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1、12.12.注浆法施工技术注浆法施工技术注浆的功能很多，经过科技技术人员的不断努力，注浆技术已渗透地注浆的功能很多，经过科技技术人员的不断努力，注浆技术已渗透地下工程的各个角落。目前，注浆技术已能较好地解决以下问题。下工程的各个角落。目前，注浆技术已能较好地解决以下问题。基础加固基础加固 注浆堵水注浆堵水 回填防沉回填防沉 竖井下沉控制竖井下沉控制 房屋下沉控制房屋下沉控制 桥台沉降控制桥台沉降控制 滑坡防治滑坡防治 变形控制变形控制 坍方处理坍方处理 基坑截水帷幕基坑截水帷幕 TBMTBM软岩加固支护软岩加固支护 渗漏水治理渗漏水治理 大坝防渗大坝防渗 瓦斯防溢瓦斯防溢 古树木保护古树木保护
2、 砼结构裂缝整治砼结构裂缝整治 路面整治路面整治 工程抢险工程抢险 12.1 12.1 基本原理基本原理基本原理基本原理(1)(1)基础加固基础加固宜万线某隧道溶洞基底宜万线某隧道溶洞基底淤泥质地层淤泥质地层基底采取钢管桩基底采取钢管桩注浆加固注浆加固(2)(2)注浆堵水注浆堵水宜万线某隧道溶洞宜万线某隧道溶洞涌水涌水采取全断面超前预采取全断面超前预注浆进行注浆堵水注浆进行注浆堵水(2)(2)注浆堵水注浆堵水宜万线齐岳山隧道宜万线齐岳山隧道DK362+060DK362+060涌水涌水采取全断面超前预采取全断面超前预注浆进行注浆堵水注浆进行注浆堵水(3)(3)回填防沉回填防沉浅埋暗挖工程采取对拱
3、浅埋暗挖工程采取对拱顶回填注浆孔进行回填顶回填注浆孔进行回填注浆控制地表下沉注浆控制地表下沉盾构工程采取对预留盾构工程采取对预留回填注浆孔进行回填回填注浆孔进行回填注浆防止地表下沉注浆防止地表下沉(4)(4)竖井下沉控制竖井下沉控制某竖井工程穿越淤泥质地某竖井工程穿越淤泥质地层时竖井下沉后采取注浆层时竖井下沉后采取注浆技术进行下沉控制技术进行下沉控制(5)(5)桥台控沉桥台控沉某大桥桥台基础为软土地基，施工后桥台某大桥桥台基础为软土地基，施工后桥台下沉，采取注浆加固控制桥台下沉下沉，采取注浆加固控制桥台下沉(6)(6)滑坡防治滑坡防治宜万线堡镇隧道进口洞口上方滑坍采取垂直注浆加固宜万线堡镇隧道
4、进口洞口上方滑坍采取垂直注浆加固(7)(7)变形控制变形控制宜万线王家岭隧道大变形宜万线王家岭隧道大变形段采取径向注浆加固段采取径向注浆加固(8)(8)截水帷幕截水帷幕广州地铁二号线越秀公园站广州地铁二号线越秀公园站北基坑垂直注浆截水帷幕北基坑垂直注浆截水帷幕(9)TBM(9)TBM软岩地层超前加固支护软岩地层超前加固支护TBMTBM在磨沟岭软岩隧道施工中在磨沟岭软岩隧道施工中采取超前注浆进行加固支护采取超前注浆进行加固支护(10)(10)渗漏水治理渗漏水治理某火车站人行通道工程采取化某火车站人行通道工程采取化学注浆材料进行渗漏水治理学注浆材料进行渗漏水治理(11)(11)古树木保护古树木保护
5、杭州解放路工程穿越古树木地段采取超前杭州解放路工程穿越古树木地段采取超前299299大大管棚、全断面超前注浆，采用超细水泥，对古树管棚、全断面超前注浆，采用超细水泥，对古树木进行保护。木进行保护。注浆法分类：注浆法分类：注浆法的分类方法很多，通常下列几种注浆法的分类方法很多，通常下列几种:(1)按注浆材料种类分为水泥注浆、粘土注浆和化学按注浆材料种类分为水泥注浆、粘土注浆和化学注浆；注浆；(2)按注浆施工时间不同分为预注浆和后注浆；按注浆施工时间不同分为预注浆和后注浆；(3)按注浆对象不同分为岩层注浆和表土层注浆；按注浆对象不同分为岩层注浆和表土层注浆；(4)按注浆工艺流程分为单液注浆和双液注
