地下工程注漿技術(shù)鐵道部宜萬(wàn)鐵路建設(shè)指揮部張民慶二八年

1、 滲透擴(kuò)散滲透擴(kuò)散( (中粗砂層采用超細(xì)水泥中粗砂層采用超細(xì)水泥- -水水玻璃雙液漿注漿固結(jié)圖片玻璃雙液漿注漿固結(jié)圖片) ) 劈裂擴(kuò)散劈裂擴(kuò)散( (動(dòng)水粉細(xì)砂層溶洞采用六種動(dòng)水粉細(xì)砂層溶洞采用六種共混材料注漿固結(jié)圖片共混材料注漿固結(jié)圖片) ) 裂隙填充裂隙填充( (斷層破碎帶采用普通水泥斷層破碎帶采用普通水泥- -水玻璃雙液漿注漿加固圖片水玻璃雙液漿注漿加固圖片) ) 擠壓填充擠壓填充( (粉細(xì)砂層中局部空洞采用普粉細(xì)砂層中局部空洞采用普通水泥單液漿擠壓填充圖片通水泥單液漿擠壓填充圖片) )1210864213171514161820222433312728323739383536292630

2、34131197519212325ACB終孔交圈圖掌子面孔位布置圖yx 第二部分：注漿設(shè)計(jì)第二部分：注漿設(shè)計(jì)一個(gè)好的注漿設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一個(gè)好的注漿設(shè)計(jì)應(yīng)遵循5 5個(gè)原則個(gè)原則 均勻布孔原則均勻布孔原則 梅花型布孔原則梅花型布孔原則兩圈孔原則兩圈孔原則(隧道隧道)121086421317151416182022243331272832373938353629263034131197519212325ACB終孔交圈圖掌子面孔位布置圖yx三排孔原則三排孔原則(基坑基坑)方便施工原則方便施工原則3030個(gè)孔以下，環(huán)形布孔；個(gè)孔以下，環(huán)形布孔；3030個(gè)孔以上，排列布孔。個(gè)孔以上，排列布孔。第三部分第三部分

3、: :注漿施工的三個(gè)核心注漿施工的三個(gè)核心( (材料、設(shè)備、工藝）材料、設(shè)備、工藝）（1 1）注漿材料）注漿材料粒徑匹配原則：粒徑匹配原則：斷層破碎段采用普通水泥基材料，斷層破碎段采用普通水泥基材料，砂層地段采用超細(xì)型注漿材料。砂層地段采用超細(xì)型注漿材料。方案匹配原則：方案匹配原則：徑向注漿采用單液漿，超前注漿采徑向注漿采用單液漿，超前注漿采用單、雙液共混注漿材料。用單、雙液共混注漿材料。水文匹配原則：水文匹配原則：弱富水采用單液漿，強(qiáng)富水采用單、弱富水采用單液漿，強(qiáng)富水采用單、雙液共混注漿材料。雙液共混注漿材料。動(dòng)態(tài)調(diào)整原則：動(dòng)態(tài)調(diào)整原則：按由粗到細(xì)、由單到雙、由高濃度按由粗到細(xì)、由單到雙、

4、由高濃度到低濃度三個(gè)準(zhǔn)則進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。到低濃度三個(gè)準(zhǔn)則進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。鉆孔注漿鉆孔注漿機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備鉆鉆 機(jī)機(jī)注漿泵注漿泵攪拌機(jī)攪拌機(jī)泵泵 體體高壓管路高壓管路混混 合合 器器（3 3）注漿工藝）注漿工藝1 1、注漿方式（解決注漿的均勻性）、注漿方式（解決注漿的均勻性）全孔一次性注漿全孔一次性注漿前進(jìn)式分段注漿前進(jìn)式分段注漿后退式分段注漿后退式分段注漿2 2、注漿施工八個(gè)原則（提高注漿效果）、注漿施工八個(gè)原則（提高注漿效果）分區(qū)注漿（分區(qū)注漿（10m10m）原則）原則：避免注漿截水帷幕各區(qū)地：避免注漿截水帷幕各區(qū)地質(zhì)不同引起注漿參數(shù)差異質(zhì)不同引起注漿參數(shù)差異跳孔注漿原則跳孔注漿原則：實(shí)現(xiàn)約束注

