超前注浆加固课件PPT

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
工,但由于施工成本较高(相比较一般注浆施工成本增加l倍以 上 )和施工速度较慢,一般仅在特别困难的地层或特别重大风 险源注浆加固中采用。
TGRM分段前进式超前深孔注浆工艺
分段前进式注浆是钻、注交替作业的一种注浆方式,即 在施工中实施钻一段、注一段,再钻一段、再注一段的 钻、注交替方式进行施工,每次钻孔注浆分段长度为 2~3 m,采用孔口管法兰盘止浆。分段前进式超前深孔 注浆与TGRM特种灌浆料相结合即形成 TGRM分段前进式超 前深孔注浆工艺。
注浆材料的要求
浆液在地层中要有良好的可灌性,即在一定的压力下, 能渗到一定宽度的空隙和裂隙中; 浆液凝胶时间可以调节; 固化时收缩小,与岩石、混凝土、土壤等有一定的粘 结力; 固结后有一定的抗压、抗拉强度和抗渗性、耐久性; 稳定性好,以免过早地发生沉淀,影响浆液的压注; 为便于施工和增大浆液的扩散范围,浆液须具有良好 的流动性; 当地下水有侵蚀性时,应具有相应的耐侵蚀性; 无毒或低毒,对环境污染小; 注浆工艺简单,操作方便、安全。

设计补注浆钻孔位置及深度
注浆材料
常用的注浆浆液有: 水泥浆液; 超细水泥浆液; 特种水泥浆液(如TGRM水泥基系列特种灌浆材);
水泥一水玻璃浆液; 各种化学浆液(如铬木素、聚氨酯、丙凝等) 。
注浆材料在很大程度上直接影响到堵水防渗和固结的 效果,并关系到注浆工艺、工期及工程费用。
开挖面深孔注浆
深孔注浆
注浆工艺
双 重 管 注 浆 水 平 旋 喷 注 浆 水 平 袖 阀 管 注 浆 TGRM 前 进 式 注 浆
注浆材料
改 性 水 玻 璃 浆 普 通 水 泥 单 液 浆 水 泥 水 玻 璃 双 液 浆
超 细 水 泥 浆
双重管注浆(WSS)

双重管注浆技术
是采用双重管钻 机钻孔至预定深 度后从中空的钻 杆内进行后退式 注浆,注浆材料 采用水泥—水玻 璃双液浆。
修建城市各类隧道,为保证隧道开挖工作面的稳定以及 控制地表沉降,对地层采取预加固处理措施是浅埋暗挖 法过程中不可缺少的重要一环。
隧道注浆施工分类
在常见的浅埋暗挖法隧道注浆施工中.按照 开挖施工的先后顺序主要分为2大类,即: 第 1 类为在隧道开挖施工之前对即将开挖的土 (岩)体进行注浆加固称为超前预注浆;
水平袖阀管注浆
优点:能实现真正意义上的定域、定压、定量、往复精细注
浆,注浆施工质量有保证;
缺点:对机械设备要求高,如果地层情况恶劣则需要使用水
平套管钻机、恒压低流速大流量注浆泵等比较昂贵的施工机械, 同时往复注浆需要的注浆工期较长 ( 是正常注浆施工工期的 2 倍 )。
适用范围:理论上水平袖阀管注浆适合所有的水平注浆施
浅 埋 暗 挖 法 修 建 隧 道 施 工 程 序
施工准备 实施性施工组织设计 (修改施工方案) (加强初期支护施工辅助措施) (改变开挖步骤,程序) (修改支护参数)
地层预加固及施工辅助措施
开挖 初期支护 现场监控量测 否
是否符合 控制标准 是 防水层 二次衬砌混凝土结构 结束
浅埋暗挖法的施工工法
超前小导管
超前管棚
超前深孔注浆
技术发展
浅埋暗挖法隧道施工的安全性评价指标:

一是隧道工作面的稳定性指标,即隧道在开挖过程中围 岩不发生局部坍落或塌垮,内空变位量在容许范围内且 其达到稳定的时间不能过长; 二是地表下沉量指标,即隧道在施工过程中地表下沉量 应控制在容许值范围内。