6、浆；按注浆工艺流程分为单液注浆和双液注浆；(5)技注浆目的分为堵水注浆和加固注浆；技注浆目的分为堵水注浆和加固注浆；(6)按作用机理分为充塞注浆、渗透注浆和挤压注浆。按作用机理分为充塞注浆、渗透注浆和挤压注浆。注浆施工时，浆液在地层中的作用方式主要表现为四种：注浆施工时，浆液在地层中的作用方式主要表现为四种：注浆施工时，浆液在地层中的作用方式主要表现为四种：注浆施工时，浆液在地层中的作用方式主要表现为四种：渗透扩散渗透扩散渗透扩散渗透扩散 劈裂扩散劈裂扩散劈裂扩散劈裂扩散 裂隙填充裂隙填充裂隙填充裂隙填充 挤压填充挤压填充挤压填充挤压填充 渗透渗透扩扩散散 劈裂劈裂扩扩散散 裂隙填充裂隙填充
7、挤压挤压填充填充 浆浆液在地液在地层层中中扩扩散机理模式散机理模式图图浆液扩散原理浆液扩散原理 渗透扩散渗透扩散(广州地铁一号线某区间中粗砂广州地铁一号线某区间中粗砂层采用超细水泥层采用超细水泥-水玻璃双液浆水玻璃双液浆注浆施工注浆固结体图片注浆施工注浆固结体图片)在中粗砂层、砂砾石层、砂卵石层中采用超细型注浆材料；在干的或潮在中粗砂层、砂砾石层、砂卵石层中采用超细型注浆材料；在干的或潮在中粗砂层、砂砾石层、砂卵石层中采用超细型注浆材料；在干的或潮在中粗砂层、砂砾石层、砂卵石层中采用超细型注浆材料；在干的或潮湿的粉细砂层中采用改性水玻璃进行注浆施工，如果扩散半径选取的不大，湿的粉细砂层中采用改
8、性水玻璃进行注浆施工，如果扩散半径选取的不大，湿的粉细砂层中采用改性水玻璃进行注浆施工，如果扩散半径选取的不大，湿的粉细砂层中采用改性水玻璃进行注浆施工，如果扩散半径选取的不大，注浆压力选取的不高时，浆液在地层中一般表现为渗透扩散。否则，会产注浆压力选取的不高时，浆液在地层中一般表现为渗透扩散。否则，会产注浆压力选取的不高时，浆液在地层中一般表现为渗透扩散。否则，会产注浆压力选取的不高时，浆液在地层中一般表现为渗透扩散。否则，会产生劈裂扩散，甚至挤压充填。生劈裂扩散，甚至挤压充填。生劈裂扩散，甚至挤压充填。生劈裂扩散，甚至挤压充填。在中细砂层、粉细砂层、在中细砂层、粉细砂层、在中细砂层、粉细砂
9、层、在中细砂层、粉细砂层、淤泥质粘土层、粉质粘土层淤泥质粘土层、粉质粘土层淤泥质粘土层、粉质粘土层淤泥质粘土层、粉质粘土层中，由于地层颗粒细，因而中，由于地层颗粒细，因而中，由于地层颗粒细，因而中，由于地层颗粒细，因而产生渗透扩散难度较大，注产生渗透扩散难度较大，注产生渗透扩散难度较大，注产生渗透扩散难度较大，注浆材料在该类地层中一般表浆材料在该类地层中一般表浆材料在该类地层中一般表浆材料在该类地层中一般表现为劈裂扩散，对于不同细现为劈裂扩散，对于不同细现为劈裂扩散，对于不同细现为劈裂扩散，对于不同细度的注浆材料在地层中注浆度的注浆材料在地层中注浆度的注浆材料在地层中注浆度的注浆材料在地层中注
10、浆将会产生不同厚度的劈裂浆将会产生不同厚度的劈裂浆将会产生不同厚度的劈裂浆将会产生不同厚度的劈裂浆脉。脉。脉。脉。劈裂扩散劈裂扩散1(广州地铁一号线某区间中细砂层采用广州地铁一号线某区间中细砂层采用超细水泥超细水泥-水玻璃双液浆、普通水泥水玻璃双液浆、普通水泥-水水玻璃双液浆共混材料注浆施工注浆固结玻璃双液浆共混材料注浆施工注浆固结体图片体图片)劈裂扩散劈裂扩散2 2(渝怀线圆梁山隧道渝怀线圆梁山隧道1#1#溶洞淤泥质溶洞淤泥质地层采用普通水泥地层采用普通水泥-水玻璃双液浆水玻璃双液浆注浆施工注浆固结体图片注浆施工注浆固结体图片)劈裂扩散劈裂扩散3 3(渝怀线圆梁山隧道渝怀线圆梁山隧道2#2#
