注浆法

●止浆塞
机械式（使用较多）： 单管三爪式 单孔异径式 孔内双管式 支柱（单管）式 水力膨胀式
三爪式
异颈式
双管式
●浆液 单液浆：纯水泥浆、掺少量其它材料的水泥浆、 化学浆 双液浆：水泥－水玻璃浆液（C-S浆液） 初期用双液浆，控制扩散范围；后期用单液浆。
4.适用条件 优点：作业条件好；多机同时作业，效率 高，不占井筒工期。 缺点：钻孔工作量大，钻孔费用高。 适用：
§2 注浆工艺
一、立井地面预注浆
●定义
在井筒开凿之前，在地面围绕井筒四周钻
进一些注浆孔到含水层，利用设置在地面上的
注浆设备，将浆液经注浆孔压注入含水层。浆
液在岩土的裂隙或孔隙中，经渗透、扩散、和 凝固，在井筒周围形成一定强度的、基本不透
水的注浆帷幕。
●主要工序
钻注浆孔 安装注 浆设备 压水 试验 注 浆
段高：30～50m。 一次注全深或分段下行
钻孔数目： 一般为8～12个 钻孔直径：45～75mm 钻机：重型风钻、小型探水钻机
三、隧道工作面注浆
1. 工作面超前深孔注浆 (帷幕注浆）
▲穿越含水层、破 碎带、断层带 ▲孔径65～75mm。 ▲孔长40～60m ▲孔距：1.5～2.0m
▲孔数：1～2个/m2
1. 注浆工艺、参数的研究 不同受注对象和目的下的工艺参数: 配比，注浆压力，注浆深度，一次注浆长 度，孔间距等。
2. 注浆设备的研究 ●主要设备：注浆泵，形式、功能各异 ●辅助设备：水泥浆磨细机、止浆塞 ●记量设备：如流量计、压力表、阀门
3.注浆材料的研究 ●研发新的注浆材料：各种化学浆液、粘土浆液、 超细水泥、纳米（10－9m)材料、磁化水浆液 ●新材料的现场研究：浆液性能、注浆参数、注浆 效果 ●新材料的实验室研究：浆液性能、注浆参数、注 浆效果
3. 注浆方式及作业 ●注浆方式
分段下行注浆： 自上而下，钻一段注一段。用 止浆塞。自下而上复注。 特点：能控制浆液上冒，钻孔 工作量大，工期长。 分段上行注浆： 一次钻孔，分段上行注浆。 用止浆塞。 特点：不重复钻孔，止浆塞要 可靠。 一次全深注浆： 扩散不均匀，要求供液能力大， 适用于均匀裂隙。
4. 注浆理论与机理研究 浆液在不同情况（目的、材料、压力、地层）下的扩散 规律、固结机理
5. 注浆效果的研究
● 注浆效果的现场检验（检测）方法和准确性研究 ● 注浆效果的实验室模拟试验研究 ● 岩土体加固后的物理力学性能研究
● 岩土加固后的结构效应研究
● 注浆效果检测仪器设备的研究
五、注浆的应用 1．矿山 ●竖井注浆： 地面预注浆、工作面预注 浆、壁后注浆、壁内注 浆、淹井的封堵（抛渣 注浆） ●巷（隧）道注浆： 工作面预注浆、后注浆、 直接堵漏、特大涌水封堵
25×2=50 holes
Typical pattern for shaft grouting.
1. 止浆“岩帽” 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。 岩帽厚度：
DB＝
D
4
立 井 井 筒
2
pf
含 水 层
B
Pf D0 4[ ]
Pf
中国：B=2～7m 英国：B＝6～12m
2．国内 ▲1950＇初，开始应用注浆法 ▲1960 ＇, 研究化学注浆。成功使用水泥－水玻璃、 MG－646等浆液，并注重注浆设备和注浆工艺的研究。 ▲到1998年，中国煤矿104个井筒采用地面预注浆， 87个井筒采用了工作面预注浆。注浆深度达859m。 ▲目前在各个行业都得到了应用。
四、注浆技术的研究方向和内容
▲九龙口矿北风井地面注浆孔布置
●钻孔作业及注 浆孔结构 取芯 偏斜率：≤1％ 孔口管：6～ 10m 套管：φ146 钻孔（注浆孔）
孔结构
单液浆
双液浆
2. 安装工作及压水试验
▲安装 注浆站安装： 建筑物、注浆泵、搅拌机、配浆设施 注浆孔内安装：孔口管、套管、注浆管、止浆塞、混 合器等。 ▲压水试验 注浆前压水： 目的：检查止浆效果 推挤孔内残留物 测定钻孔吸水量 压力：注浆终压＋0.5MPa 时间：10～20min 注浆后压水：检查注浆效果。
双液注浆
按注浆压力
低压注浆：静压注浆，5MPa以下 中压注浆：5～15MPa 高压注浆：15MPa以上
三、注浆技术的发展
1．国外 • 1802年，法国，利用石灰、粘土浆液加固迪普港的 砖石砌壁，开始了注浆施工。 • 1824年，开始使用波特兰水泥注浆 • 1885年，开始采用地面预注浆施工竖井 • 1925年，荷兰，使用水玻璃和氯化钙浆液注浆，开 始了化学注浆的历史。 • 1951年后，欧美、日本等国家研制出了粘度较低的 尿醛树脂、聚氨脂等高分子化学注浆材料 • 1960＇末，英国，80％的煤矿建设中采用了注浆技 术，注浆深度达1657m。 • 1978年，苏联，在煤矿中，注浆法占特殊施工总进 尺的75％。
井 筒 掘 砌
1.
