巖土工程特殊施工技術(shù)(降水-凍結(jié)法-注漿-旋噴樁)-ppt

1、 目前，水資源嚴(yán)重短缺，是世界性的難題。這不是我們研究的范疇，而是研究地下水的另一面，即地下水對(duì)土建工程的影響和危害。地下水對(duì)地下工程（深基坑、橋基、路基及礦山建設(shè)、城市管線附設(shè)等）設(shè)計(jì)方案、施工方法與工期、工程投資以及工程長期使用都有著十分密切的關(guān)系。如果對(duì)地下水處理不當(dāng)，可能產(chǎn)生不良影響，甚至發(fā)生重大工程事故。例如（思考題）：市政管線、橋基、路基（翻漿）。地下工程特殊施工方法大都針對(duì)如何處理地下水或減少其對(duì)工程的危害而相應(yīng)產(chǎn)生的，是地下建筑施工的重要組成部分。 一、地下水的分類一、地下水的分類 地下水按埋藏條件不同，分為三類，如圖1-1所示。 海（江、河）潛水位第一隔水層承壓水透水層局部隔

2、水層地下通道上層滯水C*A* B*圖1-1 地下水埋藏條件示意圖 1 上層滯水 地表水下滲，積聚在局部透水性小的粘性土隔水層上的水，稱為上層滯水。這種水靠雨水補(bǔ)給，有季節(jié)性，存在于雨季，旱季可能干涸?？辈鞎r(shí)，應(yīng)注意與潛水區(qū)分。 2 潛水（凈壓水） 埋藏在地表以下第一個(gè)連續(xù)分布的穩(wěn)定隔水層以上，具有自由水面的重力水，稱為潛水。其自由水面為潛水面，水面標(biāo)高稱為地下水位。地面至潛水面的鉛直距離稱為地下水的埋藏深度。 潛水由雨水與河水補(bǔ)給，水位也有季節(jié)性變化。地下水埋藏深度各地區(qū)相差較大，如南方一些地區(qū)不足1m，西北黃土高原深達(dá)100200m。 3 承壓水 埋藏在兩個(gè)連續(xù)分布的隔水層之間，完全充滿的有

3、一定壓力的地下水，稱為承壓水。如打穿承壓水上面的第一隔水層，則承壓水因有壓力而上涌，壓力大時(shí)可以噴出 地面。對(duì)于礦山工程中的立井，深度達(dá)幾百米至千米，在施工過程中可能穿過多個(gè)承壓含水層，應(yīng)引起足夠重視。 思考：思考： 1. .試舉例說出上述三類地下水（湖水、井水、試舉例說出上述三類地下水（湖水、井水、 泉水及江河）。泉水及江河）。 2計(jì)算水壓力：計(jì)算水壓力：A點(diǎn)、點(diǎn)、B點(diǎn)及點(diǎn)及C點(diǎn)。點(diǎn)。 3 3不同地下水對(duì)地下工程的危害。如地下通道不同地下水對(duì)地下工程的危害。如地下通道經(jīng)過經(jīng)過A A點(diǎn)、點(diǎn)、B B點(diǎn)及點(diǎn)及C C點(diǎn)時(shí)。點(diǎn)時(shí)。 降低水位法分明排法和人工降低水位法。明排法是在基坑開挖至地下水位時(shí)，在

4、基坑周圍內(nèi)基礎(chǔ)范圍以外開挖排水溝或在基坑開挖排水溝。相隔一定距離設(shè)集水井，地下水沿排水溝流入集水井，然后用水泵將水抽走。流砂去了水，好象老虎去流砂去了水，好象老虎去了腿了腿 明排法是一種簡(jiǎn)單的地下水處理法，當(dāng)?shù)叵滤畨狠^大而又為細(xì)粉砂時(shí)，采用明排法往往會(huì)發(fā)生涌砂冒泥即流砂現(xiàn)象，難以施工。此時(shí)應(yīng)采用人工降低地下水位方法。 1、方法實(shí)質(zhì)、方法實(shí)質(zhì) 人工降低地下水位，就是在井筒或地下工程基坑開挖前，預(yù)先在其四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管或井，用抽水設(shè)備抽水，形成聯(lián)合降水漏斗，使地下水位降落到坑底以下，同時(shí)在開挖過程中仍不斷抽水。從根本上防止流砂現(xiàn)象的發(fā)生，改善了工作條件，同時(shí)由于土中水被排除后，動(dòng)水壓力減少

5、或消除，邊坡可以放陡，減少挖土量。此外，由于滲流向下，在動(dòng)水壓力的作用下，增加了土顆粒間的壓力，使坑底土層更為密實(shí)。 人工降低地下水位方法有：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)，電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)及深井泵井點(diǎn)等，可根據(jù)土的滲透系數(shù)、要求降低水位的深度、工程特點(diǎn)及設(shè)備條件等。 2、輕型井點(diǎn)系統(tǒng)、輕型井點(diǎn)系統(tǒng) 輕型井點(diǎn)就是沿基坑四周將許多根直徑較細(xì)的井點(diǎn)管埋入地下含水層內(nèi)，井點(diǎn)管的上端通過彎管與總管相連接，用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不斷抽出，這樣便可將原有地下水降至坑底以下。輕型井點(diǎn)布置，見圖所示。 輕型井點(diǎn)包括由井點(diǎn)管、總管組成的管路系統(tǒng)和抽吸設(shè)備兩大部分。井點(diǎn)管長58m，直徑3850mm的鋼管做成。濾管長1

