钻孔注浆施工技术及效果分析

X 注浆技术工艺要点
钻孔注浆施工工艺为注浆钻孔埋管 P 压水实验 P 注浆等主要工序 J 钻孔注浆施工工艺见图 ( J X . O 钻孔埋管 需要注浆介质聚集的空间对于注浆体而言是开放空间 J 因 大部分地质灾害整治工程地质条件都很差 H 此注浆体只需钻孔设置注浆管 H 而无需设置回浆管或排气管 J 钻机宜采用潜孔钻孔 H 必须要求无水钻孔 J 但 对不同处理目的的工程其钻孔和埋管要求也不一样 J 钻孔施工工艺详见图 " J X . X 压水实验 压水实验根据地质情况和注浆方法来确定是否施作 J 如大长管棚注浆 P 锚索注浆 P 预应力梁体注浆 H 桥
钻孔注浆施工技术及效果分析
杨明槐
中铁十一局集团五公司 H重庆 G
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摘要 ! 分析了注浆技术应用于地质灾害防 治 工程的 作用 H 研究了 注浆技 术的 施工工 艺 H 分 为注浆施工技术提供技术依据 J 析了影响注浆效果的主要因素和注浆过程可灌性的变化规律 H 关建词 ! 注浆技术 K 地质灾害 K 应用
图 ! 注浆工艺流程图
节奏 # 实行停停注注的间歇注浆 " 间歇时间的长短须根据现场跑浆及观察孔串浆情况 # 并在施注过程中依 据注浆压力变化 # 判断介质可灌性状况加以调节 " 间隔注浆的节奏须掌握得恰到好处 # 既要使注浆效果明 显# 又要防止因间歇停注时间过长堵塞通道而使注浆半途而废 " 终注的标准及效果的判断 " 目前尚无比较精密的仪器可直接探查到介质中的注浆情况和效果 # 必 $ 0 ) 须遵循下 列工艺 参数指 标作为综合 考 虑 注浆 结 束 标准 1 2 注 浆压力 达到设计 值要求 或终 压为初 压的 % & ’ .3倍 + 4 在 终压条 件下达到 终量 + 5 完 成 设 计的 注 浆 量或 达到稀 浆不 可注 + 6 达 到要求 的注浆 时间 或次 这 /条终注标准应综合考虑缺一不可 # 一般而言 # 按上述要求实施并完成注浆的 # 其注浆质量是稳定可 数" 靠的 # 效果是良好的 "
第( ’卷
增刊
石 家 庄 铁 道 学 院 学 报
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第O \卷
! 注浆过程可灌性的变化规律
地层中注浆可灌性的过程呈现一定的变化规律 " 注浆量大压力低说明可灌性好 " 注浆量小压力高说明 可灌性差 # 在注浆量大的情况下应采取间歇注浆 " 避免大量跑浆 " 造成注浆浆液浪费甚至破坏地表形成局 部坍塌滑坡 # 一般情况下可灌性由大变小 " 也反映在注浆压力由低渐高直至不可注 " 表明受注体空间逐渐 被浆液充满 #较高的注浆压力能使浆体产生挤压及疏通地层裂隙 " 从而增加或延续受注介质的可灌性 #了 解注浆体行为与地质灾害工程施工可灌性及其相互密切关系 " 有利于对各个不同 病害 工程注 浆施工 工艺 的选择和实施 " 避免在滑坡治理工程中 " 由于注浆而影响工程质量或引起山体更大滑坡事故的发生 #
& 单 位 *&: 0 *: ’ 为 钻 孔 的 注 入 量" 取& ;: 5 为介质裂隙孔隙率 " 6为 $
浆 液 在 介 质 中 有 效 充 填 系 数" 取 取 ’ ( < %’ ( = : 2为 浆 液 损 失 系 数 " 单 位 *: . ( . %. ( > : 8为 钻 孔 深 度 " 9为总孔数 # 在 实施 注浆中 " 还须 根据 压 水 实验情况及注浆过程中的反应适 并通过对注浆压 当 调 整 注 入 量" 力? 浆 液 浓 度? 