11、溶洞高压动水粉细砂溶洞高压动水粉细砂层中采用层中采用C C浆、浆、C-SC-S浆、浆、MCMC浆、浆、MC-SMC-S浆、浆、TGRMTGRM浆、浆、HSCHSC浆共混材料进行注浆施工时注浆共混材料进行注浆施工时注浆固结体图片浆固结体图片)在残积层、岩石断层破碎在残积层、岩石断层破碎在残积层、岩石断层破碎在残积层、岩石断层破碎带进行注浆施工时，一般当带进行注浆施工时，一般当带进行注浆施工时，一般当带进行注浆施工时，一般当注浆材料粒径能满足小于裂注浆材料粒径能满足小于裂注浆材料粒径能满足小于裂注浆材料粒径能满足小于裂隙宽度的隙宽度的隙宽度的隙宽度的1/31/31/51/5时，均能时，均能时，均能
12、时，均能产生裂隙填充。根据施工经产生裂隙填充。根据施工经产生裂隙填充。根据施工经产生裂隙填充。根据施工经验，在这种地层中，一般采验，在这种地层中，一般采验，在这种地层中，一般采验，在这种地层中，一般采用普通水泥浆、普通水泥用普通水泥浆、普通水泥用普通水泥浆、普通水泥用普通水泥浆、普通水泥-水玻璃双液浆基本能满足裂水玻璃双液浆基本能满足裂水玻璃双液浆基本能满足裂水玻璃双液浆基本能满足裂隙填充的要求。隙填充的要求。隙填充的要求。隙填充的要求。裂隙填充裂隙填充1(广州地铁二号线越秀公园站北基坑采用普通广州地铁二号线越秀公园站北基坑采用普通水泥水泥-水玻璃双液浆注浆施工注浆加固体图片水玻璃双液浆注浆施
13、工注浆加固体图片)裂隙填充裂隙填充2(宜万线齐岳山隧道宜万线齐岳山隧道DK362+060DK362+060富水富水溶槽采用普通水泥单液浆、普通水溶槽采用普通水泥单液浆、普通水泥泥-水玻璃双液浆共混材料注浆施工水玻璃双液浆共混材料注浆施工注浆加固体图片注浆加固体图片)挤压填充挤压填充(渝怀线圆梁山隧道渝怀线圆梁山隧道2#溶溶洞粉细砂层中局部空洞采洞粉细砂层中局部空洞采用普通水泥单液浆挤压填用普通水泥单液浆挤压填充固结体图片充固结体图片)渗透扩散渗透扩散渗透扩散渗透扩散 (砂质地层砂质地层砂质地层砂质地层)裂隙填充裂隙填充裂隙填充裂隙填充 (断层破碎带断层破碎带断层破碎带断层破碎带)理想的注浆理想
14、的注浆理想的注浆理想的注浆劈裂扩散劈裂扩散劈裂扩散劈裂扩散最易发生的注浆最易发生的注浆最易发生的注浆最易发生的注浆(尽量产生最细的劈裂浆脉尽量产生最细的劈裂浆脉尽量产生最细的劈裂浆脉尽量产生最细的劈裂浆脉)挤压填充挤压填充挤压填充挤压填充不宜发生的注浆不宜发生的注浆不宜发生的注浆不宜发生的注浆12.1.2 注浆作用机理注浆作用机理无黏性土地层加固：注浆材料通过渗透、劈裂将地层孔隙充填、无黏性土地层加固：注浆材料通过渗透、劈裂将地层孔隙充填、胶结；元素离子交换，增加地层黏聚力。可从地层强度增长的胶结；元素离子交换，增加地层黏聚力。可从地层强度增长的角度解释角度解释黏性固结地层加固：浆液克服地层初
15、始应力和抗拉强度，进入黏性固结地层加固：浆液克服地层初始应力和抗拉强度，进入劈裂的地层形成脉状固结体，该固结体与挤密的地层和未受影劈裂的地层形成脉状固结体，该固结体与挤密的地层和未受影响的原地层组成复合地基响的原地层组成复合地基围岩劈裂加固：围岩经开挖，将出现破裂区、塑性区、弹性区围岩劈裂加固：围岩经开挖，将出现破裂区、塑性区、弹性区的应力重分布，钻注浆孔再次重分布，劈裂注浆将产生新的裂的应力重分布，钻注浆孔再次重分布，劈裂注浆将产生新的裂隙和导致原裂隙扩展，并使浆液充满，与围岩凝固胶结隙和导致原裂隙扩展，并使浆液充满，与围岩凝固胶结n加固机理加固机理围岩劈裂注浆过程围岩劈裂注浆过程浆液充填：
16、浆液充填：浆液充填注浆管、注浆孔和围岩较大裂隙浆液充填注浆管、注浆孔和围岩较大裂隙初次劈裂：初次劈裂：注浆压力上升，达到起裂压力时，在最小主应注浆压力上升，达到起裂压力时，在最小主应力面上发生劈裂，浆液压力迅速下降，流量增大力面上发生劈裂，浆液压力迅速下降，流量增大二次劈裂：二次劈裂：流量增加导致压力继续上升，流量逐渐减小，流量增加导致压力继续上升，流量逐渐减小，继而二次劈裂，压力大于初次劈裂继而二次劈裂，压力大于初次劈裂三次劈裂：三次劈裂：注浆压力更大注浆压力更大结束注浆：结束注浆：上升到规定压力上升到规定压力n堵水机理堵水机理注浆后，孔隙、裂隙被浆液填充，或者通过劈裂使地层密实度注浆后，孔
