一级建造师实务截水帷幕注浆法-.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主 要 内 容,1、概述 2、注浆工艺 3、注浆材料 4、注浆机理 5、渗透理论与注浆参数 6、注浆效果和工期,第二章,注 浆,法,1,1 概述,一、注浆的定义,将一定材料配制成浆液，用压送设备将其压入地层，使其扩散、凝固和硬化，以达到岩土加固和堵水的目的。,三,层,含,义,工艺,作用,1.加固,2.堵水,3.加固与堵水兼有,扩散,凝胶,利用注浆泵,浆液,地层,机理,固化,注浆是一门科学技术：,涉及到：工程地质学、土力学岩石力学、水文地质学、,流体力学、化学、材料学、机械学等学科,2,注浆泵,浆液桶,软土或含水地层,注浆管路,基本工艺,3,二、注浆的分类,按注浆时间,按注浆材料,按被注体的性质,按注入形态,按注浆设备的位置,预注浆,后注浆,在工程开挖之前实施,在工程开挖之后实施,水泥注浆、化学注浆、粘土注浆,岩石注浆、土层注浆,渗透注浆、压密注浆（置换注浆）、劈裂注浆（挤压注浆）、充填注浆、搅拌（喷射）注浆,地面注浆、工作面注浆,多用于矿山,4,按,工艺流程,单液注浆,按,注浆压力,低压注浆：静压注浆，5MPa以下中压注浆：515MPa,高压注浆：15MPa以上,双液注浆,一种类型的材料一台注浆泵和一套输浆系统,两种类型的材料。在混合器中混合。,用两台单液注浆泵或一台双液泵。,两套输浆管路同时注浆。,5,三、注浆技术的发展,1国外,1802年，法国，利用石灰、粘土浆液加固迪普港的砖石砌壁，开始了注浆施工。,1824年，开始使用波特兰水泥注浆,1885年，开始采用地面预注浆施工竖井,1925年，荷兰，使用水玻璃和氯化钙浆液注浆，开始了化学注浆的历史。,1951年后，欧美、日本等国家研制出了粘度较低的尿醛树脂、聚氨脂等高分子化学注浆材料,1960末，英国，80的煤矿建设中采用了注浆技术，注浆深度达1657m。,1978年，苏联，在煤矿中，注浆法占特殊施工总进尺的75。,6,2国内,1950初，开始应用注浆法,1960,研究化学注浆。成功使用水泥水玻璃、MG646等浆液，并注重注浆设备和注浆工艺的研究。,到1998年，中国煤矿104个井筒采用地面预注浆，87个井筒采用了工作面预注浆。注浆深度达859m。,目前在各个行业都得到了应用。,1.注浆工艺、参数的研究,不同受注对象和目的下的工艺参数:,配比，注浆压力，注浆深度，一次注浆长度，孔间距等。,四、注浆技术的研究方向和内容,7,2.注浆设备的研究,主要设备：注浆泵，形式、功能各异 辅助设备：水泥浆磨细机、止浆塞 记量设备：如流量计、压力表、阀门,3.,注浆材料的研究,研发新的注浆材料：各种化学浆液、粘土浆液、超细水泥、纳米（10,9,m)材料、磁化水浆液,新材料的现场研究：浆液性能、注浆参数、注浆效果,新材料的实验室研究：浆液性能、注浆参数、注浆效果,8,4.注浆理论与机理研究,浆液在不同情况（目的、材料、压力、地层）下的扩散规律、固结机理,5.注浆效果的研究,注浆效果的现场检验（检测）方法和准确性研究,注浆效果的实验室模拟试验研究,岩土体加固后的物理力学性能研究,岩土加固后的结构效应研究,注浆效果检测仪器设备的研究,9,五、注浆的应用,1矿山,竖井注浆：,地面预注浆、工作面预注浆、壁后注浆、壁内注浆、淹井的封堵（抛渣注浆）,巷（隧）道注浆：,工作面预注浆、后注浆、,直接堵漏、特大涌水封堵,10,2建筑基坑加固,坑周、坑底、桩墙后、边墙角、锚杆孔等。,11,3地铁隧道,工作面注浆，管棚注浆 盾构管片后充填注浆 进出洞口加固注浆 隧道底部注浆,12,13,14,4地基加固与纠偏,建筑物的地基处理 道路路基的加固处理 地基灌浆托换,建筑物、构筑物的 纠偏注浆 混凝土桩桩底和桩周 灌浆加固,5大坝加固,坝基加固处理、大坝裂缝注浆、管涌封堵,6地下建筑物（空间）的防渗漏,人防工事、地下室、电梯井、储藏室、过街通道以及其它地下空间工程等,15,2 注浆工艺,定义,在井筒开凿之前，在地面围绕井筒四周钻进一些注浆孔到,含水层,，利用设置在地面上的注浆设备，将浆液经注浆孔压注入含水层。浆液在岩土的裂隙或孔隙中，经渗透、扩散、和凝固，在井筒周围形成一定强度的、基本不透水的注浆帷幕。,一、立井地面预注浆,16,主要工序,钻注浆孔,安装注浆设备,压水试验,注浆,井筒掘砌,17,注浆孔布置与结构,注浆孔布置及其数目,形式：同心圆布置 位置：井筒外,1.5m,的圆周上；井筒断面范围内。