5、漿：實(shí)現(xiàn)約束注漿由下游到上游原則由下游到上游原則：解決水流影響：解決水流影響由下到上原則由下到上原則：解決下部泥砂沉積問(wèn)題及漿液重力：解決下部泥砂沉積問(wèn)題及漿液重力作用作用由外到內(nèi)原則由外到內(nèi)原則：實(shí)現(xiàn)約束注漿：實(shí)現(xiàn)約束注漿約束發(fā)散型注漿原則約束發(fā)散型注漿原則：實(shí)現(xiàn)注漿逐漸擠壓密實(shí)，解：實(shí)現(xiàn)注漿逐漸擠壓密實(shí)，解決水力影響。決水力影響。定量定量- -定壓相結(jié)合原則定壓相結(jié)合原則：防止?jié){液損失，提高注漿：防止?jié){液損失，提高注漿效果。效果。多孔少注原則多孔少注原則：提高注漿均允性，減少注漿盲區(qū)。：提高注漿均允性，減少注漿盲區(qū)。4 4、注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)、注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)（1 1）單孔或單孔單段單孔或單孔單段：

6、定量注漿時(shí)達(dá)到定量注漿時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量，或注漿終壓達(dá)到設(shè)計(jì)終壓時(shí)注設(shè)計(jì)注漿量，或注漿終壓達(dá)到設(shè)計(jì)終壓時(shí)注漿速度小于漿速度小于5 510L/min10L/min。定量定量- -定壓相結(jié)定壓相結(jié)合注漿時(shí)，前序孔達(dá)到設(shè)計(jì)單孔單段注漿量合注漿時(shí)，前序孔達(dá)到設(shè)計(jì)單孔單段注漿量1.21.21.51.5倍，后序孔應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)終壓，注漿倍，后序孔應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)終壓，注漿速度小于速度小于5 510L/min10L/min。（2 2）全段注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)）全段注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：所有注漿孔均所有注漿孔均符合單孔或單孔單段注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。符合單孔或單孔單段注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。注漿注漿孔無(wú)漏注?？谉o(wú)漏注。對(duì)注漿效果進(jìn)行檢查評(píng)定，注對(duì)注漿效果

7、進(jìn)行檢查評(píng)定，注漿效果達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。漿效果達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。注漿效果檢查注漿效果檢查評(píng)定方法評(píng)定方法分析法分析法物探法物探法鉆檢查孔法鉆檢查孔法開(kāi)挖取樣法開(kāi)挖取樣法P-Q-t曲線法曲線法檢查孔取芯法檢查孔取芯法漿液填充率反算法漿液填充率反算法注漿量分布特征法注漿量分布特征法涌水量對(duì)比法涌水量對(duì)比法檢查孔檢查孔P-Q-t曲線法曲線法滲透系數(shù)測(cè)試法滲透系數(shù)測(cè)試法加固效果觀察法加固效果觀察法注漿機(jī)理分析法注漿機(jī)理分析法力學(xué)指標(biāo)測(cè)試法力學(xué)指標(biāo)測(cè)試法變形推測(cè)法變形推測(cè)法檢查孔觀察法檢查孔觀察法（1 1）注漿過(guò)程）注漿過(guò)程P-Q-tP-Q-t曲線法曲線法 （2 2）注漿量分布特征法）注漿量分布特征法 時(shí)間效應(yīng)

8、圖時(shí)間效應(yīng)圖132.7 20.558.775.6 24.320.8103.532.6 118.8211.8 11.2 327.673.4 17.968.9 123.318.1 13.727.3 94.7 12.8 25.017.711.053.5 86.2 28.6 60.4 59.2 13.4 52.976.096.015.5 144.312.4 46.8 16.7 64.033.65.527.3 139.5 19.4 35.134.96.2 137.9 11.641.831.243.0 26.1 36.69.234.9 48.628.716.756.2 28.3 37.325.132.6

9、29.8 99.738.3 14.7 70.754.2 30.5 21.812.0 10.851.214.383.821.2空間效應(yīng)圖空間效應(yīng)圖（3 3）涌水量對(duì)比法）涌水量對(duì)比法（4 4）漿液填充率反算法）漿液填充率反算法利用公式利用公式Q=Vn(1+)Q=Vn(1+)反算反算漿液填充率漿液填充率應(yīng)大于應(yīng)大于80%80%（5 5）檢查孔觀察法）檢查孔觀察法（6 6）檢查孔取芯法）檢查孔取芯法（7 7）檢查孔）檢查孔P-Q-tP-Q-t曲線法曲線法檢查孔檢查孔P-Q-tP-Q-t曲線曲線（7 7） 注漿孔注漿孔P-Q-tP-Q-t曲線法曲線法 （8 8）滲透系數(shù)測(cè)試法）滲透系數(shù)測(cè)試法（9 9）