17、隙、裂隙被浆液填充，或者通过劈裂使地层密实度提高，从而降低了地层的渗透能力，起到注浆堵水作用提高，从而降低了地层的渗透能力，起到注浆堵水作用一、对注浆材料的一般要求一、对注浆材料的一般要求（1）浆液粘度低、流动性好、可注性好，能够进入细小隙缝和粉细砂层；）浆液粘度低、流动性好、可注性好，能够进入细小隙缝和粉细砂层；（2）浆液凝固时间能够在几秒至几小时内任意调节，并能准确地控制；）浆液凝固时间能够在几秒至几小时内任意调节，并能准确地控制；（3）浆液固化时，无收缩现象，固化后有一定粘结性，能牢固地与岩石、）浆液固化时，无收缩现象，固化后有一定粘结性，能牢固地与岩石、混凝土及砂子等粘结混凝土及砂子等
18、粘结。（4）浆液的稳定性好，常温、常压下较长时间存放不改变其基本性质，不）浆液的稳定性好，常温、常压下较长时间存放不改变其基本性质，不发生强烈的化学反应；发生强烈的化学反应；（5）浆液无毒、无臭，不污染环境，对人体无害，属非易燃、易爆物品；）浆液无毒、无臭，不污染环境，对人体无害，属非易燃、易爆物品；（6）结石体耐老化性能好，能长期耐酸、碱、盐、生物细菌等腐蚀，并且）结石体耐老化性能好，能长期耐酸、碱、盐、生物细菌等腐蚀，并且不受温度、湿度的影响；不受温度、湿度的影响；（7）浆液配制方便，操作容易）浆液配制方便，操作容易 掌握，原材料来源丰富，价格便宜，能够大掌握，原材料来源丰富，价格便宜，能
19、够大规模使用。规模使用。12.2 12.2 注浆材料及选择注浆材料及选择注浆材料及选择注浆材料及选择 注浆材料注浆材料二、浆液性质评价指标二、浆液性质评价指标浆液的主要性质包括：分散度、沉淀析水性、凝结性、热学性、收缩浆液的主要性质包括：分散度、沉淀析水性、凝结性、热学性、收缩性、结石强度、渗透性和耐久性。性、结石强度、渗透性和耐久性。n.分散度分散度它是影响可灌性的主要因素，一般分散度越高，可灌性就越好。它是影响可灌性的主要因素，一般分散度越高，可灌性就越好。分散度也将影响到浆液和灌浆结石的物理力学性质。n.沉淀析水性沉淀析水性n是指在浆液搅拌过程中，水泥颗粒处于分散和悬浮于水中的状态，但当
20、浆是指在浆液搅拌过程中，水泥颗粒处于分散和悬浮于水中的状态，但当浆液制成和停止搅拌时，除非浆液极为浓稠，否则水泥颗粒将在重力作用下液制成和停止搅拌时，除非浆液极为浓稠，否则水泥颗粒将在重力作用下沉淀，并使水向浆液顶端上升。析水性是影响注浆质量的有害因素。沉淀，并使水向浆液顶端上升。析水性是影响注浆质量的有害因素。.凝结性凝结性n浆液的凝结过程分为两个阶段：浆液的凝结过程分为两个阶段：A.浆液的流动性减少到不能泵送时的浆液的流动性减少到不能泵送时的初期阶段初期阶段；B.凝结后浆液随时间而逐渐凝结后浆液随时间而逐渐硬化的阶段硬化的阶段。研究表明，水泥浆的初凝时间。研究表明，水泥浆的初凝时间一般在一
21、般在24小时，粘土水泥浆更慢，所需时间更长。小时，粘土水泥浆更慢，所需时间更长。.浆液的热学性和收缩性浆液的热学性和收缩性.结石强度结石强度n影响结石强度的因素主要包括：浆液的起始水灰比、结石的孔隙率、影响结石强度的因素主要包括：浆液的起始水灰比、结石的孔隙率、水泥的品种及掺合料等，水泥的品种及掺合料等，其中以浆液浓度最为重要。其中以浆液浓度最为重要。n.渗透性渗透性n结石的渗透性也与浆液起始水灰比、水泥含量及养护龄期结石的渗透性也与浆液起始水灰比、水泥含量及养护龄期等一系列因素有关。不论纯水泥浆还是粘土水泥浆，其渗等一系列因素有关。不论纯水泥浆还是粘土水泥浆，其渗透性都很小。透性都很小。n.