大量的工程实践表明: 在第四纪软土中利用浅埋暗挖法
地层条件方面的要求:
断层破碎带和砂卵砾石层 , 当裂隙宽度 ( 或粒径 ) 大于 1mm或渗透系数Κ≥5×10-4m/s时,加固或堵水注浆宜优 先选用单液水泥浆和水泥一水玻璃浆。 断层泥带 , 当裂隙宽度 ( 或粒径 ) 小于 1mm 或渗透系数 Κ≥1×10-4m/s时,加固压浆宜有限选用水玻璃类。 中、细、粉砂及细小类型岩层、断层泥段堵水压浆宜 选用渗透性好、低毒、遇水膨胀的化学浆液,如聚氨酯 类;对于颗粒更小的粘土层,采用水泥浆、水泥一水玻璃 类, 可在水泥浆中加人嘭润土、粉煤灰等填料 , 使浆液具 有触变性能,并能防止材料的分离和水泥颗粒的沉淀。 岩溶地段突泥、突水和裂隙较大的地质构造中 ,为堵塞 突泥、涌水通道, 在适应压浆设各条件下 . 可用劈裂法代 替渗透法。
TGRM注浆材料的特点
微膨胀性。与一般浆材液凝结固化体积收缩相比,TGRM浆
液在注入地层固化的过程中,浆块具有1%~2%的膨胀率,能 有效地阻止钻孔注浆施工过程中对土体的扰动而引起的隧道围 岩变形。 针对性。针对不同地层TGRM 灌浆料开发出了系列产品,如: 针对地下水丰富的防水型、粉细砂层的超细型、疏松地层的发 泡型及普通早强型等。 综合性。TGRM浆液同时具有早强性和耐久性的特点,解决 了双液浆早强但不耐久和普通水泥浆液扩散无法有效控制、在 固化时浆块收缩、注浆后的隧道开挖施工需等待等问题。
单液水泥浆类浆液:
单液水泥浆类浆液是以水泥为主,添加一定量的速凝 剂,用水调剂成的浆液。 它具有以下特点: 凝结时间可根据实际需要随意调节,其变化范围为几 分钟至几小时; 浆液结石率可达 100% ,抗压强度可达 5~10Mpa ,对于 基岩裂隙中堵水和加固是完全能满足要求的。 抗渗性能好; 工艺设备简单,操作方便,较之双液浆有更大的优越 性; 难以注入0.2mm以下岩溶裂隙; 浆液无毒性,对地下水和环境无污染,较之使用化学 药剂为添加剂的浆液更安全; 来源丰富,价格便宜; 凝结时间相对较长;
注浆工艺流程
注浆设计 测量放孔 (用油漆标注在掌子面上) 钻机平台就位固定 钻机平台及仰俯角确认固定 安装灭尘供水系统 开孔、安装孔口管 安装灭尘器 否 钻注浆孔
接通动力电源
安装供风系统
是 转入下一钻孔 孔深确认
压水实验 注浆 否 是否已经完成本循环钻孔及注浆 钻注浆效果检查孔 浆液制备
是 结束
是否满足注 浆质量标准
A.长台阶法:稳定围岩(上台阶不超过50m或5倍洞跨),平行或交替作业 B.短台阶法:稳定较好围岩(上台阶1~1.5倍洞径),平行或交替作业 C.超短台阶法: 稳定性差围岩(上台阶3~5m),只能交替作业
(3)分部开挖法:分布开挖逐步成形
施工辅助措施
超前小导管注浆; 开挖面深孔注浆 管棚超前支护; 喷射混凝土封闭开挖工作面; 设置临时仰拱或临时支护; 地表注浆加固;
水平袖阀管注浆
袖阀管与孔壁间填入凝结后具备 一定强度的被称之为“套壳料” 的浆液,浆液凝固后封闭袖阀管 与钻孔壁之间的环状空间,防止 注浆时浆液到处流窜; 待套壳料具有一定强度后,在袖 阀管内放入带双止浆塞的注浆管 进行注浆,在橡皮套和止浆塞的 配合下,迫使浆液只在一个注浆 段范围内开环(即挤破套壳料) 而进入地层,经过凝胶硬化后充 填和堵塞地层中的空隙,从而改 良土体。
水平旋喷注浆
水平旋喷注浆是在竖直旋喷注浆工艺基 础上发展而来的一种注浆工艺,其原理 是浆液在高压作用下(20 MPa以上)剪切 置换地层,在隧道前方形成浆土加固混 合体。
水平旋喷注浆
优点:加固效果直观、浆液固结体强度高; 缺点:仅能适用软土地层.注浆工作压力很高。对地层破坏剪切
严重,浆液回流损失率高 (50 Hale Waihona Puke Baidu以上 ) ,施工成本较高,施工环境差。
工艺特点
前进式分段注浆采用 静压力控制 ,且注浆压力要求较小 (1 MPa 以下 ),压力反映真实,规避了双重管注浆或水平旋喷注浆 有可能产生的瞬时高压对隧道结构或隧道近接构筑物的破坏。 浆液配制简单。所有的浆材配制都在出厂之前完成,施工现 场仅需要控制浆液的水灰比即可保证浆液的凝结时间、扩散半 径、浆液黏度等。 解决了卵砾石堆积地层的注浆加固问题。采用潜孔锤冲击成 孔工艺,能将卵砾石敲击粉碎后成孔。克服了双重管注浆等其 他注浆工艺难以有效成孔和注浆加固的问题。 绿色施工。钻孔的动力为压缩空气,不使用传统的泥浆护壁 成孔,不排水、排泥,工作面干燥清洁。
