全断面深孔注浆施工技术

全断面深孔注浆施工技术

全断面深孔注浆利用注浆机将混合液体压注到地层中，可在较短时间内使浆液与土层颗粒形成加固体并逐步形成硬壳区域，起到加固及止水作用。

地层情况

（1）对圆砾卵石层、中粗砂层、松散的粉土层采取渗透注浆方法，将浆液填充到土层的孔隙和裂隙中，挤出孔隙中的自由水和气体，通过物理化学反应，浆液在孔隙中形成具有一定强度和低透水性的结石体，堵塞或充填孔隙，起到加固和防渗作用。

（2）在粉质粘土、粉细砂、细中砂层及含水丰富的砂卵石层中采取劈裂注浆方法，浆液的劈裂路线呈纵横交叉的脉状网络，形成浆液条形网。劈裂注浆会破坏被注土层的原始结构，形成劈裂-浆脉网压密土层颗粒，挤去孔隙中的自由水和气体，形成强度较高的条形网状体结构，从而起到加固和止水作用。

原材料选择

（1）水泥浆液以水∶水泥=1∶1配置而成，水泥为主，添加一定量的附加剂调节水泥浆液的性能。因粒径影响，水泥浆很难进入渗透系数小于0.05cm/s 的细砂层及砂土层。用于调整水泥浆液凝胶时间的速凝剂有氯化钙、水玻璃、氯化铝等。

（2）纯的水玻璃是钠硅酸盐固体，用于工程施工的水玻璃是指液态的水玻璃的水溶液。水玻璃原液用水按一定比例稀释，得到可用水玻璃浆液，水玻璃浆液固结原理是液态水玻璃与其他成分发生化学反应，产生不易于溶于水的物质，形成凝胶，从而达到堵水与固结土层的作用。

（3）磷酸是一种常用的无机酸，与水玻璃液相遇反应迅速，可形成磷酸钠

硅酸盐固体，由于反应时间快、不受颗粒粒径的影响且在反应过程中可吸收部分外界水分，因此在细砂层、饱和砂层中可压注两种液体的混合物，起挤密、排水作用。

（4）超细水泥-水玻璃浆与普通水泥、水玻璃浆液作用原理相同，但超细水泥具有颗粒极小的特点，且两者混合液初始粘度低，浆液在60s前粘度小于100cP，粘度保持上升但上升不大，渗透性能较好，随后又随时间有明显突变而产生固结，有利于注浆堵水。

动态注浆

（1）全断面深孔注浆单个钻孔深10~11.8m，钻杆带动钻头带水带压旋入指定深度，钻进过程会穿越不同地层，通过返浆情况详细记录涉及地层，并通过钻进长度记录地层所在位置，到达设计深度后钻头喷浆，所覆盖区域浆液渗透进入地层，逐渐趋近饱和后压力上升，通过剂量计统计该孔该部位所注浆液量，根据公式计算理论注浆量，并结合实际地层情况适当取值。作为催化剂的水玻璃＋水泥浆混入土层中反应逐步形成块体连续固结形成稳定加固区。以此顺序，逐步注浆，逐步后退钻杆，直至封闭掌子面。

（2）若注浆量未达到计算量但注浆压力已达到1.0~1.5MPa，可活动钻杆适压浆液，进行注-停-注-停的间歇注浆。劈裂注浆是在渗透注浆已将地层部分进行填充、压挤的情况下，再次提高注浆压力，将浆液以线状劈裂进入岩土层中，以高压形式进行填充、挤密并形成浆脉的扩散，形成加固区。后退式注浆过程中可根据实际地层情况采取渗透注浆、劈裂注浆相结合的方法进行，地层变化明显处以交替方式进行。采用动态化注浆解决了单种注浆方法的缺陷和不足，是注浆的关键步骤。

机械化注浆

HDL-80B型多功能注浆台车为钻-注-记一体化注浆设备，根据实际地层情况及计算注浆量进行动态调整，做到精准注浆，而在数据收集及整理过程中，台车系统具有记忆功能，并分类显示，可实现大数据的可追溯性。具体作用机理如下。

（1）调整钻机角度，设置钻进参数，钻进、成孔，钻-注过程中回转扭矩、给进速度、注浆压力、双管注浆量等数据并实时记录。

（2）收集数据并进行相关数据分析，预估前方土层情况及浆脉预形成情况，在开挖过程中记录每断面深孔注浆加固效果。

（3）为精准注浆提供数据支持和分析，大数据存储期为1个月，具有可追溯性，对比开挖时实际揭露的地层及浆脉的形成、走向，可形成数据库，为下一循环注浆提供数据支持，如此往复，可实现钻孔-注浆-分析、对比、结论-动态注浆-调整后继续成孔、注浆直至完成，开始下一个循环。