注浆技术培训课件.ppt
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1、 1、可行性 2、可靠性 五公司隧道注浆典型案例:渝怀线歌乐山隧道 宜万线马鹿箐隧道 中石油大梁山隧道 目目 录录 1 1 概念概念2 2 注浆发展历史注浆发展历史3 3 注浆的功能注浆的功能4 4 工程对象特征工程对象特征5 5 注浆机理注浆机理6 6 注浆设计注浆设计 7 7 注浆材料注浆材料8 8 注浆设备注浆设备9 9 注浆工艺注浆工艺 10 10 注浆过程中出现问题及对策注浆过程中出现问题及对策 11 11 注浆效果检查与评定注浆效果检查与评定工程对象工程对象机械设备机械设备注浆材料注浆材料注浆工艺注浆工艺工程对象工程对象可行性可行性可靠性可靠性易操作性易操作性经济性经济性环保性环保
2、性高效性高效性2 注浆发展历史 注浆用于堵水和改良地层已有尽二百年注浆用于堵水和改良地层已有尽二百年的历史。的历史。18021802年法国人别鲁尼第一次年法国人别鲁尼第一次用撞击泵用撞击泵向地层中注入粘土和水凝性石膏来稳定地层。向地层中注入粘土和水凝性石膏来稳定地层。18241824年发明波特兰水泥年发明波特兰水泥后,注浆开始后,注浆开始推广。推广。18851885年德国人提琴斯年德国人提琴斯首先采用向岩层首先采用向岩层裂隙注入水泥浆的方法,来裂隙注入水泥浆的方法,来防止涌水防止涌水取得成取得成功,并在欧洲矿山建设中广为应用。功,并在欧洲矿山建设中广为应用。19201920年年,荷兰人尤斯登发
3、明用,荷兰人尤斯登发明用水玻璃水玻璃-氯化钙浆液氯化钙浆液分开注入地层,利分开注入地层,利用两种浆液的化学反应加固地层。用两种浆液的化学反应加固地层。19241924年年日本在旧丹那铁路隧道日本在旧丹那铁路隧道中,采用中,采用水泥水泥-水玻璃混合浆液水玻璃混合浆液注入断注入断层破碎带,取得了良好的效果,以后层破碎带,取得了良好的效果,以后在隧道工程中广泛应用。在隧道工程中广泛应用。综合而述,注浆经过一百多年的发展,由开始综合而述,注浆经过一百多年的发展,由开始的的单液注浆发展到多液单液注浆发展到多液注入;浆材由注入;浆材由粘土类发展到粘土类发展到高效无毒易注的化学类浆高效无毒易注的化学类浆;设
4、备由;设备由单一的注浆设备单一的注浆设备发展到勘测、制浆、灌注、记录、检查分析发展到勘测、制浆、灌注、记录、检查分析配套专配套专用设备用设备。工艺技术日臻完善工艺技术日臻完善,应用领域愈加广泛。,应用领域愈加广泛。在我国应用注浆只有几十年的历史,但真正在我国应用注浆只有几十年的历史,但真正发展是从发展是从19551955年开始的。材料从水泥浆发展到水泥年开始的。材料从水泥浆发展到水泥-水玻璃双液浆、化学浆等。工艺从单液注浆发展到水玻璃双液浆、化学浆等。工艺从单液注浆发展到双液注浆再到化学注浆,设备也从泥浆泵等代用设双液注浆再到化学注浆,设备也从泥浆泵等代用设备发展到成套专用注浆设备。目前,随着
5、我国土建备发展到成套专用注浆设备。目前,随着我国土建工程的发展,我国注浆技术水平已居世界先进水平工程的发展,我国注浆技术水平已居世界先进水平行列。行列。3 3 注浆的功能注浆的功能注浆的功能很多,经过科技技术人员的不断努力,注浆的功能很多,经过科技技术人员的不断努力,注浆技术已渗透地下工程的各个角落。目前,注注浆技术已渗透地下工程的各个角落。目前,注浆技术已能较好地解决以下问题。浆技术已能较好地解决以下问题。基础加固基础加固 注浆堵水注浆堵水 回填防沉回填防沉 竖井下沉控制竖井下沉控制 房屋下沉控制房屋下沉控制 桥台沉降控制桥台沉降控制 滑坡防治滑坡防治 变形控制变形控制 坍方处理坍方处理 基
