注浆部分

目录

1 注浆必要性及其作用 (1)

1.1 注浆的必要性 (2)

1.2 注浆的作用 (2)

2 注浆工艺 (3)

2.1 静压注浆 (3)

2.2 高压喷射注浆 (4)

3．注浆材料 (4)

4 常用注浆工艺及机理 (6)

4.1 全断面帷幕注浆 (6)

4.2 大管棚注浆 (7)

4.3 超前小导管注浆 (8)

4.4 中空锚杆注浆 (9)

4.5 锁脚锚杆注浆 (11)

4.6 初支背后注浆 (12)

4.7 二衬背后注浆 (13)

4.8 分区防水注浆 (13)

4.9 地表注浆 (14)

4.10 深孔注浆 (15)

5 注浆施工质量控制及注浆效果监控、检测 (15)

5.1 施工质量控制措施 (15)

5.2 注浆效果的监控方法 (16)

5.3 注浆效果检测方法 (16)

图4- 1 全断面注浆设计布置图 (7)

图4- 2管棚的支护形态模式图 (8)

图4- 3小导管横断面布置示意图 (9)

图4- 4 锁脚锚杆布置示意图 (12)

图4- 5壁后注浆布孔示意图 (12)

图4- 6分区防水纵剖面示意图 (14)

图4- 7单个分区段注浆嘴布置示意图 (14)

图4- 8 注浆扩散半径示意图 (14)

图4- 9 深孔注浆孔位示意图 (15)

表4- 1 中空锚杆与普通砂浆锚杆的比较 (11)

注浆部分

1 注浆必要性及其作用

1.1 注浆的必要性

随着隧道建设的发展，对环境的影响问题凸显出来，我们需要一种既能改良地层，又能把隧道施工对邻近结构产生的影响减至最小的方法。此外，随着地下空间的进一步开发利用，出现了越来越多的超深基坑、长距离、大断面盾构或顶管隧道，这对工程建设提出了新的挑战。在现有的多种辅助施工技术中，注浆技术在地下结构防渗、基坑加固、防止地面沉降、已建构筑物地基处理、顶管减摩顶进等方面起着重要的作用。

注浆技术的形成历史较早，但仅在近几十年来才获得迅猛发展，注浆已不仅是一门施工技术，它已经发展成为多学科交叉的综合性、应用性岩土工程科学。注浆技术在地表处理，隧道及地下工程堵水加固方面，已显示出卓绝的优势。在隧道及地下工程施工中，遇到软岩、断层破碎带、岩溶等不良地质施工困难时，注浆技术则往往能发挥较大的作用，注浆已经成为了支护体系不可缺少的重要组成部分。

1.2 注浆的作用

注浆方式繁多，注浆体形态各异，但是对隧道工程而言，注浆具有充填作用，加固作用和减渗作用，在实际注浆工程中往往需要发挥注浆的一方面或多方面的作用。

(1)充填作用：注浆可以对塌方体、空洞等进行填充从而保证围岩的完整性，防止小的空洞和塌方诱发大的塌方；可以对初衬和二衬进行背后注浆从而保证衬砌受力均匀减小结构应力集中并控制地层变形。改善了围岩和结构的受力状态，提高了耐久性。

(2)加固作用：注浆改变了围岩的微结构、微孔隙和围岩的物质组成成份，使围岩的宏观孔隙度降低，致密程度增强，并且提高了围岩的弹性模量、粘聚力和

内摩擦角。从而减小围岩变形，增强了围岩抵抗外力破坏的能力。

(3)减渗作用：浆液在岩层裂隙内流动扩散、充填、固结，成为具有一定强度和低透水性的结石体，充塞岩层裂隙，截断水流通道，固结破碎岩石，减小了围岩渗透系数，从而减小隧道的涌水量并和衬砌所受水荷载。