22、耐久性耐久性n水泥结石在正常条件下是耐久的，但若灌浆体长期受水压水泥结石在正常条件下是耐久的，但若灌浆体长期受水压力作用，则可能使结石破坏。力作用，则可能使结石破坏。三、浆液材料分类及特性三、浆液材料分类及特性浆液材料分类方法很多，按浆液所处状态可分为真溶液、浆液材料分类方法很多，按浆液所处状态可分为真溶液、悬浮液和乳化液；按主剂性质可分为无机系和有机系悬浮液和乳化液；按主剂性质可分为无机系和有机系1.粒状浆材（悬液）粒状浆材（悬液）n粒状浆材粒状浆材是指由水泥、粘土、沥青以及它们的混合物制成的浆液。是指由水泥、粘土、沥青以及它们的混合物制成的浆液。n常用的粒状浆材是纯水泥浆、水泥粘土浆和水泥
23、砂浆，以上浆液又称常用的粒状浆材是纯水泥浆、水泥粘土浆和水泥砂浆，以上浆液又称水水泥基浆液泥基浆液，并可掺入各种外加剂，以改善浆液的性质。，并可掺入各种外加剂，以改善浆液的性质。n水泥基浆液水泥基浆液是以水泥浆为主的浆液。采用水泥灌浆可使土体形成高强度是以水泥浆为主的浆液。采用水泥灌浆可使土体形成高强度的固结体，应用最广的是普通硅酸盐水泥，在地下水无侵蚀性条件下经的固结体，应用最广的是普通硅酸盐水泥，在地下水无侵蚀性条件下经常使用。常使用。n这种浆液是一种悬浊液，取材容易，配方简单、价格便宜、不污染环境。这种浆液是一种悬浊液，取材容易，配方简单、价格便宜、不污染环境。n水泥浆的水灰比一般在水泥
24、浆的水灰比一般在0.62.0之间。常用的水灰比是之间。常用的水灰比是1：1。n为了调节水泥浆的性能，有时可加入速凝剂或缓凝剂等附加为了调节水泥浆的性能，有时可加入速凝剂或缓凝剂等附加剂。剂。n水玻璃和氯化钙就是常用的速凝剂，其用量为水泥重量的水玻璃和氯化钙就是常用的速凝剂，其用量为水泥重量的（12）；）；n常用的缓凝剂有木质素磺酸钙和酒石酸，其用量约为水泥重常用的缓凝剂有木质素磺酸钙和酒石酸，其用量约为水泥重量的（量的（0.20.5）。）。n水泥浆材属于悬浮液，主要问题是析水性大，稳定性差。水泥浆材属于悬浮液，主要问题是析水性大，稳定性差。水灰比越大，越突出。为了改善水泥浆液的性质，常掺入水灰
25、比越大，越突出。为了改善水泥浆液的性质，常掺入各种附加剂。各种附加剂。黏土类浆液：黏土作为主剂，比表面积大，雨水具有胶体化学特性。黏土类浆液：黏土作为主剂，比表面积大，雨水具有胶体化学特性。颗粒越细，浆液的稳定性越好，一般用于护壁或临时性的防护工程颗粒越细，浆液的稳定性越好，一般用于护壁或临时性的防护工程水泥黏土浆：黏土的分散性高，亲水性强，沉淀析水性较小。加入到水泥黏土浆：黏土的分散性高，亲水性强，沉淀析水性较小。加入到水泥浆中，兼有黏土浆和水泥浆的优点，成本低、流动性好、稳定性高、水泥浆中，兼有黏土浆和水泥浆的优点，成本低、流动性好、稳定性高、抗渗压和冲蚀能力强抗渗压和冲蚀能力强水泥砂浆：
26、由水灰比不大于水泥砂浆：由水灰比不大于1.0的水泥浆掺砂配成，流动性小、强度的水泥浆掺砂配成，流动性小、强度高、耐久性好，节省水泥。宜用于地层由较大裂隙、溶洞，耗浆量很大高、耐久性好，节省水泥。宜用于地层由较大裂隙、溶洞，耗浆量很大或者有地下水活动时或者有地下水活动时水泥水泥水玻璃类浆液：以水泥和水玻璃为主剂。水玻璃的加入可加快水玻璃类浆液：以水泥和水玻璃为主剂。水玻璃的加入可加快凝结。凝结。2.化学浆液特性化学浆液特性 化学浆液是一种真溶液，特点是能够灌入裂隙较小的岩石、化学浆液是一种真溶液，特点是能够灌入裂隙较小的岩石、孔隙小的土层及有地下水活动的场合。按照功能分为防渗型、孔隙小的土层及有