6、坑截水帷幕基坑截水帷幕 TBMTBM软岩加固支护软岩加固支护 渗漏水治理渗漏水治理 大坝防渗大坝防渗 瓦斯防溢瓦斯防溢 古树木保护古树木保护 砼结构裂缝整治砼结构裂缝整治 路面整治路面整治 工程抢险工程抢险 (1)(1)基础加固基础加固宜万线某隧道溶洞基底宜万线某隧道溶洞基底淤泥质地层淤泥质地层基底采取钢管桩基底采取钢管桩注浆加固注浆加固(2)(2)注浆堵水注浆堵水宜万线某隧道溶宜万线某隧道溶洞涌水洞涌水采取全断面超前预采取全断面超前预注浆进行注浆堵水注浆进行注浆堵水(2)(2)注浆堵水注浆堵水宜万线齐岳山隧宜万线齐岳山隧道道DK362+060DK362+060涌水涌水采取全断面超前预采取全断
7、面超前预注浆进行注浆堵水注浆进行注浆堵水(3)(3)回填防沉回填防沉浅埋暗挖工程采取对拱浅埋暗挖工程采取对拱顶回填注浆孔进行回填顶回填注浆孔进行回填注浆控制地表下沉注浆控制地表下沉盾构工程采取对预留盾构工程采取对预留回填注浆孔进行回填回填注浆孔进行回填注浆防止地表下沉注浆防止地表下沉(4)(4)竖井下沉控制竖井下沉控制某竖井工程穿越淤泥质地某竖井工程穿越淤泥质地层时竖井下沉后采取注浆层时竖井下沉后采取注浆技术进行下沉控制技术进行下沉控制(5)(5)桥台控沉桥台控沉某大桥桥台基础为软土地基,某大桥桥台基础为软土地基,施工后桥台下沉,采取注浆加施工后桥台下沉,采取注浆加固控制桥台下沉固控制桥台下沉
8、(6)(6)滑坡防治滑坡防治宜万线堡镇隧道进口洞口上宜万线堡镇隧道进口洞口上方滑坍采取垂直注浆加固方滑坍采取垂直注浆加固(7)(7)变形控制变形控制宜万线王家岭隧道大变形宜万线王家岭隧道大变形段采取径向注浆加固段采取径向注浆加固(8)(8)截水帷幕截水帷幕广州地铁二号线越秀公园站广州地铁二号线越秀公园站北基坑垂直注浆截水帷幕北基坑垂直注浆截水帷幕(9)TBM(9)TBM软岩地层超前加固支护软岩地层超前加固支护TBMTBM在磨沟岭软岩隧道施工中在磨沟岭软岩隧道施工中采取超前注浆进行加固支护采取超前注浆进行加固支护(10)(10)渗漏水治理渗漏水治理某火车站人行通道工程采取化某火车站人行通道工程采
9、取化学注浆材料进行渗漏水治理学注浆材料进行渗漏水治理(11)(11)古树木保护古树木保护杭州解放路工程穿越古树木地段采取超前杭州解放路工程穿越古树木地段采取超前299299大大管棚、全断面超前管棚、全断面超前TSSTSS,采用超细水泥,实施可控,采用超细水泥,实施可控域注浆技术对古树木进行保护。域注浆技术对古树木进行保护。渗透扩散 劈裂扩散 裂隙填充 挤压填充 浆液在地层中扩散机理模式图 渗透扩散渗透扩散(广州地铁一号线杨广州地铁一号线杨-体区体区间中粗砂层采用超细水泥间中粗砂层采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆施工水玻璃双液浆注浆施工注浆固结体图片注浆固结体图片)劈裂扩散劈裂扩散1(广州地铁一号
10、线杨广州地铁一号线杨-体区间体区间中细砂层采用超细水泥中细砂层采用超细水泥-水水玻璃双液浆、普通水泥玻璃双液浆、普通水泥-水水玻璃双液浆共混材料注浆施玻璃双液浆共混材料注浆施工注浆固结体图片工注浆固结体图片)劈裂扩散劈裂扩散2 2(渝怀线圆梁山隧道渝怀线圆梁山隧道1#1#溶溶洞淤泥质地层采用普通洞淤泥质地层采用普通水泥水泥-水玻璃双液浆注浆水玻璃双液浆注浆施工注浆固结体图片施工注浆固结体图片)劈裂扩散劈裂扩散3 3(渝怀线圆梁山隧道渝怀线圆梁山隧道2#2#溶洞高溶洞高压动水粉细砂层中采用压动水粉细砂层中采用C C浆、浆、C-SC-S浆、浆、MCMC浆、浆、MC-SMC-S浆、浆、TGRMTGR
