超前注浆加固讲义.

2.2.1、非化学浆液 （1）普通水泥浆液 （2）水泥黏土浆液和水泥膨润土浆液 （3）超细水泥 （4）特种水泥-硫铝酸盐（TGRM)水泥注浆材料 2.2.2、化学浆液 （1）水玻璃类浆液 （2）水泥-水玻璃浆液（2者皆可） （3）溶液型水玻璃浆液等等 由于本工程涉及的浆液主要为水泥-水玻璃浆液（C-S) 及超细水泥-水玻璃浆液（MC-S），故重点介绍这两种浆 液。

2.3、水泥-水玻璃浆液 水泥-水玻璃浆液在胶凝时间的控制、对较细砂层的可注性及 结石率方面，比水泥浆有所改善。 （1）水泥-水玻璃浆液的固结原理 水泥的主要成分为硅酸三钙3CaO· Sio2、硅酸二钙 2CaO· Sio2、铝酸三钙3Cao· Al2O3和铝酸铁钙 4CaO· Al2O3· Fe2O3。浆液胶凝反应式为： Ca(OH)2+Na2O· mH2o+nH2O→CaO·mH2O· nH2O↓+2NaOH （2）水泥-水玻璃浆液的配比 水泥-水玻璃浆液的配合比要根据岩层裂隙大小、渗透系数 大小、钻孔涌水量或吸水量确定。 （3）水泥-水玻璃浆液性能
本工程主要应用注浆材料为超细水泥，超细水泥分为 MC超细干磨水泥和WMC超细湿磨水泥，他们具有超细的颗 粒直径，平均粒径3~4μ m，最大约为10μ m。 MC主要性能： （1）稳定性好，具有较强的分散性，能抗离析和沉淀。 （2）凝结时间随水灰比的增大而变长，在浆液中加入水玻 璃时，凝结时间缩短。 （3）可注性远高于普通水泥。 （4）固结体的强度高。 WMC主要性能： （1）现场湿磨，虽然它不能达到超细水泥灌注细砂土的非 凡能力，但阻水性能良好。 （2）流动性好，稳定性好。 （3）无毒，不污染环境。 （4）固化速度快，结石体强度高。7d可达45Mpa。 （5）价格比超细水泥便宜。
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改性水玻璃单 液浆
TGRM单液浆
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三、注浆机理
在隧道及地下工程的注浆工程中，注浆机理主要有三种：渗透注浆、劈裂注浆 和压密注浆。三种注浆大致的形态如下图所示。
3.1、渗透注浆
渗透注浆是指在压力作用下使浆液充填土的空隙和岩石的裂隙，排挤出空 隙中存在的自由水和气体，通过物理化学反应，浆液在空隙中形成具有一定强 度和低透水性的结石体，堵塞或充填空隙，起到加固和防渗作用，此方法一般 只适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石。
2、注意事项：稀释浓硫酸时，将浓硫酸缓慢注入水中，并均匀搅拌，防止浓 硫酸飞溅伤人；在配置浆液时，当PH值到达2时，加入水玻璃应缓慢，认真 观察浆液中是否有凝胶团出现，一旦出现应停止加入，浆液配制完成。
地下工程注浆材料的渗透性用表
注浆材料名称 大 普通水泥单液 浆 超细水泥单液 浆 普通水泥水玻 璃双液浆 超细水泥水玻 璃双液浆 砾石 中 小 粗 砂砾 中 细 粉砂 粘性土
隧道与地下工程 注浆技术简介
目录
一、注浆的功能与用途
二、注浆材料
三、注浆机理 四、注浆工艺 五、注浆机械设备 六、注浆技术参数
七、注浆常见问题
八、注浆设备及现场图片 九、本工程方案 十、工程实例
地下工程注浆技术概述

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注浆法的概念
注浆法的实质是用气压、液压或电化学原理，把某些 能固化的浆液注入各种介质的裂隙和空隙，以改善地基的 物理学性质，也即注浆法系将具有凝结能力的浆液注入地 层或隧道围岩中以填充、渗透、压密等方式挤走土颗粒间 或岩石裂隙中的水分，待浆液凝结后，使隧道围岩或土形 成一个抗渗性能良好、强度较高的整体，以达到堵水加固 围岩或土体的目的。
改性水玻璃浆液：将水玻璃与硫酸混合，使水玻璃改性，形成酸性浆液， 称改性水玻璃浆。简称SS浆。
1、浆液胶凝机理：水玻璃与硫酸起化学反应，生成凝胶化nSi（OH)2SO4,浆液 在粉细砂层中凝胶固化，达到注浆加固效果。（浓硫酸稀释计算式如下）
V浓：稀释前浓硫酸体积； Ρ浓：稀释前浓硫酸密度； C稀：稀释后硫酸质量百分比浓度； C浓：浓硫酸中硫酸质量百分比浓度； V稀：稀释后硫酸溶液体积；
一、注浆的功能与用途
1.1、注浆功能 （1）防渗堵水：主要是指防止水在微细裂隙中的渗透。 （2）加固补修：通过注浆对地基进行加固，防止地表下沉 和建筑物变形，并且通过注浆对边坡的加固防止滑坡。 1.2、注浆用途（主要介绍在隧道工程中的应用） （1）矿山法隧道在掘进中，对富水地段、软弱地层、破碎 岩层注浆，进行堵水和加固。 （2）防止地表沉降的隧道拱顶的回填注浆。 （3）隧道的地层结合技术中形成止水保护套。 （4）盾构法隧道施工中控制沉降的同步注浆及二次补偿注 浆。 可以说，在现在隧道和地下工程施工中，注浆是修建隧 道与地下工程的一项必备辅助工法。

1) 2)
3)
水泥-水玻璃浆液的黏度、凝胶时间和结石强度关系到 注浆的质量。水泥浆的水灰比、水泥浆液浓度和水玻璃 浆液浓度、水泥-水玻璃浆液的体积比以及水泥的质量、 龄期和浆液的温度等，对浆液的黏度、凝胶时间和结石 体的强度有影响。 水泥-水玻璃浆液的凝固时间可以从几秒钟到几十分钟， 掌握控制凝胶时间，是施工中的一个重要环节。 水泥-水玻璃的凝胶时间主要取决于水泥的用量，与水玻 璃的用量关系不大。在其他条件相同时，水泥浆与水玻 璃浆的体积比越大，浆液凝胶时间越短。 注浆时，改变水泥浆与水玻璃浆的配合比可以调整凝胶 时间。但是，水玻璃浆的用量不得小于水泥浆的0.3倍， 否则混合浆液早期强度低，易被地下水冲走；同时由于 浆液凝胶时间过短，易造成堵孔事故。冬施期间，需将 水玻璃浆加温以及用热水拌合水泥浆，来提高浆液的温 度（温度对CS浆液凝胶时间有较明显的影响）。

二、注浆材料
2.1、注浆材料的要求 （1）浆液黏度低、流动性好，能注入岩层细小裂隙或粉细 砂层。 （2）浆液稳定性好，能在预定时间内凝固，结石体透水性 低，具有一定的抗压、抗拉强度，尤其希望结石体早期抗 压、抗拉强度高，有较好的抗老化性能。 （3）材料来源广，价格适中，配置及操作简便。 （4）不污染环境及对操作人员无损害。 2.2、注浆材料的分类 注浆工程中使用的浆液由主剂（主要原材料）、溶剂 （水或其他溶剂）及各种外加剂（固化剂、凝胶剂及缓凝 剂、速凝剂等）按一定比例混合配置而成的液体。