27、地下水活动的场合。按照功能分为防渗型、补强型和防渗补强型三类。补强型和防渗补强型三类。1.防渗型化学浆液防渗型化学浆液 防渗型化学浆液常用丙烯酞胺类浆液和聚氨酯类浆液。防渗型化学浆液常用丙烯酞胺类浆液和聚氨酯类浆液。2.补强型化学浆液补强型化学浆液 补强型化学浆液常用环氧树脂类浆液和甲基丙烯酸酯类浆液补强型化学浆液常用环氧树脂类浆液和甲基丙烯酸酯类浆液 3.其他化学浆液其他化学浆液 有水玻璃和木质素类浆材有水玻璃和木质素类浆材n(1)在基岩裂隙含水层中注浆，裂隙度较大时，可选择水泥浆或水泥水玻在基岩裂隙含水层中注浆，裂隙度较大时，可选择水泥浆或水泥水玻璃浆液；当裂隙开度较小时，可采用水泥一水玻
28、璃浆液或水玻璃类浆液；当璃浆液；当裂隙开度较小时，可采用水泥一水玻璃浆液或水玻璃类浆液；当裂隙开度裂隙开度0.1mm时，可采用时，可采用MG646或木质素类浆液或木质素类浆液n(2)在含水砂砾层中，粗砂以上可以采用水泥水玻璃浆液，中砂以下可采在含水砂砾层中，粗砂以上可以采用水泥水玻璃浆液，中砂以下可采用化学浆液。如丙烯酰胺类、聚氨酯类、水玻璃类等。开凿地下过流砂层，用化学浆液。如丙烯酰胺类、聚氨酯类、水玻璃类等。开凿地下过流砂层，应选强度高的化学浆材。动水条件下，可采用非水溶性聚氨酯浆材。应选强度高的化学浆材。动水条件下，可采用非水溶性聚氨酯浆材。n(3)对于持殊地质条件（破碎带、断层、岩溶等
29、），应先注惰性材料（砾石、对于持殊地质条件（破碎带、断层、岩溶等），应先注惰性材料（砾石、砂子、岩粉和炉渣）然后注单液水泥浆或砂子、岩粉和炉渣）然后注单液水泥浆或cs浆液浆液n(4)壁内注浆，可采用壁内注浆，可采用MG646、聚氨酯类、铬木素类浆液。裂隙较大时，、聚氨酯类、铬木素类浆液。裂隙较大时，也可用也可用cs浆液浆液n(5)壁后注浆可采用单液水泥浆或壁后注浆可采用单液水泥浆或cs浆液浆液n(6)应优先选择水泥、水玻璃等货广价廉的材料，化学浆液是松散含水层注应优先选择水泥、水玻璃等货广价廉的材料，化学浆液是松散含水层注浆不可缺少的浆材，但价格较贵，有的还有毒性，因此只有在必须用化学浆浆不可
30、缺少的浆材，但价格较贵，有的还有毒性，因此只有在必须用化学浆材的情况下才用。材的情况下才用。注浆材料的选择注浆材料的选择12.3 12.3 注浆参数注浆参数注浆参数注浆参数 通常所说的注浆参数主要包括：通常所说的注浆参数主要包括：注浆压力注浆压力、注浆时间注浆时间、浆液有浆液有效扩散半径效扩散半径、浆液流量和浆液注入量浆液流量和浆液注入量、浆液起始密度浆液起始密度和和凝胶时凝胶时间间等。等。注浆参数的选择是注浆设计的主要组成部分，其合理与否，注浆参数的选择是注浆设计的主要组成部分，其合理与否，直接关系到注浆的效果和造价。当注浆介质条件、浆液条件、直接关系到注浆的效果和造价。当注浆介质条件、浆液
31、条件、设备条件等确定以后。影响注浆效果的主要参数是设备条件等确定以后。影响注浆效果的主要参数是注浆压力注浆压力和和浆液注入量浆液注入量注浆压力注浆压力n 通常指注浆终了时受注点的压力通常指注浆终了时受注点的压力Pz或注浆泵的表压或注浆泵的表压Pb。地面。地面预注浆时，主要观察和控制表压预注浆时，主要观察和控制表压Pb；工作面预注浆时，观察和；工作面预注浆时，观察和检查工作面上孔口检查工作面上孔口(受注点受注点)的表压的表压Pzn注浆压力主要以深度加深而增大为计算原则注浆压力主要以深度加深而增大为计算原则浆液流量和浆液总注入量浆液流量和浆液总注入量n 浆液流量浆液流量浆液单位注入量浆液单位注入量
32、n浆液总注入量浆液总注入量 一个注浆孔的受注段注入的浆液量。以浆液扩一个注浆孔的受注段注入的浆液量。以浆液扩散范围为计算依据。散范围为计算依据。注浆时间注浆时间n 钻孔分段注浆的时间应小于浆液的凝胶时间。注浆时间受地钻孔分段注浆的时间应小于浆液的凝胶时间。注浆时间受地质条件、注浆材料、注浆设备和工艺的影响。如：细砂中化学质条件、注浆材料、注浆设备和工艺的影响。如：细砂中化学注浆时，需要的注浆时间与注浆压力、浆液的黏度等密切相关。注浆时，需要的注浆时间与注浆压力、浆液的黏度等密切相关。砂粒越细，渗透系数越小，所需压力越高，注浆时间越长；所砂粒越细，渗透系数越小，所需压力越高，注浆时间越长；所注浆