11、M浆、浆、HSCHSC浆共混材料进行注浆浆共混材料进行注浆施工时注浆固结体图片施工时注浆固结体图片)裂隙填充1(广州地铁二号线越秀公园站北基坑采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆施工注浆加固体图片)裂隙填充裂隙填充2(宜万线齐岳山隧道宜万线齐岳山隧道DK362+060DK362+060富水溶槽采用普通水泥单液浆、富水溶槽采用普通水泥单液浆、普通水泥普通水泥-水玻璃双液浆共混水玻璃双液浆共混材料注浆施工注浆加固体图片材料注浆施工注浆加固体图片)挤压填充挤压填充(渝怀线圆梁山隧道渝怀线圆梁山隧道2#溶洞粉细砂层中局部溶洞粉细砂层中局部空洞采用普通水泥单空洞采用普通水泥单液浆挤压填充固结体液浆挤压填充固结
12、体图片图片)6 6 注浆设计注浆设计(1 1)注浆设计的核心是)注浆设计的核心是:定参数、找盲区。定参数、找盲区。(2 2)设计时的技巧:五条线(开挖轮廓线、初)设计时的技巧:五条线(开挖轮廓线、初支轮廓线、终孔线、环向加固范围线、补孔线),支轮廓线、终孔线、环向加固范围线、补孔线),三个面(掌子面、终孔面、补孔面),一个圆(扩三个面(掌子面、终孔面、补孔面),一个圆(扩散圈。散圈。扩散半径取值应注意合理,不应取大值;注扩散半径取值应注意合理,不应取大值;注浆设计一定要画终孔交圈图浆设计一定要画终孔交圈图)。用足空间,关键)。用足空间,关键孔放在周边;前面讲过的五个原则。孔放在周边;前面讲过的
13、五个原则。下中上36886630015002300+470+478+490+460+458+45580011243003500加固范围止浆墙钻机台架121086421317151416182022243331272832373938353629263034131197519212325ACB终孔交圈图掌子面孔位布置图yx12,314,154,56,716,1718,19268,927,2820,2129,3022,23,35,3610,1131,3212,13,24,25,33,34,37,38,39CA,B注浆孔纵剖面图均匀布孔原均匀布孔原则则广州地铁杨体区间注浆布孔广州地铁杨体区间注浆布孔
14、圆梁山隧道注浆布孔圆梁山隧道注浆布孔采取矩形布孔方式进行注浆孔布设,注浆采取矩形布孔方式进行注浆孔布设,注浆设计不合理,注浆交圈部分过大,容易出设计不合理,注浆交圈部分过大,容易出现注浆的薄弱环节。现注浆的薄弱环节。梅花型布孔原则梅花型布孔原则广州地铁杨广州地铁杨-体区间靠近拓业大厦体区间靠近拓业大厦一侧,由于地下管线影响,在进一侧,由于地下管线影响,在进行地表注浆设计时采取一排注浆行地表注浆设计时采取一排注浆孔。由于注浆施工效果也具有一孔。由于注浆施工效果也具有一定的偶然性,隧道开挖施工时,定的偶然性,隧道开挖施工时,在个别注浆相对薄弱的环节数次在个别注浆相对薄弱的环节数次出现了涌水、涌砂现
15、象,给隧道出现了涌水、涌砂现象,给隧道的安全施工带来了威胁,因此,的安全施工带来了威胁,因此,无论何种情况,在重要隧道工程无论何种情况,在重要隧道工程中,中,在隧道开挖轮廓线外应布设在隧道开挖轮廓线外应布设两排或两圈以上注浆孔两排或两圈以上注浆孔,以防止,以防止因个别注浆孔注浆效果不好对隧因个别注浆孔注浆效果不好对隧道的安全施工带来影响。道的安全施工带来影响。两圈孔原则两圈孔原则121086421317151416182022243331272832373938353629263034131197519212325ACB终孔交圈图掌子面孔位布置图yx深圳地铁一号线益田站帷幕注浆设计中,深圳地铁
