高压旋喷注浆原理及施工

岩土钻掘设备课程设计

课题名称：高压喷射注浆工艺

汇报人：孔海潮

小组成员：李立辰张田田孔海潮

张继超张良余子烨李洲

院系：工程学院班级：051123

专业：地质工程（岩土钻掘方向）

指导老师：卢春华

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前言 ........................ 错误!未定义书签。

第一章 高压喷射注浆法的定义与种类 (2)

第一节 高压喷射注浆法的定义 (2)

第二节 高压喷射注浆法的种类 (3)

第二章 高压喷射注浆法旳特点及适用条件 (5)

第一节 高压喷射注浆法的主要特点 (5)

第二节 高压喷射注浆法的适用条件 (5)

第三章 高压喷射注浆法加固机理 (7)

第一节 喷射流的相关性质 (7)

第二节 高压喷射流对土体的破坏作用 (9)

第三节 高压喷射流成桩（壁）机理 (10)

第四章 高压喷射注浆机械 (12)

第一节 施工机具 (12)

第五章 施工工艺 ........................ (20)

第一节 高压喷射注浆工艺流程见图 (20)

第二节 施工要点 (21)

第三节 常见施工问题及处理22展望

(22)

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中国地质大学（武汉）

前言

1960年日本在中西涉博士发明了单管高压旋喷注浆法(CCP工法)以后,又相继开发了二重管高压旋喷注浆法(JGS工法)、三重管高压旋喷注浆法(GJG工法),他们在三重管高压旋喷注浆法的基础上,开发的555一MAN施工法(SuPer5011stabilizationManagement)和RJP(超高压旋喷注浆法,RodinJetPile)工法,旋喷直径最大可达4m,其研究的全方位高压旋喷注浆法(MJS工法),是一种全方位(水平和倾斜方向)大孔径旋摆喷技术,该技术包括喷头测试装置和排泥处理装置。近年来,日本又把高压喷射注浆法与深层水泥浆液搅拌法结合起来,同时发挥机械搅拌和射流搅拌两者的优点,形成了深层喷射搅拌混合法。

高压喷射注浆技术的发明,完善了注浆技术体系,使施工注浆结构体成为现实。低压的渗透注浆可使土体不变形、浆液充填土颗粒间孔隙、附加地应力较小,中压的压密注浆造成土体变形、浆液与土体共同形成似柱状固结体、附加地应力较大,较高压的劈裂注浆能够破坏土体、产生树状固结体、附加地应力较大,而高压喷射注浆利用高压将土体切割后部分获全部排出、浆液在切割范围内均匀搅拌或置换形成高强度的结构体、附加地应力小,注浆技术成为较完整的技术体系。高压喷射注浆技术的发展促进了注浆材料的发展,使成本低廉的水泥浆材逐步替代化学浆材,进一步减小了对环境的污染和降低工程造价。

我国注浆技术起步较晚但发展迅速,上世纪50年代开始初步掌握注浆技术,60年代开始在继水电行业进行坝基基础注浆,静压注浆法在许多行业的矿山井巷、软基加固、边坡治理等领域得到应用,70年代末在铁路行业开始进行高压喷射注浆法的研究和应用,随后在冶金、煤炭、水电、建筑、交通等各部门进行了大量的工程应用。历经四十余年的发展,我国注浆技术得到了成熟的进步,注浆材料和注浆设备均实现了自行研制和生产,注浆技术水平已可跻身国际先进行列。

第一章高压喷射注浆法的定义与种类

第一节高压喷射注浆法的定义

高压喷射注浆，就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定深度后，以20--40MPa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层，当能量大、速度快和动脉状的射流动压大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来。一部分细颗粒随浆液或水冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律的重新排列，浆液凝固后，便在土层中形成一个固结体。

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固结体的形状与高压喷射流的作用方向、移动轨迹和持续时间有密切关

系。当喷射流作360º旋转（旋喷）时，固结体呈圆形；喷射流束固定一个方向喷射（定喷）时，固结体为条形；喷射流作顺、逆时针方向小于180º往复喷射（摆喷）时，固结体呈扇形。

第二节 高压喷射注浆法的种类

高压喷射注浆法按照喷射流的移动方式、注浆管的类型分为不同的种类，

如下表：

高压喷射注浆法分类表 分类依据

类型 主要特点 喷射流的移动方式 旋转喷射（旋喷）

喷嘴在喷射时，边提升边旋转，固结体呈圆柱状 定向喷射（定喷）

喷嘴在喷射时，只提升不旋转，固结体呈壁装 摆动喷射（摆喷）

喷嘴在喷射时，边提升边以一定角度正反转动 注浆管类型 单（重）管

使用单层（根）注浆管喷射浆液（压力20MPa 左右） 双（重）管 使用双层（根）注浆管喷射浆

液，气体同轴射流（浆液压力

20MPa 左右，气体压力0.7MPa

左右）

三（重）管

使用三重（根）注浆管，一个

喷射嘴射水，气体同轴射流切

割土体，另一个喷嘴喷入浆液

（水压20MPa ，气体0.7MPa ，

浆压2—5MPa ） 作为地基加固，通常采用旋喷注浆的形式使加固在土体中成为均匀的圆

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中国地质大学（武汉）

柱体或异形圆柱体。现代科学技术的发展，促进了注浆法进一步完善与提高，由于不断的改进工艺和研制新型的机具，旋喷技术有了较快的发展，自单管旋喷法问世以来，在短短的几年内，二重管旋喷法和三重管旋喷法相继达到了实用程度。到20世纪70年代中期，已经逐渐形成了一套体系，它的基本工艺类型有以下三种：

1.单管法

单管注浆法是利用钻机等设备，把安装在注浆管（单管）底部

2.二重管法

3.三重管法