33、液的黏度越大，注浆压力越大，注浆时间越长注浆液的黏度越大，注浆压力越大，注浆时间越长浆液有效扩散半径浆液有效扩散半径n 扩散半径扩散半径浆液在裂隙流动扩散的范围浆液在裂隙流动扩散的范围n有效扩散半径有效扩散半径浆液充塞胶结后起堵水或加固作用的有效范浆液充塞胶结后起堵水或加固作用的有效范围，与地层渗透系数、裂隙大小、注浆压力、凝胶时间、注围，与地层渗透系数、裂隙大小、注浆压力、凝胶时间、注浆时间及浆液注入量等成正比，与浆液的黏度及浓度成反比浆时间及浆液注入量等成正比，与浆液的黏度及浓度成反比浆液的凝胶时间浆液的凝胶时间n 凝胶时间必须大于注浆时间凝胶时间必须大于注浆时间12.4 12.4 施工程
34、序及施工要点施工程序及施工要点施工程序及施工要点施工程序及施工要点注浆泵注浆泵浆液桶浆液桶软土或含水地层软土或含水地层注浆管路注浆管路基本工艺基本工艺定义定义 在在在在井井井井筒筒筒筒开开开开凿凿凿凿之之之之前前前前，在在在在地地地地面面面面围围围围绕绕绕绕井井井井筒筒筒筒四四四四周周周周钻钻钻钻进进进进一一一一些些些些注注注注浆浆浆浆孔孔孔孔到到到到含含水水层层，利利利利用用用用设设设设置置置置在在在在地地地地面面面面上上上上的的的的注注注注浆浆浆浆设设设设备备备备，将将将将浆浆浆浆液液液液经经经经注注注注浆浆浆浆孔孔孔孔压压压压注注注注入入入入含含含含水水水水层层层层。浆浆浆浆液液液液在在
35、在在岩岩岩岩土土土土的的的的裂裂裂裂隙隙隙隙或或或或孔孔孔孔隙隙隙隙中中中中，经经经经渗渗渗渗透透透透、扩扩扩扩散散散散、和和和和凝凝凝凝固固固固，在在在在井井井井筒筒筒筒周周周周围围围围形形形形成成成成一一一一定定定定强强强强度度度度的的的的、基本不透水的注浆帷幕。基本不透水的注浆帷幕。基本不透水的注浆帷幕。基本不透水的注浆帷幕。一、立井地面预注浆一、立井地面预注浆 主要工序主要工序主要工序主要工序钻注浆孔钻注浆孔安装注安装注浆设备浆设备压水压水试验试验注注浆浆井井筒筒掘掘砌砌n n注浆孔布置与结构注浆孔布置与结构注浆孔布置与结构注浆孔布置与结构 注浆孔布置及其数目注浆孔布置及其数目注浆孔布
36、置及其数目注浆孔布置及其数目 形式：同心圆布置形式：同心圆布置形式：同心圆布置形式：同心圆布置 位置：井筒外位置：井筒外位置：井筒外位置：井筒外1.5m1.5m的圆周上；井筒断面范围内。的圆周上；井筒断面范围内。的圆周上；井筒断面范围内。的圆周上；井筒断面范围内。孔数：一般孔数：一般孔数：一般孔数：一般6 69 9个。个。个。个。九龙口矿北风井地面注浆孔布置九龙口矿北风井地面注浆孔布置钻孔作业及注钻孔作业及注浆孔结构浆孔结构 取芯取芯偏斜率：偏斜率：1 孔口管：孔口管：610m 套管：套管：146 钻孔（注浆孔）钻孔（注浆孔）单液浆单液浆双液浆双液浆孔结构孔结构n n注浆方式及作业注浆方式及作
37、业注浆方式及作业注浆方式及作业 注浆方式注浆方式 分段下行注浆：分段下行注浆：自上而下，钻一段注一段。自上而下，钻一段注一段。用止浆塞。自下而上复注。用止浆塞。自下而上复注。特点：能控制浆液上冒，钻特点：能控制浆液上冒，钻孔工作量大，工期长。孔工作量大，工期长。分段上行注浆：分段上行注浆：一次钻孔，分段上行注浆。一次钻孔，分段上行注浆。用止浆塞。用止浆塞。特点：不重复钻孔，止浆塞特点：不重复钻孔，止浆塞要可靠。要可靠。一次全深注浆：一次全深注浆：扩散不均匀，要求供液能力扩散不均匀，要求供液能力大，适用于均匀裂隙。大，适用于均匀裂隙。浆液浆液浆液浆液 单液浆：单液浆：单液浆：单液浆：纯水泥浆、掺