16、一号线益田站帷幕注浆设计中,在局部地段进行了两排孔的注浆设计与在局部地段进行了两排孔的注浆设计与试验,试验结果表明,两排孔注浆很容试验,试验结果表明,两排孔注浆很容易引起地表隆起,严重地影响着周围注易引起地表隆起,严重地影响着周围注浆孔的正常注浆,并且开挖也揭示注浆浆孔的正常注浆,并且开挖也揭示注浆效果会受到很大的影响。因此,在重要效果会受到很大的影响。因此,在重要基坑工程中,当采取帷幕注浆时,基坑工程中,当采取帷幕注浆时,宜采宜采取三排孔以上的注浆设计取三排孔以上的注浆设计,两排或一排,两排或一排孔的帷幕注浆设计是不可靠的。孔的帷幕注浆设计是不可靠的。三排孔原则三排孔原则圆梁山隧道圆梁山隧道
17、2#2#充填粉充填粉细砂层溶洞注浆设计细砂层溶洞注浆设计圆梁山隧道圆梁山隧道1#1#充填淤充填淤泥溶洞注浆设计泥溶洞注浆设计方便施工原则方便施工原则3030个孔以下,环形布孔;个孔以下,环形布孔;3030个孔以上,排列个孔以上,排列布孔。布孔。注浆材料使用一般原则注浆材料使用一般原则按照地质构造条件不同按照地质构造条件不同,在一般断层破,在一般断层破碎地段,宜采用碎地段,宜采用C C浆、浆、C-SC-S浆等普通型注浆浆等普通型注浆材料。在砂层地段,应采用材料。在砂层地段,应采用MCMC浆、浆、MC-SMC-S浆、浆、T T浆和浆和HSCHSC浆等超细型特种注浆材料。浆等超细型特种注浆材料。按照
18、注浆方案不同按照注浆方案不同,在径向注浆施工时,在径向注浆施工时,一般地段可采用一般地段可采用C C浆,特殊地段应采用浆,特殊地段应采用MCMC浆。浆。在超前帷幕注浆施工时,应综合采用在超前帷幕注浆施工时,应综合采用C C浆、浆、C-SC-S浆、浆、MCMC浆、浆、MC-SMC-S浆、浆、T T浆和浆和HSCHSC浆综合注浆综合注浆材料体系。浆材料体系。按水文地质条件不同按水文地质条件不同,在一段富水条,在一段富水条件下可采用件下可采用C C浆、浆、MCMC浆。但在高压、强富浆。但在高压、强富水条件下,应综合采用水条件下,应综合采用C C浆、浆、C-SC-S浆、浆、MCMC浆、浆、MC-SMC
19、-S浆、浆、T T浆和浆和HSCHSC浆综合注浆材料浆综合注浆材料体系。体系。采用综合注浆材料体系时采用综合注浆材料体系时,应按照由,应按照由粗到细、由单液到双液、由高浓度到低粗到细、由单液到双液、由高浓度到低浓度三个准则进行动态调整。浓度三个准则进行动态调整。普通水泥普通水泥-水玻璃双液浆的性能水玻璃双液浆的性能普通水泥普通水泥-水玻璃双液浆的性能水玻璃双液浆的性能普通水泥普通水泥-水玻璃双液浆的性能水玻璃双液浆的性能对理想注浆材料的性能要求对理想注浆材料的性能要求:(1 1)可注性:)可注性:要求浆液粘度低,有良好的流要求浆液粘度低,有良好的流动性,可注性强,能渗透到细小的裂隙或孔隙动性,
20、可注性强,能渗透到细小的裂隙或孔隙内。内。(2 2)可控性:)可控性:液浆凝胶时间可以在几秒数液浆凝胶时间可以在几秒数小时范围内按照需要通过材料配比进行任意调小时范围内按照需要通过材料配比进行任意调整,并能准确控制,以达到固结、堵水的要求。整,并能准确控制,以达到固结、堵水的要求。(3 3)稳定性:)稳定性:要求浆液在常温、常压下能较要求浆液在常温、常压下能较长时间存放而不改变其基本性质,存放不受温长时间存放而不改变其基本性质,存放不受温度、湿度变化的影响,从而保证浆液的连续注度、湿度变化的影响,从而保证浆液的连续注入。入。(4 4)无污染性)无污染性:要求浆液无毒、无臭、不污:要求浆液无毒、
