小导管预注浆技术

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时间:2018-01-25

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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%。 

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