水泥—水玻璃类浆液:
水泥—水玻璃类浆液是以水泥和水玻璃为主剂,两者按 一定的比例采用双液方式注入,必要时加入缓凝剂(磷 酸氢二钠)所形成的注浆材料,是一种用途及其广泛, 使用效果良好的注浆材料。 它具有以下特点: 来源丰富,价格便宜; 结石体抗压强度高,可达 5~20Mpa ,但后期强度由于 水玻璃的作用易降低; 浆液结石率为100%,结石体渗透系数10-3cm/s,抗渗 性能好; 对地下水和环境无污染; 难以注入0.2mm以下岩溶裂隙; 采用双液方式注入,施工工艺较单液复杂;
浆液浓度
对于注浆浓度,在每段每次压浆时先稀后浓,同一 分段多次压浆时则先浓后稀。 一般水泥浆液起始浓度较高,特别在初期压浆阶段, 因稀释浆液使结石率低,并增大扩散半径 , 延长压浆 时间。常用的水泥浆液浓度为1.5:1~0.5:1。 水泥浆液压浆过程中,某一种浓度级的吸浆率约为 吸水率的 80% ~ 85% 时 , 可以认为浓度适宜。在某一种 浓度压力保持不变、吸浆率随压浆时间延长而逐渐减 少,或吸浆率不变而压力却逐渐升高时,不需改变浆液 浓度。 遇有冒浆或岩层破碎带、大裂隙、裂隙发育地层时, 应越级加浓 , 或采用间歇注浆、水泥一水玻璃双液注 浆等措施。
TGRM注浆材料的特点
早强性。浆液在水灰比 1:1的使用条件下,初凝时间为 20
min.30 min后浆液固结的强度可达到 0.3MPa。2 h的强度可达 到 2MPa . 24h 的 强 度 可 达 到 10MPa 以 上 , 使 隧 道 被 注 浆 加 固 后.不需要等待凝固即可实现开挖施工,与普通水泥浆相比, 有效地提高了施工效率 耐久性。该浆液主要成分为P.O52.5水泥,外加多种特种外 加剂,为永久性注浆加固浆材,浆块与混凝土块耐久性相当。 与水泥一水玻璃双液浆相比,既达到了双液浆早期凝固的要求。 又解决了双液浆没有耐久性的问题。
双重管注浆(WSS)
优点:实现了长距离的深孔注浆,相对于传统的小导管注
浆工艺扩大了注浆加固范围:
缺点:该工法采用钻杆注浆,钻杆与注浆孔之间必然会存
在间隙,注浆时极易造成浆液回流,既浪费材料也不能保证 注浆效果。
适用范围:双重管注浆工艺采用的注浆材料为速凝的水
泥一水玻璃双液浆 (凝结时间在 1 min内) ,双液浆固结体的 有效强度只能维持l周左右的时间.所以双重管注浆只适用于 对注浆加固效果要求时间不长的临时性注浆加固.不适用于 对沉降要求较高的构筑物穿越注浆加固项目。
目前小导管的设计长度一般为
2 ~ 2.5m 。小导管注浆工法是 浅埋暗挖隧道的常规施工工艺, 在地层较稳定、无特别风险源 的情况下可大量采用。
开挖面深孔注浆工法
对于开挖断面较大的双线隧道或跨度较大的渡线隧道,因 注浆小导管加固范围有限,故一般采用开挖面深孔注浆。 对于70~100m2断面的隧道可布置12~18个注浆孔,其中 15m左右的长孔布置6~11个,5m左右的短孔布置6~7个,并 采用隔孔注浆的方法。
第2类为在隧道开挖施工之后对隧道周围土 (岩) 体进行环向打孔注浆加固称为径向补偿注浆。
超前小导管注浆
超前小导管注浆是城市隧道浅埋暗挖法施工中必须采用的 超前注浆预加固处理方法。
优点:能配套使用多种注浆材料,施工速度快,施工机
械简单,工序交换容易;
缺点:注浆加固范围小.注浆效果不均匀
超前小导管注浆
(1)全断面法:
①开挖顺序:隧道断面一次成形 ②适用范围:整体性好的稳定围岩
③施工特点:
工序简单(速度快、效率高)、工作面宽敞(运输、通风、排水通畅)
(2)台阶法:
①开挖顺序:隧道断面两步开挖(先上后下) ②影响台阶长度因素: A.初期支护形成闭合断面时间要求 B.上台阶开挖、支护、出渣等机械设备对场地要求 ③不同台阶法特点:
适用范围:适合在隧道周围没有重要构筑物情况下的软土地层加
固.不适合在压缩性小的卵砾石地层和砂性地层中使用。
水平袖阀管注浆
水平袖阀管注浆是一种精细的注浆方法,即先施
作袖阀管,在袖阀管内插入止浆塞(水囊、气囊或 皮碗式)进行分段注浆。
注浆循序 方向
止浆塞
袖阀管
加固范围
水平袖阀管注浆
利用工程钻机在注浆加固区 域打设注浆孔,注浆孔内预 先下入特制带有孔眼的被称 之为“袖阀管”的注浆花管, 管上每隔 33cm-35cm 钻一组 4Φ6mm或4Φ8mm的射浆孔, 每 组 孔 的 纵 向 长 度 10cm12cm,每组射浆孔的外部包 裹橡皮套,注浆时起到逆止 阀门的作用;
相关文档
最新文档