21、无臭、不污染环境,对人体无害,属非易燃、非易爆品。染环境,对人体无害,属非易燃、非易爆品。(5 5)耐久性)耐久性:要求浆液固化时无收缩现象,:要求浆液固化时无收缩现象,固化后与岩体有一定的粘结力。浆液固结体具固化后与岩体有一定的粘结力。浆液固结体具有一定的抗压、抗拉强度,抗渗性好,抗冲刷有一定的抗压、抗拉强度,抗渗性好,抗冲刷及耐老化性能好,耐外性强。及耐老化性能好,耐外性强。(6 6)可操作性)可操作性:要求浆液配制方便,工艺操:要求浆液配制方便,工艺操作简单、安全,能够连续注入。作简单、安全,能够连续注入。(7 7)廉价性)廉价性:要求浆液原材料来源广,价格:要求浆液原材料来源广,价格便
22、宜。便宜。圆梁山隧道圆梁山隧道2#2#充填粉细砂层溶洞注浆材料动态调整图充填粉细砂层溶洞注浆材料动态调整图共混注浆材料动态调整共混注浆材料动态调整钻孔注浆钻孔注浆机械设备机械设备钻钻 机机注浆泵注浆泵搅拌机搅拌机泵泵 体体高压管路高压管路混混 合合 器器钻机型号钻机型号MKD-5SMKD-5S钻孔深度(钻孔深度(m m)350/100350/100钻杆直径钻杆直径(mm)(mm)94/20094/200钻孔倾角钻孔倾角0 09090回转速度(回转速度(r/minr/min)1010300300最大扭矩(最大扭矩(N Nm m)18501850给进能力(给进能力(kNkN)105105起拔能力(
23、起拔能力(kNkN)7373给进速度(给进速度(m/sm/s)0 00.220.22起拔速度(起拔速度(m/sm/s)0 00.320.32给进行程(给进行程(mmmm)600600功率(功率(kWkW)3737外型尺寸(长外型尺寸(长宽宽高)(高)(m m)2.22.21.21.20.80.8重量(重量(t t)2.52.5产地产地西安探矿机械厂西安探矿机械厂 最大排量最大排量(L/min)(L/min)70702 2最高压力最高压力(MPa)(MPa)1010油缸直径油缸直径(mm)(mm)7676注浆缸直径注浆缸直径(mm)(mm)9090行程数行程数(次次/分)分)4646行程长度行程
24、长度(mm)(mm)262262吸口管径(寸)吸口管径(寸)1 1出口管径(寸)出口管径(寸)1 1电机功率电机功率(kW)(kW)2222重量(重量(kgkg)12001200技术指标:技术指标:电动机:电动机:22kW-1450rpm-380v22kW-1450rpm-380v最大压力最大压力(直径直径125125活塞活塞):7.5MPa7.5MPa最大压力最大压力(直径直径160160活塞活塞):4.5MPa4.5MPa最大流量最大流量(直径直径125125活塞活塞):17000li/h 17000li/h 最大流量最大流量(直径直径160160活塞活塞):27500li/h27500l
25、i/h外形尺寸:长:外形尺寸:长:2.30m 2.30m 高:高:1.40m 1.40m 宽:宽:1.23m1.23m重量:重量:1530kg 1530kg 注浆机型号注浆机型号KBY-50/70KBY-50/70流量流量(L/min)(L/min)0 05050额定工作压力额定工作压力(MPa)(MPa)0.50.57 7额定功率额定功率(kW)(kW)1111总重量总重量(t)(t)0.30.3外型尺寸外型尺寸(mm)(mm)13001300720720700700注浆机型号注浆机型号YZB-130/14YZB-130/14流量流量(L/min)(L/min)0 0130130额定工作压力
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