2 注浆工艺

对于隧道工程而言，根据注浆压力分为静压注浆和高压喷射注浆两大类。

2.1 静压注浆

在注浆过程中，浆液往往是以几种方式联合作用于土体，往往表现为一个动态变化的过程，在宏观上表现为充填、压密、渗透、劈裂的过程。依此，注浆方式的分类，只不过是在注浆过程中，浆液以某种方式为主作用于土体而已。

根据注浆压力、浆液对土体的作用机理、浆液的运动形式和替代方式可将注浆方式分为：充填注浆、压密注浆、渗透注浆和劈裂注浆。

2.1.1 充填注浆

大洞穴、构造断裂带、隧道衬砌壁后注浆。岩土层面、岩体裂隙、节理和断层的防渗、固结注浆。

2.1.2 压密注浆

压密注浆即挤压注浆，它是用极稠的浆液，通过钻孔挤向土体，在注浆处形成球形浆泡，靠浆液的扩散挤压周围土体，浆液不向土体渗透，只对土体产生挤压作用，使土体密实，因而土体不发生水力劈裂，这就是压密注浆与劈裂注浆的根本区别。压密注浆被广泛用于建筑物的抬升、固结地基土等方面，它不适用于透水性差、含水量大的软黏土；而劈裂注浆主要用于土体加固和软弱地基的防渗处理。

2.1.3 渗透注浆

指在不破坏地层土颗粒排列的条件下，浆液充填于土颗粒孔隙中，将土颗粒胶结成整体。渗透注浆主要有球形扩散理论、柱形扩散理论等。球形扩散理论适用于浆液为牛顿流体，被注介质为均质各向同性的无黏性土，并且是在点源注浆的情况下。实际注浆时，浆液并非全是牛顿流体，被注介质也并非是均质土。因此球形扩散理论有它的局限性。柱形扩散理论是以注浆管的一部分(过滤段)注浆

作为研究出发点，浆液呈柱状扩散。由于柱形扩散理论与球形扩散理论有相类似的假设，所以存在着类似的局限性。对于宾汉姆流体(塑性流体)，其渗透系数、有效黏度都是扩散半径的函数，因此上述理论经修正后方可应用于塑性流体。但是该理论的局限性在于没有考虑地下水运动的影响，对高黏度浆液误差较大，并且没有考虑浆液黏时变性的影响。

2.1.4 劈裂注浆

指的是浆液先压密注浆点周围的土体，当液体压力超过劈裂压力时土体产生水力劈裂，浆液流动使地层产生劈裂，形成脉状或条带状固结体，浆脉起骨架作用，土体被压密，从而改善其物理力学性质，浆液和土体一起构成了复合地基，从而起到加固地基的作用。

2.2 高压喷射注浆

喷射注浆，浆液在喷嘴外呈射流状冲击和破坏土体，浆液和土体搅拌混合形成固结体，从而起到加固地基的作用。其形状和尺寸与喷射方式及持续时间有关，分为旋转喷射、摆动喷射和定向喷射。按施工工艺分为单管法、二重管法、三重管法和多管法。为增大固结体的尺寸，需较长的喷射时间。可分为复喷和驻喷，复喷是重复喷射，驻喷是只摆动不提升喷射。喷射注浆具有适用范围广，固结体成形好，强度高，施工简单等优点。

3．注浆材料

注浆浆液材料分普通无机注浆浆液材料和有机化学注浆浆液材料两类。普通无机注浆浆液材料有：单液水泥类、水泥-水玻璃类，水玻璃类、粘土泥浆类(膨润土)、木屑、砂浆等。

（1）单液水泥类

水泥浆材具有固结体强度高、耐久性好、材料来源丰富、工艺设备简单、成本较低等优点，所以在各类工程中得以广泛应用。但这种浆液容易离析和沉淀，稳定性较差。此外，因固体颗粒较大，使浆液难以注入土层的细小裂隙或孔隙中。为改善水泥浆材的性质，以适应各种不同工程的需要，可在浆液中加入各种添加剂。近年来，超细水泥的开发克服了普通水泥浆材难以渗入较细(小于0.6mm)颗