注浆方法诸多因素 的调控 " 将所需注入 量灌注 到预定 范围 " 以达到注浆目的 # 高速公路路基下沉采用水平孔注浆过 & /注浆压力 # 程中" 注浆可灌 性的变 化直接表现 为 压 力的 变 化 " 可灌性 好" 注浆压力自然较低 # 要达到稳定层压密而不致于路基 起鼓" 一方面应 加强测 点的测量观 察 " 一方面把压力控制 在 ’ 视变化情况采取停停注注的方 ( < %’ ( )@A B左 右 " 法" 压力也可逐渐调 高 " 但 也不能 盲 目 地 调 高 # 有 经 验 的 操 作 者 会 根 据 注 浆 量" 注 浆 时 间 及 浆 液 浓 度" 观 察 漏 浆? 串 浆 及 工 作 面 介 质 等 情 况" 在施注过程中依据各种现象 反 应" 利用回浆阀来 控制进浆量 " 适时 调 控 注 浆 压 力#调 控 的 关键在于使注浆压 力变 化顺应 介 质 可灌 性 的 变 化 规 律" 以免浆液作无效扩散 # 正常情况下注浆终压应为初压 的. 注浆压 力的变化压 势 是 判断 注 浆 情 况 和 注 ( > % $倍 " 浆质量的重要依据 #
$ 结束
多年的施工经验表明 " 注浆技术对于高边坡防护 % 山体滑坡 % 隧道开裂 % 桥梁桩基加固 % 注浆堵水 % 高速 公路路基沉降等地质灾害防治工程 " 其作用和效果是其他任何工艺都无法替代的 # 在实际施工中应掌握不 同的地层条件与不同的施工工艺以及注浆浆液的行为特性和介质可灌性之间的辩证关系 # 施注过程中必 须依据介质中的可灌性变化态势 " 适时调控注浆压力 % 浆液浓度 % 注浆节奏等工艺条件 " 才能顺利有效地将 有限浆液送到介质中大小间隙范围内 " 以达到地质灾害和防治工程整治的预期效果 #
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图 + 钻孔施工工艺流程图 图 ! 钻孔注浆工艺Hale Waihona Puke Baidu程图
万方数据
由于注浆过程中介质的可灌性具有一定的变化规律 " 直接表现为注浆压力随之发生变 < /浆液浓度 #
增刊
杨明槐 1 钻孔注浆施工技术及效果分析
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化"为此# 浆液浓度 也必须 对应不 同的 压 力 阶段 # 适时 以适应这种可 灌性的 变化 # 这是 因 为 不同 浓 度 的 调整 # 浆体其行为特性有所不同 " 稀浆 $ 水灰比约 % 便 & ’ (% ) 渗 透 能 力 强# 首 先 加 固 预 定 范 围 的 周 边 地 带+ 于 输 送* 中等浓度浆体 $ 水灰比约 % 则主要加固预定范围的 (% ) 核 心 部 分# 起 着 充 填* 压 密* 挤 压 的 作 用+ 而浓浆$ 水灰 比, 的浆液则对已注入的浆液体起脱 & (% ., & / ’ (% ) 水作用 " 在 介质 中根据 可灌性的 不同 阶段 相 应 调配 不 同 浓 度的注浆 浆液 # 并采 用相应的注 浆压力 # 才能 做 到 将有 限 浆量 送到并灌入 到有效空 间范围 内 " 浆液 浓 度 的控 制 原 则 一般为先用 稀浆 # 随后渐浓 # 最 后 注浓 浆 " 在 可 灌的条 件 下 # 尽 量多 用中等浓度 以上浆 液 # 以 防 浆 液作 无效扩散 " 注浆节奏 "为了使有限的浆液尽量地注入介质 $ ’ ) 中 的 有 效 空 间 范 围 内# 在注浆过程中一定要掌握注浆
! 影响注浆效果的因素
! & 7 注浆范围的控制 注浆属隐蔽工程 # 有的病害工程地质不明 # 又要及时整治 # 只能凭着注浆压力和浆液输送量来控制 # 但 往往难以控制 " 如赣龙铁路湖西塘隧道 8 由于铁路隧道工作面狭窄 # 工期 / : ;0 : , .;3 ,段塌方处理 # 93 又紧# 要求 / 同 时要 求 隧 道开 挖 四 周小 导管 注浆 成环 # 浆液 扩散半 径 , 然而施工 ,<穿越塌 方地段 # & 0=# 核心土部位的开挖难度加大 # 结果单位水泥量达 % 虽达 到 过程中部分浆液已串至核心部分固结 # % , ,多 > # 质量要求 # 但工期延误 % 经济上造成较大浪费 " ,< # ! & ? 