38、少量其它材料的水泥浆、纯水泥浆、掺少量其它材料的水泥浆、纯水泥浆、掺少量其它材料的水泥浆、纯水泥浆、掺少量其它材料的水泥浆、化学浆化学浆化学浆化学浆 双液浆：双液浆：双液浆：双液浆：水泥水玻璃浆液（水泥水玻璃浆液（水泥水玻璃浆液（水泥水玻璃浆液（C-SC-SC-SC-S浆液）浆液）浆液）浆液）初期用双液浆，控制扩散范围；后期用单液浆。初期用双液浆，控制扩散范围；后期用单液浆。初期用双液浆，控制扩散范围；后期用单液浆。初期用双液浆，控制扩散范围；后期用单液浆。二、竖井工作面预注浆二、竖井工作面预注浆 在井筒掘至含在井筒掘至含水层之前，暂停掘水层之前，暂停掘进工作，利用含水进工作，利用含水层上部的
39、不透水层层上部的不透水层作为防护作为防护“岩帽岩帽”，或者修筑止水垫，或者修筑止水垫，然后从工作面打钻、然后从工作面打钻、注浆、封堵含水层注浆、封堵含水层涌水，再继续井筒涌水，再继续井筒掘砌。掘砌。1.1.止浆止浆“岩帽岩帽”含水层顶板具有足够厚度的致密不透含水层顶板具有足够厚度的致密不透水层或预注浆带时，可预留岩帽止浆。水层或预注浆带时，可预留岩帽止浆。岩帽厚度：岩帽厚度：中国：中国：B=27m 英国：英国：B612mPf含水层立井井筒2.止浆垫的设计与施工止浆垫的设计与施工 球面型球面型止浆垫止浆垫整体浇注混凝土。整体浇注混凝土。形式：球面型、平底型形式：球面型、平底型 平底型平底型止浆垫
40、止浆垫3.3.注浆孔布置与注浆段高注浆孔布置与注浆段高开孔位置：开孔位置：在井筒净断面内在井筒净断面内角度：角度：直孔、单斜孔（径向角）、双斜孔（径向角和直孔、单斜孔（径向角）、双斜孔（径向角和切向角）切向角）段高：段高：3050m。一次注全深或分段下行一次注全深或分段下行钻孔数目：钻孔数目：一般为一般为812个个钻孔直径：钻孔直径：4575mm钻机：钻机：重型风钻、小型探水钻机重型风钻、小型探水钻机三、隧道工作面注浆三、隧道工作面注浆三、隧道工作面注浆三、隧道工作面注浆 穿越含水层、破碎带、穿越含水层、破碎带、断层带断层带 孔径孔径6575mm。孔长孔长4060m 孔距：孔距：1.52.0m
41、 孔数：孔数：12个个/m2 方向：方向：直孔、放射状、扇形（顶部）。孔底超出隧道轮廓直孔、放射状、扇形（顶部）。孔底超出隧道轮廓23m。注浆范围：断面轮廓大小的注浆范围：断面轮廓大小的3倍。倍。1.工作面超前深孔注浆工作面超前深孔注浆(帷幕注浆）帷幕注浆）2、管棚注浆、管棚注浆 隧道通过断层带的一种非隧道通过断层带的一种非常有效的方法。常有效的方法。3.工作面浅孔、多孔注浆工作面浅孔、多孔注浆 又叫直接堵漏技术、跟随注浆又叫直接堵漏技术、跟随注浆 边探、边注、边掘边探、边注、边掘 利用炮眼注浆。利用炮眼注浆。孔径孔径4050mm，孔深，孔深410m。注一段、掘一段，预留注一段、掘一段，预留2
42、m已注浆的岩层作岩帽。已注浆的岩层作岩帽。4.围岩注浆围岩注浆 目的：加固围岩、封堵漏水目的：加固围岩、封堵漏水 方式：单注、锚注方式：单注、锚注12.5 12.5 注浆设备注浆设备注浆设备注浆设备n注浆站：水泥浆注浆站面积约注浆站：水泥浆注浆站面积约200m2，C-S注浆站面积约注浆站面积约300m2，尽量靠近受注点，尽量靠近受注点n钻孔机械：钻探机械、凿岩机和钻架式钻机等。煤矿中考虑防爆钻孔机械：钻探机械、凿岩机和钻架式钻机等。煤矿中考虑防爆性。凿岩机主要用于浅孔（性。凿岩机主要用于浅孔（5m），钻架式多为伞形钻架（），钻架式多为伞形钻架（10-15m）n注浆泵：依据设计供浆量和最大注浆压力选择。泵压应大于等于注浆泵：依据设计供浆量和最大注浆压力选择。泵压应大于等于注浆终压的注浆终压的倍，能及时调压，保证均匀供液，双液注浆时，应使双倍，能及时调压，保证均匀供液，双液注浆时，应使双液吸浆量保持一定比例。液吸浆量保持一定比例。n搅拌机：与最大排浆量相适应，容积一般为搅拌机：与最大排浆量相适应，容积一般为0.8-2m3。n止浆塞：将钻孔上、下隔开，划分注浆段高。止浆塞：将钻孔上、下隔开，划分注浆段高。