10、加固效果觀察法）加固效果觀察法（1010）注漿機(jī)理分析法）注漿機(jī)理分析法粘土漿液填充漿液劈裂粘土粘土漿液填充漿液劈裂粘土（1111）力學(xué)指標(biāo)測(cè)試法）力學(xué)指標(biāo)測(cè)試法抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)含水量(%)比重密度(g/cm3)重度(kN/m3)干密度(g/cm3)孔隙率(%)飽和度(%)1d3d1d3d漿液0.52.10.00.5原狀粘土地層軟塑狀不能成型120.34.001.5215.20.6982.8100擠壓填充體0.20.215.71.351.2712.71.0918.394.42剪切劈裂體0.20.229.12.71.9419.41.5044.299.18（1212）水位推測(cè)法

11、）水位推測(cè)法0246810121400-6-300-8-12 00-10-21 00-12-30 01-3-10日期水位值/ m mG5G8G11（1313）變形推測(cè)法）變形推測(cè)法-50-45-40-35-30-25-20-15-10-5055-27 6-6 6-16 6-26 7-6 7-16 7-26 8-58-15 8-25 9-4日期變形值（mm）挖樁階段回灌階段注漿階段挖樁至成樁階段基坑注漿基坑開(kāi)挖階段JT15JT14JT2JT3JT1JT13JT4JT5JT10JT11JT12JT6JT9JT7JT8（1414）物探法：）物探法：TSPTSP法法（1414）物探法：地質(zhì)雷達(dá)法）物探

12、法：地質(zhì)雷達(dá)法第五部分：注漿工程案例（實(shí)施技巧）第五部分：注漿工程案例（實(shí)施技巧）毛壩向斜冷水河桐麻嶺背斜 S(志留系) P1m(二疊系茅口組) T1d(三疊系大冶組)1#溶洞圓梁山隧道 D3s(泥盆系水車(chē)坪組) P2w(二疊系吳家坪組) T1j(三疊系嘉陵江組) P1L+q(二疊系梁山組、棲霞組) P2c(二疊系長(zhǎng)興組)2#溶洞3#溶洞 O2+3(奧陶系中、上統(tǒng)) O1d(奧陶系大灣組) O1n+f+h(奧陶系紅花圓、分鄉(xiāng)、南津關(guān)組) 3m(寒武系毛田組) 3g(寒武系耿家店組) 2P(寒武系平井組) 2g(寒武系高臺(tái)組)4#溶洞5#溶洞 圓梁山隧道圓梁山隧道2#2#溶洞注漿施工技術(shù)溶洞注漿

13、施工技術(shù)1 1、注漿前的技術(shù)準(zhǔn)備、注漿前的技術(shù)準(zhǔn)備（1 1）工程對(duì)象特征：）工程對(duì)象特征：水量大水量大（探孔（探孔860860方方/ /時(shí)）、時(shí)）、水壓力高水壓力高（實(shí)測(cè)（實(shí)測(cè)2.73MPa2.73MPa）、）、充填粉細(xì)砂層充填粉細(xì)砂層、工程量工程量大大（開(kāi)挖斷面（開(kāi)挖斷面100100多平方米）、工期緊多平方米）、工期緊（2）漿液進(jìn)入地層的方式：所注地層為粉細(xì)砂層，）漿液進(jìn)入地層的方式：所注地層為粉細(xì)砂層，漿液很難以滲透方式注入，只能以劈裂注漿為主的漿液很難以滲透方式注入，只能以劈裂注漿為主的方式注入。方式注入。2 2、注漿設(shè)計(jì)、注漿設(shè)計(jì)（1 1）注漿設(shè)計(jì)的核心是）注漿設(shè)計(jì)的核心是: :定參數(shù)