设计压力影响 某些工程施工作业面由于封闭 # 堵漏范围大 # 预先无法探明 # 注浆过程中出现串孔跑浆 # 堵漏工作难度 大# 往往采取停停注注的办法 # 但终因达不到注浆设计压力而影响注浆效果 " ! & ! 注浆孔位的影响 注浆钻孔多数在破碎地层 # 有时伴有大量涌水 # 在这种条件下 # 钻 孔难度 大 # 钻至 中途无 法钻进 # 只有 移位补孔 # 而注浆管按设计预埋不容易做到 # 导致注浆扩散半径小 # 起不到挤压 * 握裹 * 胶结作用 " 综上对影响注浆效果的分析 # 注浆前应认真分析各工程病害原因 # 详细了解有关地质资料和现场调查 情况 # 根据不同的地质病害工程应拟定不同的注浆方案 # 采取相应的施工工艺 # 才 能保证 工程质 量和 得到 良好的经济效果 "
收稿日期 ! " # # $ % # & % " ’
万方数据
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作者简介 ! 杨明槐
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第. D卷
梁桩基混 凝土离析及 缺陷修复等 " 可 以 作 压 水 实 验" 清 除 尘 渣" 疏通 注 浆 通 道" 检 查 注 体 是 否 串 气" 提 压水宜 $ 前堵塞 # 一般情况下 " %& 级压力顺 次逐级进行 " 并要求有 一 定的压水 时间及压水量 " 压水量 控 制在 ’ ( )*& 左右 #对注浆范围小 " 注 浆 深 度 浅" 土 质 软 弱" 成孔本身 困难的情 况最好不 作压水实 验 " 否 则" 易 造 成 钻 孔 塌 陷" 堵塞注浆通 道# + ( , 注浆 . /注浆 #注浆施工工艺详见 图& # 工作面注浆量计算 $ / 12 78 0 3 4 56 ’ 19 0 0 ’ 式 中" 为 工 作 面 注 浆 总 量" 单位 0
M 中图分类号 ! " * $ . $ 文献标识码 ! ( # # * % & " " * G " # # $ I ( % # # N ( % # $ A L 8 文章编号 ! /
O 引言
钻孔注浆是把不同的浆液材料通过注浆管输送到各种复杂地层中 H 起到充填 P 固结 P 补强 P 压密 P 挤压 P 膨胀 P 胶结等作用 J 对于不同的地质灾害整治工程 H 通过注浆技术处理 H 都能达到预期的施工效果 H 从而改 善了施工安全条件 H 提高工程质量 H 降低施工难度 H 缩短施工工期 H 降低工程造价等 J 注 浆技术应用于地质灾害防治工程的作用主要表现在以下方面 ! 隧道软 弱围 岩开挖 H 在开 挖前 用 G ( I 其浆液可以起到充填 P 胶结作用 H 使隧道开挖周围形成一个坚硬 的硬壳 H 确 保开挖 施工 安全 J 小导管注浆 H 目前在隧道 QP 给隧道开挖带来方便 J 建筑物的空洞裂 R 级围岩开挖设计中普遍采用小导管注浆施工 H G " I 缝H 其浆液可以起充填 P 胶结 P 补强作用 H 如桥梁桩基混凝土离析及缺陷修复 J 边坡由于受地质原因及爆 G & I 破影响出现局部 岩石 断裂松动 H 为 阻 止 产生 大 面 积滑 坡通 过低 压注浆 H 压力 控制在 # . " S# . &CT D左 右 H 以 达到充填 P 固结作用 JG 锚索施工其注浆采用两种方法 ! 浆液从 孔底 返浆出 来 H 把 孔内 积 $ I U 返浆注浆 H 水P 泥渣从孔底扫出 K 加大浆注解扩散半径 H 增加锚固端的抗拔力 J 高速公路因路 V 采取高压劈裂注浆 H G 2 I 基沉降 P 稳定层松散 H 通过水平孔花管注浆 H 注浆采用浆液掺 & 达到压密稳定层 H 补强 WS* W 铝粉膨胀剂 H 稳定层与路基面层之间的沉降缝 H 从而达到加固抬高路基的目的 J