注浆孔布置与结构
●注浆孔布置及其数目 形式：同心圆布置 位置：井筒外1.5m的圆周上；井筒断面范围内。 孔数：一般6～9个。计算公式：
N
( D 2 A)
L
D－井筒掘进直径，m； A－井外布孔时，注浆孔到井筒荒径的距离， 1.5m； L－孔距，相等或不等。（1.3～1.5）R； R－浆液的扩散半径，m。
工作面有水时： 先铺滤水层和排水 管；再铺砂浆和砖；最后安装导向管、 浇注混凝土止浆垫。
工作面平台搭设： 高1.8～2.0m
3. 井壁强度验算
4.
止浆垫与岩柱联合结构
岩帽厚度不够 止浆垫厚度大于2.5m 采用：
部分止浆垫＋注浆岩帽 5. 注浆孔布置与注浆段高
开孔位置：在井筒净断面内 角度： 直孔、单斜孔（径向角）、双斜孔（径向角和切向角）
水泥注浆、化学注浆、粘土注浆
岩石注浆、土层注浆 渗透注浆、压密注浆（置换注浆）、劈裂注 浆（挤压注浆）、充填注浆、搅拌（喷射） 注浆
按注浆设备的位置
地面注浆、工作面注浆
多用于矿山
按工艺流程
单液注浆
一种类型的材料一台注 浆泵和一套输浆系统
两种类型的材料。在混合器中混合。 用两台单液注浆泵或一台双液泵。 两套输浆管路同时注浆。
机理
作用
源自文库
凝胶 2.堵水
1.加固
注浆是一门科学技术： 涉及到：工程地质学、土力学、岩石力学、水文地质学、 流体力学、化学、材料学、机械学等学科
基本工艺
浆液桶
注浆泵
注浆管路
软土或含水地层
二、注浆的分类
预注浆 按注浆时间 后注浆
在工程开挖之前实施
在工程开挖之后实施
按注浆材料 按被注体的性质 按注入形态
2. 止浆垫的设计与施工
整体浇注混凝土。 形式：球面型、平底型
球面型止浆垫
平底型止浆垫
▲ 球型止浆垫的厚度计算
设计中通常取h＝0.3r, 上式变为：
球面内半径： 注浆压力 /MPa 止浆垫厚度 /m
▲平底型止浆垫的厚度计算
＜2
2～ 5 5～7.5
1
1.5～2 2.5～3
止浆垫施工：
工作面无水时： 按设计安设注浆导 向管，然后浇注混凝土。
2．建筑基坑加固
坑周、坑底、桩墙后、边墙角、锚杆孔等。
3．地铁隧道
●工作面注浆，管棚注浆 ●盾构管片后充填注浆 ●进出洞口加固注浆 ●隧道底部注浆
4．地基加固与纠偏 建筑物的地基处理 道路路基的加固处理 地基灌浆托换 建筑物、构筑物的 纠偏注浆 混凝土桩桩底和桩周 灌浆加固 5．大坝加固 坝基加固处理、大坝裂缝注浆、管涌封堵 6．地下建筑物（空间）的防渗漏 人防工事、地下室、电梯井、储藏室、过街通道以及 其它地下空间工程等
▲方向： 直孔、放射状、扇形（顶部）。孔底超出隧道轮廓2～3m。 ▲注浆范围：断面轮廓大小的3倍。
▲异常情况的处理
压力上不去，但吃浆量很大。 作业面跑浆、窜浆 ▲ 注浆工艺 一次注全长：20～30m，裂隙不发育 分段前进式：段长5～10m，裂隙较发育 分段后退式：段长15～20m，裂隙不太发育
▲止浆方法 止浆岩柱3～4m、 混凝土止浆墙、 喷射混凝土止浆
第二章 注 浆 法
主要内容
1、概述 2、注浆工艺 3、注浆材料 4、注浆机理 5、渗透理论与注浆参数 6、注浆效果和工期
§1 概述
一、注浆的定义
将一定材料配制成浆液，用压送设备将其压入地层， 使其扩散、凝固和硬化，以达到岩土加固和堵水的目的。
工艺
三 层 含 义 浆液 扩散
利用注浆泵
地层 固化 3.加固与堵水兼有
2、管棚注浆
隧道通过断层带的
一种非常有效的方法。
3. 工作面浅孔、多孔注浆 又叫直接堵漏技术、跟随注浆 边探、边注、边掘
利用炮眼注浆。 孔径40～50mm，孔深4～10m。 注一段、掘一段，预留2m已注浆的岩层作岩帽。
4. 围岩注浆
目的：加固围岩、封堵漏水 方式：单注、锚注
本节完。
待续……
含水层厚度较大、距地表较近（300～400m） 含水层比较薄，但层数比较多，分布厚度大
二、竖井工作面预注浆
在井筒掘 至含水层之前， 暂停掘进工作， 利用含水层上 部的不透水层 作为防护“岩 帽”，或者修 筑止水垫，然 后从工作面打 钻、注浆、封 堵含水层涌水， 再继续井筒掘 砌。
Two rows of holes