谈岩土施工工程项目中的注浆技术

谈岩土施工工程项目中的注浆技术
摘要：近年来，我国岩土工程的建设速度不断加快，数量也不断增加，在提高工程施工技术的同时，也在一定程度上保证了工程的施工质量。

注浆技术作为岩体工程中常用的施工技术，在使用的过程中，能够凭借自身的优势加固软质地基，大大加强工程地基的稳定性。

本文主要对岩土施工工程项目中的注浆技术进行了简要分析。

关键词：岩土工程；注浆技术；措施
一、注浆技术方法及分类
1、劈裂灌浆法
针对当前我国土建工程的迅速发展，工程数量也在原有的基础上得到了增加。

这些工程在建设的过程中，通常是在软土地基上施工建设的，而软土基于自身的特性，无法全部承载上面建筑产生的压力，这就要求施工人员能够采取相应的注浆措施进行完善，确保施工活动的顺利进行。

在劈裂灌浆法使用的过程中，主要依据相应的劈裂理论，使浆液在专业设备产生的压力下注入地基底层，填充土层中的空隙，在增强土层强度的同时，还能有效地确保地基的承载力，避免出现沉降现象。

2、高压喷射注浆法
高压喷射注浆法是用高压射流切割原理，通过带有喷嘴的注浆管在土层的预定深度以高压设备使浆液或水成为20MPa左右或更高的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲击切割土体，当喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体中剥离。

一部分细小的颗粒随浆液冒出地面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律的排列，浆液凝固后，便在土中形成一个固结体。

3、复合注浆法
除了以上两种注浆方法外，还有一种复合注浆法，复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合，发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆技术。

在工程的实际施工中，施工人员一般先采用高压旋喷注浆成桩柱体，然后通过静压注浆来增强旋喷的效果。

复合注浆法在使用的过程中，凭借自身的优势，能够适用到砂卵石层、粘土、粉土、岩溶土洞等地基工程中，且该技术在一定程度上具备可操作性强、施工简便、施工噪音小、加固效果好等优势。

二、注浆机械设备
结合具体的注浆目的、地质环境和注浆方式，选择最佳的注浆机械设备是注浆工艺实施的前提和基础。

目前，注浆机械设备主要包括钻进机械、注浆泵、传
输管和浆液喷嘴。

还包括搅拌机、物探设备、地质分析设备等辅助设备。

钻进设备范围非常广，各种地质钻机都能够充当，地面上可用百米乃至千米的大型钻机。

在地下工程中，可使用百米以下的小型钻机，既能够当施工横断面的超前钻探使用，还可以充当钻进设备。

近年来，我国开发了一种“工作面注浆”新技术，以电钻和风镐取代以往的地质钻机，虽然钻进深度最多只有五米，开孔孔径也非常狭小，但是其速度却是地质钻的十倍之高。

此外，这一新技术还具备很多优势和特点，包括设备简易灵活，针对性强，但凡遇到岩石缝隙便可注浆，注浆后若是缝隙出水减少便起到了作用，注浆之后便可继续钻进，如此便可实现一班注浆，一班掘进，有时两者还能实现同步施工，全面提高了掘进速度，有效解决了传统地质钻钻进速度慢，体积大不灵活，操作繁杂，工作面占用量大，注浆后挪走钻机，费时费力，效率低下等诸多问题和弊端。

注浆压力泵，是当下阻碍我国注浆工艺发展的一大难题，尽管在地表浅层作业的灌注浆中，普通的机械泵便可满足施工要求，但在克服诸多施工压力的现代注浆工艺中，普通机械泵已经无法满足其施工需要，达不到基本的压力值。

所以，目前急需新一代超高压注浆泵，以解决现存的实际问题，但是当前我国生产这类超高压注浆泵的厂家少之又少，要大批量配备这种高压泵，高压传输管，浆液喷嘴以及钻进机械等全套设备，还是相当困难的。

三、注浆浆液材料
注浆浆液材料主要分为两类，一种是普通浆液材料，一种是化学浆液材料。

普通浆液材料主要包括水泥、水玻璃、粘土泥浆、微细木屑和砂浆等。

下面主要介绍一下化学浆液材料。

近年来，比较流行的化学浆液材料时高分子化学浆液材料，主要包括塔克斯系统、丙烯酰胺系统、甲凝系统、脲醛系统以及木素系统等。

当遇到岩土沙粒粒径达到0.5mm，或者岩石缝隙宽度达0.2mm，地下水流速大于500mm/min时，使用普通浆液进行注浆便无法取得应有效果。

此时就需要使用化学浆液实施注浆，因为化学浆液材料具有粘度低、可注性强、凝固强度高、时间可控性高等优势。

但它也存在生态污染、有毒性、价格高、技术不成熟等缺点，化学浆液通常应用于重点或特殊工程之中，但随着应用技术的成熟，毒性的消除以及价格的降低，其应用前景非常好。

笔者在此简述一种高新化学浆液材料——塔克斯系统。

塔克斯系统源于美日等发达国家，比如，日本利用这一全新注浆材料和工艺，实现了海底煤炭开采。

塔克斯主要成分是氰凝和聚氨酯，具有强亲水性，几分钟的水泡发，便可膨胀到原来体积的五到十倍，能够充分填充岩石裂缝，十分钟之内便可完全凝固，凝固强度和凝固时间都具有很强的可控性，但是其成本非常高，每吨上万美元，并具有毒性，所以通常被应用于重点和特殊工程之中。

