地下工程施工技术期末复习题

注浆

定义：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，以改善地基的物理力学性质，即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，使隧道围岩或土体形成一个抗渗性能良好、强度较高的整体，以达到填充、堵水和加固等围岩或土体的目的。（作用）

工作机理：（图见21-24）

渗透注浆

定义：在压力作用下使浆液充填土的空隙和岩石的裂隙，排挤出空隙中自由水和气体，在空隙中形成具有一定强度和低透水性的结石体，起到加固和防渗作用。

适用地层：中粗砂层、砂砾石层、砂卵石层和岩层裂隙中。

压密注浆

定义：通过钻孔将不易流动的极浓的惰性注浆材料压入地层中，在形成均匀固结浆泡的同时，压密周围土体的方法。

适用：细砂地层并含有空洞。

劈裂注浆

定义：浆液在较高压力的作用下，似利斧劈入土层，产生劈裂面，浆液的劈裂路线呈纵横交叉的脉状网络

适用：中细砂层、粉细砂层、淤泥质粘土层、粉质粘土层中。

充填注浆

定义：在残积层、岩石断层破碎带进行注浆施工，一般当注浆材料粒径能满足小于裂隙宽度的1/3～1/5时，均能产生裂隙填充。

适用：断层破碎带。

材料三性质：可控性，可注性，抗渗性。（粘度低、流动性好；具有可调节控制的凝胶时间；结石率高、强度大、抗渗透性强；稳

定性好；价格低廉、来源富足，并且是不污染环境、对人体无害的物质。）

工艺：

注浆设备：主要包括钻机、钻具、注浆泵、搅拌机、注浆管路总成、止浆塞和混合器等

流程：

1 注浆设计

2 注浆孔施工

3 安装注浆设备

4 压水试验

5 配置浆液

6 注浆施工

7 效果检查

注浆参数：加固范围，注浆量，注浆压力，孔距

三要素：扩散半径（加固范围），注浆量，注浆压力

注浆四要素：工程对象；注浆材料；机械设备；注浆工艺。

常用注浆法：

花管注浆

适用条件

（1）与钻杆注浆法相比：由于注浆管喷出的断面积明显增大，因此，大大

减小了压力急剧上升和浆液涌到地表层的可能性。

（4）与止浆塞组合，还可用于孔壁较好的裂隙岩体注浆。

（2）用于砂砾层渗透注浆。

（3）用于土体的水泥一水玻璃双液劈裂注浆。

袖阀管法注浆

适用范围：

（1）砂砾层渗透注浆。

（2）软土层劈裂注浆和深层土体劈裂注浆。

（3）有地表工作面条件的软弱地层的处理。

双重管法注浆

双液化学注浆

双重管双栓塞注浆

复合注浆

循环注浆

对吸浆率较小的裂隙岩体，注水泥

浆液或水泥粘土浆液，则可采用循环注浆

级配反滤注浆

地下水多

孔序与段序

顺序注浆：以排除地下水为主的注浆顺序，先中间孔注浆

后外围孔的开放式注浆。可防止浆液逸失。

跳孔注浆：它是在一孔注浆完后，间隔一孔或者多孔注浆，

也可以在一排注浆完后，间隔一排或数排注浆。

水平注浆段序：

（1）分段前进式：适用范围：宜用于裂隙发育或破碎

岩层，突水、涌泥超前隧道预加固

（2）后退式：适用范围：宜用于裂隙不甚发育的岩层，

极其软弱地层的超前隧道预加固。

垂直注浆段序：

（1）分段下行注浆：自上而下，钻一段注一段。用止

浆塞。自下而上复注。

特点：能控制浆液上冒，钻孔工作量大，工期长。

（2）分段上行注浆：一次钻孔，分段上行注浆。用止

浆塞。

特点：不重复钻孔，止浆塞要可靠。

（3）一次全深注浆：扩散不均匀，要求供液能力大适

用于均匀裂隙

浅埋暗挖法施工

定义：

浅埋暗挖法定义

在软弱围岩地层中，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅和锚喷砼作为初期支护手段，遵循“新奥法”

理论，按照“十八字”方针进行隧道的设计和施工。

浅埋隧道定义

铁路隧道：对于单线或双线隧道洞顶埋深小于：VI级围岩35-40m、V级围岩18-25m、IV级围岩10-14m、III级围岩5-7m，为浅埋隧道。

城市地铁：覆跨比H/D在0.6-1.5时为浅埋，H/D小于0.6时为超浅埋。（H：埋深；D：结构跨度）

特点

优点：结构形式灵活多变，对地面建筑、道路和地下管线影响不大，拆迁占地少，扰民少，污染城市环境少等。

缺点：施工速度慢，喷射混凝土粉尘多，劳动强度大，机械化程度不高，以及高水位地层结构防水比较困难等。

十八字方针：管超前，严注浆，短进尺，强支护，早封闭，勤量测

施工步骤：

1 施工准备

2 超前预支护

3 注浆

4 土方开挖

5 钢格栅架立

6 网片、连接筋

7 喷射混凝土

8 防水施工

9 二次衬砌

超前支护准备（工艺流程）

在隧道开挖之前，通过向掌子面前方地层里注浆、冷冻、打入钢

管、钢板、锚杆等技术措施，在隧道横断面上形成一个拱形连续体，使其加固开挖面前方地层，同时利用其支撑力保持前方土体的稳定，减少地表沉降量的技术总称。

超前支护方法主要包括：管棚法，水平旋喷注浆法，超前小导管

法，超前锚杆法、冻结法等。

管棚法

作用：梁拱效应，加固效应，环槽效应，确保安全

工艺流程：地质勘查、设计准备—管棚设计—测量定位—钻机定位—钻孔与清孔—管棚加工与制作—插入管棚—浆

液制作—注浆加固—隧道开挖

小导管注浆技术：

定义：超前小导管注浆技术应用于隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩预支护。在开挖掘进前，先用喷混凝土将开挖面封闭，然后配

合型钢钢架，沿着隧道拱部轮廓线将小导管打入围岩中，并

向钢管内注浆，浆液即由导管渗透到地层中，在隧道拱部形

成固结体并加固围岩。

工艺流程：施工方案-混凝土封闭-拱部放样-钻孔成孔-清孔-插入小导管-注浆加固-隧道开挖

适用条件：适用于自稳时间短的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。

超前锚杆支护技术

定义：沿开挖轮廓线，以外插角向前方安装锚杆，形成预锚固在围岩锚固圈保护下开挖。

适用条件：适用于地下水较少的软弱围岩。柔性较大，整体刚度较小。

旋喷预注浆技术

定义：用旋喷注浆机沿开挖面周边设计位置旋喷现场旋喷柱体，通过固结体相互咬合形成预支护拱棚。

流程：钻机成孔，随钻杆退出，将浆液旋喷注入空腔，高压射流切割腔壁土体，搅拌混合固结形成直径 600mm 左右

固结体，地层受到压缩和固结，改善土体物理力学性能。

适用范围：软弱地层，特别是含水软弱地层，如：淤泥层、粘性土、砂类土、泥页岩、砂砾层、破碎带

工作面开挖方法（范围，断面形式，顺序）

一、全断面法

1 适用范围

土质稳定、断面较小的隧道施工，适宜人工开挖或小型机械

作业。

2 施工顺序

采取自上而下一次开挖成形，沿着轮廓开挖，按照施工方案