孔数：一般,6,9,个。计算公式：,D,井筒掘进直径，,m,；,A,井外布孔时，注浆孔到井筒荒径的距离，,1.5m,；,L,孔距，相等或不等。（,1.3,1.5,）,R,；,R,浆液的扩散半径，,m,。,18,九龙口矿北风井地面注浆孔布置,19,钻孔作业及注浆孔结构 取芯 偏斜率：1 孔口管：610m 套管：146 钻孔（注浆孔）,单液浆,双液浆,孔结构,20,2.安装工作及压水试验,安装,注浆站安装：建筑物、注浆泵、搅拌机、配浆设施,注浆孔内安装：孔口管、套管、注浆管、止浆塞、混,合器等。,压水试验,注浆前压水：,目的：检查止浆效果,推挤孔内残留物,测定钻孔吸水量,压力：注浆终压0.5MPa,时间：1020min,注浆后压水：检查注浆效果。,21,3.注浆方式及作业,注浆方式,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。,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。,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。,22,止浆塞,机械式（使用较多）：,单管三爪式 单孔异径式 孔内双管式 支柱（单管）式 水力膨胀式,三爪式,异颈式,双管式,23,浆液,单液浆：,纯水泥浆、掺少量其它材料的水泥浆、,化学浆,双液浆：,水泥水玻璃浆液（C-S浆液）,初期用双液浆，控制扩散范围；后期用单液浆。,4.适用条件,优点：,作业条件好；多机同时作业，效率,高，不占井筒工期。,缺点：,钻孔工作量大，钻孔费用高。,适用：,含水层厚度较大、距地表较近（300400m）,含水层比较薄，但层数比较多，分布厚度大,24,二、竖井工作面预注浆,在井筒掘至含水层之前，暂停掘进工作，利用含水层上部的不透水层作为防护“岩帽”，或者修筑止水垫，然后从工作面打钻、注浆、封堵含水层涌水，再继续井筒掘砌。,25,Typical pattern for shaft grouting,.,Two rows of holes,252=50 holes,26,1.止浆“岩帽”,含水层顶板具有足够厚度的致密不透水层或预注浆带时，可预留岩帽止浆。,岩帽厚度,：,中国：B=27m,英国：B612m,P,f,含水层,立井井筒,27,2.止浆垫的设计与施工,球面型,止浆垫,整体浇注混凝土。,形式：球面型、平底型,平底型,止浆垫,28,设计中通常取h0.3r,上式变为：,球型止浆垫的厚度计算,球面内半径：,平底型止浆垫的厚度计算,注浆压力/MPa,止浆垫厚度/m,21,25,1.52,57.5,2.53,经验数据：,29,止浆垫施工：,工作面平台搭设,：,高1.82.0m,工作面无水时,：,按设计安设注浆导向管，然后浇注混凝土。,工作面有水时,：,先铺滤水层和排水管；再铺砂浆和砖；最后安装导向管、浇注混凝土止浆垫。,30,3.井壁强度验算,31,4.止浆垫与岩柱联合结构,岩帽厚度不够,止浆垫厚度大于2.5m,采用：,部分止浆垫注浆岩帽,5.注浆孔布置与注浆段高,开孔位置：,在井筒净断面内,角度：,直孔、单斜孔（径向角）、双斜孔（径向角和切向角）,段高：,3050m。一次注全深或分段下行,钻孔数目：,一般为812个,钻孔直径：,4575mm,钻机：,重型风钻、小型探水钻机,32,33,三、隧道工作面注浆,穿越含水层、破碎带、断层带,孔径6575mm。,孔长4060m,孔距：1.52.0m,孔数：12个/m,2,方向：,直孔、放射状、扇形（顶部）。孔底超出隧道轮廓23m。,注浆范围：断面轮廓大小的3倍。,1.工作面超前深孔注浆(帷幕注浆）,34,异常情况的处理,压力上不去，但吃浆量很大。作业面跑浆、窜浆 注浆工艺 一次注全长：2030m，裂隙不发育 分段前进式：段长510m，裂隙较发育 分段后退式：段长1520m，裂隙不太发育止浆方法 止浆岩柱34m、混凝土止浆墙、喷射混凝土止浆,35,2、管棚注浆,隧道通过断层带的一种非常有效的方法。,36,3.工作面浅孔、多孔注浆,又叫直接堵漏技术、跟随注浆,边探、边注、边掘,利用炮眼注浆。,孔径4050mm，孔深410m。,注一段、掘一段，预留2m已注浆的岩层作岩帽。,37,4.围岩注浆,目的：加固围岩、封堵漏水,方式：单注、锚注,38,本节完。,待续,39,