注浆加固技术
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North China Institute of Science & Technology
注浆概述——定义
根据现代岩石力学的基本理论，巷道围岩控制技 术的核心和关键是采用工程手段保持和提高围岩 的强度，充分利用围岩自身的强度来保持支护围 岩系统的稳定性。注浆作为改善岩土性质的重要 技术，能在原位对岩土进行加固或改性，使一定 范围内的岩土体成为工程结构不可分割的一部分， 充分挖掘岩土体的潜力，较为完善地解决了一些 棘手的岩土工程稳定与安全问题，受到岩土界的 高度重视，广泛应用于各种以堵水和加固为目的 的岩土工程中。
North China Institute of Science & Technology
采矿中注浆 加固技术
采矿工程实验室 李昊
注浆加固新技术
1 2 3 4 5 注浆概述 注浆材料 注浆方法 注浆工艺
注浆理论
North China Institute of Science & Technology
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——目的
纠偏
使已发生不均 匀沉降的建筑 物恢复原位
堵漏
防渗
加固
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——对象
施工介质
土体
粒状介质，任意 排列的大小形状 不同的颗粒组成 ，孔隙率在0.150.5之间。
岩体
由岩石基质和各 种交切结构面所 组成的地质体， 研究裂隙发育程 度则是岩体注浆 的首要问题。
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——发展简况
1802年法国的查理士· 伯利尼使用粘土、石灰加固 迪普港的砖石砌体开始。 1885年铁琴斯（Tietjens）成功地采用了地面预注 浆的方法开凿井筒，并取得了专利权。从此，注 浆技术作为矿山工程、建筑工程中防水、加固的 重要手段，先后在英国、法国、南非、美国、日 本以及前苏联等国家得到了广泛的应用。 20世纪40年代前，注浆主要是以水泥和水玻璃为 主，在欧美广泛采用。这之后，开始随化学工业 发展，出现的化学注浆技术。60年代出现高压喷 射注浆技术。
North China Institute of Science & Technology
注浆技术——发展简况
注浆逐渐发展成为一个相对独立的研究方向。 1989年国际岩石力学学会成立注浆委员会，1991 年我国在广州举行全国灌浆会议，并成立了中国 岩石力学与工程学会岩石锚固与注浆技术专业委 员会，加强了理论研究和技术交流。 我国从50年代才开始研究，起初在井壁注浆封水， 后在三峡等大型水利工程中应用，而在煤矿只是 到了80年代才开始研究。
注浆概述——研究机构
美国
西北大学、斯坦福大学、氰胺公司等
日本
东京大学、京都大学、东帮化学工业研究 所、日本化学工业社等
德国
柏林大学、慕尼黑大学、纽伦堡地基研 究所及埃森矿业研究院中心等
中国
清华、同济、中国矿业大学、中南大学 、东北大学、水利水电研究院、煤科院 、长沙矿山研究院、铁道研究院等
North China Institute of Science & Technology
有机注浆材料渗流规律及加固机理研究
有机材料注浆加固数值模拟研究
Fra Baidu bibliotek
工程试验研究
North China Institute of Science & Technology
注浆加固新技术
注浆材料
North China Institute of Science & Technology
注浆材料
注浆材料是注浆技术中不可忽视的重要组成部分， 注浆之所以能够对被注体起到加固和堵水作用， 主要是由于注浆材料在注浆过程中经过一段可人 工控制的时间，发生由液相到固相再到结石体充 填被注体裂隙并将松散块体联结成整体的结果。 因此，良好的注浆材料应在流动性、凝结时间、 稳定性、弹性和强度以及环保等方面具有好的品 质。
North China Institute of Science & Technology
注浆材料——分类
颗粒浆液
粘土浆
水泥粘土浆
水泥浆
无机材料类
水玻璃浆
水泥水玻璃浆
无机高 水材料
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——工程应用
建筑
水利
地下
其他
地基加固 桩基处理 构筑物补强 抗震加固
坝基加固 帷幕注浆 管涌处理 坝基防滑
井巷支护 井巷修复 硐室防漏 巷旁支护
露天边坡 挡土墙体 桥基加固 公路路基
North China Institute of Science & Technology
注浆加固新技术
注浆概述
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——因由
对于破碎围岩仅是单一原因需要进行支护研究比 较容易解决，但随着支护条件的日益复杂和恶化， 构造应力、深部压力及采动影响等多种因素作用 下的复合型破碎围岩维护问题成为要解决的难点， 传统的锚喷支护、砌碹支护、金属支架已不能完 全适应这种大变形、高地压的要求，难以维护， 严重者甚至出现前面掘进后面翻修，严重困扰矿 山的正常生产。虽然可以采用这几种支护的联合 支护，它在一定程度上能够抑制或延缓巷道的变 形，但由于支护成本高等原因因而得不到推广应 用。因此，复合型破碎围岩维护仍未得到很好解 决，而此类巷道的比例在逐年增加，客观上需要 进一步深入研究巷道围岩控制理论并发展新的支 护技术。
注浆概述——研究内容
注浆方法及工艺
注 浆 材 料
注 浆
注浆 理论
（渗透理论） （加固机理） （堵漏机理）
注浆参数优化及实验室研究
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——研究路线
理论分析 数值分析 实验研究 现场调研