14、、找盲區(qū)。定參數(shù)、找盲區(qū)。（2 2）設(shè)計(jì)時(shí)的技巧：）設(shè)計(jì)時(shí)的技巧：五條線（開(kāi)挖輪廓線、初五條線（開(kāi)挖輪廓線、初支輪廓線、終孔線、環(huán)向加固范圍線、補(bǔ)孔線），支輪廓線、終孔線、環(huán)向加固范圍線、補(bǔ)孔線），三個(gè)面（掌子面、終孔面、補(bǔ)孔面），一個(gè)圓（擴(kuò)三個(gè)面（掌子面、終孔面、補(bǔ)孔面），一個(gè)圓（擴(kuò)散圈。散圈。擴(kuò)散半徑取值應(yīng)注意合理，不應(yīng)取大值；注擴(kuò)散半徑取值應(yīng)注意合理，不應(yīng)取大值；注漿設(shè)計(jì)一定要畫(huà)終孔交圈圖漿設(shè)計(jì)一定要畫(huà)終孔交圈圖）。）。用足空間，關(guān)鍵用足空間，關(guān)鍵孔放在周邊；孔放在周邊；前面講過(guò)的五個(gè)原則。前面講過(guò)的五個(gè)原則。下中上36886630015002300+470+478+490+460+45

15、8+45580011243003500加固范圍止?jié){墻鉆機(jī)臺(tái)架3 3、注漿施工的三大核心內(nèi)容、注漿施工的三大核心內(nèi)容（1）注漿材料：沒(méi)有萬(wàn)能的注漿材料，根據(jù)工程需要選擇多種注漿材料組成體系。超細(xì)水泥的擴(kuò)散能力、普通水泥漿的價(jià)廉性、雙液漿快凝性、TGRM漿高強(qiáng)度和可域性，組成六種注漿材料組合體系，“既實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大范圍注漿，又可實(shí)現(xiàn)控域注漿；既滿足高強(qiáng)度加固堵水要求，又可保證開(kāi)挖施工容易；既達(dá)到加固砂層目的，又滿足降低造價(jià)要求”。 （2 2）注漿機(jī)械：）注漿機(jī)械：采用采用MKD-5SMKD-5S快速鉆機(jī)快速鉆機(jī); ;采用高壓力、采用高壓力、高流量注漿泵高流量注漿泵ZJB-30(BP);ZJB-30(BP

16、);作業(yè)臺(tái)架作業(yè)臺(tái)架. .（3 3）注漿工藝）注漿工藝前進(jìn)式分段注漿工藝前進(jìn)式分段注漿工藝，注漿分段長(zhǎng)度，注漿分段長(zhǎng)度3 35m5m注漿順序注漿順序：分期分區(qū)、由外到內(nèi)、由上到下、間：分期分區(qū)、由外到內(nèi)、由上到下、間隔跳孔隔跳孔注漿參數(shù)注漿參數(shù)：定壓注漿，注漿終壓：定壓注漿，注漿終壓6 69MPa9MPa注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)控制注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)控制：注漿壓力達(dá)到：注漿壓力達(dá)到6 69MPa9MPa時(shí)，流時(shí)，流量小于量小于5L/min5L/min。設(shè)計(jì)的所有注漿孔均達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)。設(shè)計(jì)的所有注漿孔均達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)漏注現(xiàn)象。按總注漿孔的準(zhǔn)，無(wú)漏注現(xiàn)象。按總注漿孔的5 510%10%設(shè)計(jì)檢查孔，設(shè)計(jì)檢查孔

17、，檢查孔應(yīng)無(wú)流砂，流水量檢查孔應(yīng)無(wú)流砂，流水量1m1m3 3/h/h。提高注漿效果的技巧：注漿順序的選擇從外圍上講提高注漿效果的技巧：注漿順序的選擇從外圍上講應(yīng)達(dá)到應(yīng)達(dá)到“圍、堵、截圍、堵、截”目的，在內(nèi)部應(yīng)達(dá)到目的，在內(nèi)部應(yīng)達(dá)到“填、壓、填、壓、擠擠”目的。目的。4 4、注漿效果檢查評(píng)定、注漿效果檢查評(píng)定（1 1）注漿量分布特征法）注漿量分布特征法 注漿量分布時(shí)間效應(yīng)圖注漿量分布時(shí)間效應(yīng)圖132.7 20.558.775.6 24.320.8103.532.6 118.8211.8 11.2 327.673.4 17.968.9 123.318.1 13.727.3 94.7 12.8 25.017.711.053.5 86.2 28.6 60.4 59.2 13.4 52.976.096.015.5 144.312.4 46.8 16.7 64.033.65.527.3 139.5 19.4 35.134.96.2 137.9 11.641.831.243.0 26.1 36.69.234.9 48.628.716.756.2 28.3 37.325.132.6 29.8 99.738.3 14.7 70.754.2 30.5 21.