四、注浆设计施工工艺
在地面受压较小的情况下，统称采取灌注浆。

浆液通过自重效应，实现自下
而上的灌浆。

当受压较大时，便称为喷浆。

喷浆又有定向喷浆和旋喷注浆之分。

为了加大喷浆半径，除了采用单管喷浆外，还增加了双管喷浆和三观喷浆。

普通砂土情况下，单管喷浆半径为0.4-0.6m，双管喷浆半径为0.6-1.0m，三观喷浆则可达到1.0-2.0m。

定向喷浆技术通常被应用于堤坝防渗、边坡防滑和泥石流护理等工程中，也充当临时护墙角色。

其施工流程为：首先钻机钻到设计底板，进行定向喷浆，然后缓慢提升钻杆，就可形成厚度和宽度分别为15cm、200cm的临时护墙。

在中小堤坝施工过程中，平面布设呈锯齿状。

而在大型堤坝施工中，平面布设呈网状。

由于注浆压渗运动极其复杂，所以到目前还没有解释其机制的渗透理论，所以给注浆设计工作带来了很大阻碍。

正由于此，以往注浆积累的经验方式、参数和公式等，对注浆设计都十分重要。

要做好注浆设计的准备工作，充分掌握注浆区域内的地质状况，了解有关工程地质和水文地质参数情况，包括岩石缝隙率、地下水压参数和渗透强度、岩土物理力学性质等，根据具体参数和数据确定注浆范围，决定注浆方式，选择合理浆液材料，计算出最佳浆液剂量：Q=a.n.V/(1-β),Q 代表注浆剂量，a代表浆液可填充率，普通砂土中其值为0.5，β代表跑浆率，就是在注浆过程中，浆液顺钻孔漏浆，西方等发达国家β取值在15%-20%之间，所以可通过制作低标号砼板来实现漏浆的综合利用，当前国内高压注浆过程中的钻孔漏浆率大约在30%-35%。

此外，在注浆完成后，必须检查浆液的凝固情况，对设计方案作出及时调整，并可以通过土工试验确定浆体是否达到预定目标，若是没有，则要及时对方案进行修正。

在进行旧有建筑的注浆施工时，则要通过整体静载实验来实现方案评价。

五、注浆技术在岩土工程中的发展
随着我国岩土工程中施工技术的不断完善与发展,注浆技术在岩土工程中也有了更高的要求与发展。

由于现代化技术的广泛应用与发展,为了能够保证注浆的质量,电算技术也逐渐应用到了注浆作业当中。

通过先进的仪器与技术,在岩土工程注浆过程中,对其注浆的流速、压力、浆液浓度、浆液剂量等均进行了详细的记录与统计。

这些数据的记录,可以更好地对注浆的工序与过程进行控制和调整,从而使注浆规律化,保证其能够具备防渗堵漏、控制变形、提高地基土强度与地基基础加固等等的基本条件。

另外,科学技术的日益进步,在岩土工程当中,注浆施工监控技术也逐渐朝着自动化的方向发展。

对注浆效果进行监控与检测是十分重要的,如一些以防渗堵漏为目的的注浆,在注浆施工的前后阶段,对其土体渗透性的变化应进行严格的监控与检测,并通过做漏水试验、注水试验等,明确通过注浆工序能够达到的效果。

综上所述,随着我国岩土工程施工技术的不断发展,注浆技术也将朝着更加完善的方向进行发展。

相信在不久的将来,新注浆材料、施工工艺、注浆设备的产生,将会给我国岩土工程中防渗堵漏、提高地基土强度、基础加固等等要求带来更好效果。

因此,注浆技术在岩土工程施工中的高速发展,将会成为必然的趋势。

结束语
随着工程技术的不断进步，各个学科领域相互渗透，新的注浆理论、新的施工工艺、新的注浆材料、新的注浆设备及新的注浆效果检测手段将不断地被开发和研制出来。

注浆技术将获得强大的生命力，注浆理论将进一步完善，注浆技术也必将得以更广泛地应用和更高速地发展。

参考文献
[1]张有,欧阳永龙.浅议岩土注浆加固技术的发展与应用[J].中国矿业,2010.
[2]殷金虎,贺子奇.地下工程注浆材料与注浆技术的研究应用现状[J].建材技术与应用,2009.
[3]孙惠蓉,闫兆强.桩底后注浆工艺在工程中的应用实例[J].中国科技信息,2009.。