采用φ30～φ50mm的焊接钢管或无缝钢管制作，长度3～5m。　　（2）水泥：宜采用32.5级以上的硅