有机加固材料主要成分预聚物、催化剂、发泡剂等基于BP神经网络的正交回归实验 确定实验室内技术可行经济合理的最优配方方案 实验室进行注浆粘结实验设计和力学实验等
注浆概述——定义
根据现代岩石力学的基本理论，巷道围岩控制技 术的核心和关键是采用工程手段保持和提高围岩 的强度，充分利用围岩自身的强度来保持支护围 岩系统的稳定性。注浆作为改善岩土性质的重要 技术，能在原位对岩土进行加固或改性，使一定 范围内的岩土体成为工程结构不可分割的一部分， 充分挖掘岩土体的潜力，较为完善地解决了一些 棘手的岩土工程稳定与安全问题，受到岩土界的 高度重视，广泛应用于各种以堵水和加固为目的 的岩土工程中。
North China Institute of Science & Technology
采矿中注浆 加固技术
采矿工程实验室 李昊
注浆加固新技术
1 2 3 4 5 注浆概述 注浆材料 注浆方法 注浆工艺
注浆理论
North China Institute of Science & Technology
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——目的
纠偏
使已发生不均 匀沉降的建筑 物恢复原位
堵漏
防渗
加固
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——对象
施工介质
土体
粒状介质，任意 排列的大小形状 不同的颗粒组成 ，孔隙率在0.150.5之间。
岩体
由岩石基质和各 种交切结构面所 组成的地质体， 研究裂隙发育程 度则是岩体注浆 的首要问题。
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——发展简况
1802年法国的查理士· 伯利尼使用粘土、石灰加固 迪普港的砖石砌体开始。 1885年铁琴斯（Tietjens）成功地采用了地面预注 浆的方法开凿井筒，并取得了专利权。从此，注 浆技术作为矿山工程、建筑工程中防水、加固的 重要手段，先后在英国、法国、南非、美国、日 本以及前苏联等国家得到了广泛的应用。 20世纪40年代前，注浆主要是以水泥和水玻璃为 主，在欧美广泛采用。这之后，开始随化学工业 发展，出现的化学注浆技术。60年代出现高压喷 射注浆技术。
North China Institute of Science & Technology
注浆技术——发展简况
注浆逐渐发展成为一个相对独立的研究方向。 1989年国际岩石力学学会成立注浆委员会，1991 年我国在广州举行全国灌浆会议，并成立了中国 岩石力学与工程学会岩石锚固与注浆技术专业委 员会，加强了理论研究和技术交流。 我国从50年代才开始研究，起初在井壁注浆封水， 后在三峡等大型水利工程中应用，而在煤矿只是 到了80年代才开始研究。
注浆概述——研究机构
美国
西北大学、斯坦福大学、氰胺公司等
日本
东京大学、京都大学、东帮化学工业研究 所、日本化学工业社等
德国
柏林大学、慕尼黑大学、纽伦堡地基研 究所及埃森矿业研究院中心等
中国
清华、同济、中国矿业大学、中南大学 、东北大学、水利水电研究院、煤科院 、长沙矿山研究院、铁道研究院等
North China Institute of Science & Technology
有机注浆材料渗流规律及加固机理研究
有机材料注浆加固数值模拟研究
Fra Baidu bibliotek
工程试验研究
North China Institute of Science & Technology
注浆加固新技术
注浆材料
North China Institute of Science & Technology
注浆材料
注浆材料是注浆技术中不可忽视的重要组成部分， 注浆之所以能够对被注体起到加固和堵水作用， 主要是由于注浆材料在注浆过程中经过一段可人 工控制的时间，发生由液相到固相再到结石体充 填被注体裂隙并将松散块体联结成整体的结果。 因此，良好的注浆材料应在流动性、凝结时间、 稳定性、弹性和强度以及环保等方面具有好的品 质。
North China Institute of Science & Technology
注浆材料——分类
颗粒浆液
粘土浆
水泥粘土浆
水泥浆
无机材料类
水玻璃浆
水泥水玻璃浆
无机高 水材料
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——工程应用
建筑
水利
地下
其他
地基加固 桩基处理 构筑物补强 抗震加固
坝基加固 帷幕注浆 管涌处理 坝基防滑
井巷支护 井巷修复 硐室防漏 巷旁支护
露天边坡 挡土墙体 桥基加固 公路路基
North China Institute of Science & Technology
注浆加固新技术
注浆概述
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——因由
对于破碎围岩仅是单一原因需要进行支护研究比 较容易解决，但随着支护条件的日益复杂和恶化， 构造应力、深部压力及采动影响等多种因素作用 下的复合型破碎围岩维护问题成为要解决的难点， 传统的锚喷支护、砌碹支护、金属支架已不能完 全适应这种大变形、高地压的要求，难以维护， 严重者甚至出现前面掘进后面翻修，严重困扰矿 山的正常生产。虽然可以采用这几种支护的联合 支护，它在一定程度上能够抑制或延缓巷道的变 形，但由于支护成本高等原因因而得不到推广应 用。因此，复合型破碎围岩维护仍未得到很好解 决，而此类巷道的比例在逐年增加，客观上需要 进一步深入研究巷道围岩控制理论并发展新的支 护技术。
注浆概述——研究内容
注浆方法及工艺
注 浆 材 料
注 浆
注浆 理论
（渗透理论） （加固机理） （堵漏机理）
注浆参数优化及实验室研究
North China Institute of Science & Technology
注浆概述——研究路线
理论分析 数值分析 实验研究 现场调研
有机加固材料主要成分预聚物、催化剂、发泡剂等基于BP神经网络的正交回归实验 确定实验室内技术可行经济合理的最优配方方案 实验室进行注浆粘结实验设计和力学实验等