6、2m，直徑同井管，管壁鉆有直徑3850mm的濾孔，按梅花狀排列，濾孔總面積與濾管表面積之比約為2025%。 3、噴射井點(diǎn)系統(tǒng)、噴射井點(diǎn)系統(tǒng) 當(dāng)基坑開挖深度或降水深度超過6m時(shí)，上述輕型井點(diǎn)必須采用多層井點(diǎn)，但增加了挖土量與設(shè)備數(shù)量，有時(shí)因場(chǎng)地狹小，不可能布置。此時(shí)可考慮采用噴射井點(diǎn)。噴射井點(diǎn)系統(tǒng)布置，見圖7-7所示。 噴射井點(diǎn)系統(tǒng)除抽水原理與輕型井點(diǎn)系統(tǒng)不同外，兩者的布置基本相同。其工作原理是：高壓水泵將具有一定壓力(78kg/cm2)的工作水通過供水總管分配到各個(gè)井點(diǎn)管，從各個(gè)井點(diǎn)管的內(nèi)管與外管之間的環(huán)形空腔入進(jìn)水窗，由噴嘴噴出。因噴射水流流速急劇增加，壓力水頭相應(yīng)降低，吸走周圍空氣而形成高

7、度真空(700mm以上)。管內(nèi)外的壓力差將地下壓力水吸入井管。地下水及一部分空氣通過濾網(wǎng)，從濾管中的芯管上升至揚(yáng)水器，經(jīng)過噴嘴兩側(cè)與噴射出來的高速水流一起進(jìn)入混合室，并在混合室中混合，進(jìn)行能量交換，流速逐漸減小，由流速水頭逐漸變?yōu)閴毫λ^，地下水被排至地面，并經(jīng)排水總管進(jìn)入集水池重新參與工作循環(huán)，多余的水被排走。 4、管井井點(diǎn)和深井泵井點(diǎn)、管井井點(diǎn)和深井泵井點(diǎn)在遇有流砂，特別是地下水充沛的土層，宜用管井井點(diǎn)或深井泵井點(diǎn)，兩者與輕型井點(diǎn)的不同之處是每個(gè)井點(diǎn)均單獨(dú)采用一臺(tái)泵每個(gè)井點(diǎn)均單獨(dú)采用一臺(tái)泵，而后者是將泵放置在井管泵放置在井管中。井點(diǎn)布置，見圖7-8及圖7-9所示。 5、電滲井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)

8、在飽和的粘性土中，由于土的透水性差透水性差(滲透系數(shù)小于0.1m/d)，用一般的抽水方法很難抽出地下水，因此，必須用電滲井點(diǎn)排水。 19世紀(jì)初，列斯用直流電通過含水土?xí)r，發(fā)現(xiàn)了電動(dòng)現(xiàn)象。電電動(dòng)主要包括動(dòng)主要包括電滲電滲和和電泳電泳兩種現(xiàn)象。兩種現(xiàn)象。在飽和粘土中插入兩根電極，通過直流電，則陽極周圍的土中水會(huì)向陰極流動(dòng)陰極流動(dòng)，土中細(xì)顆粒向陽極移動(dòng)或壓密，前者稱電滲現(xiàn)象，后者稱電泳現(xiàn)象。分減少，陰極處則增加。因此，電滲現(xiàn)象在粘土顆粒含量多且含水量大的飽和土層較顯著，若含水量接近塑性限界，則電滲現(xiàn)象很弱。電泳現(xiàn)象是帶負(fù)電荷的土顆粒由陰極向陽極移動(dòng)，對(duì)土層起固結(jié)作用，從而對(duì)軟土地基有加強(qiáng)作用。電滲井

9、點(diǎn)布置，（金屬棒（金屬棒鋼筋和井點(diǎn)管的陰陽鋼筋和井點(diǎn)管的陰陽極）極）。問題：降水方法的優(yōu)化選擇、降水對(duì)周邊建筑的影響。三三. 板樁法板樁法當(dāng)通過厚度不大的松軟巖層或不穩(wěn)定含水層的地下工程施工中，可采用板樁法施工。板樁法的實(shí)質(zhì)是在地下工程尚未開挖前，在其開挖范圍以外，將板樁依次打入，穿過不穩(wěn)定含水層，插入到隔水層一定深度一定深度（即預(yù)先在地下構(gòu)筑防水帷幕）。此后，在板樁的臨時(shí)支護(hù)下進(jìn)行開挖與砌筑作業(yè)。條件：厚度不大（含水層厚度大，板樁未插入隔水層會(huì)發(fā)生何情況）、不含漂石、探頭石等。問題：地質(zhì)條件、水平抗力、封底。 凍結(jié)法是通過人為制冷的方法，將土層（巖層）中的水凍結(jié)，形成有一定強(qiáng)度和厚度的凍結(jié)體

10、（臨時(shí)防護(hù)結(jié)構(gòu)），在其保護(hù)下進(jìn)行巖土開挖的特殊施工方法。它是受自然法的啟發(fā)發(fā)展起來的，人工凍結(jié)法和液氮或干冰（固體CO2）。下面簡(jiǎn)單介紹各方法的實(shí)質(zhì)。 1。自然凍結(jié)法。自然凍結(jié)法 來自西伯利亞河床下金礦開采。（包括直接凍結(jié)和木垛加碎石凍結(jié)） 自然凍結(jié)厚度木垛流動(dòng)水流砂層礦床碎石2-2 木垛加碎石凍結(jié)示意圖圖2-1 直接凍結(jié)示意圖 2人工凍結(jié)法（壓縮機(jī)制冷） 即采用人工制冷的方法（如冰箱、冷凍機(jī)等），將巖土凍結(jié)。制冷的主要設(shè)備如下： 壓縮機(jī) 冷凝器（蒸發(fā)器） 調(diào)節(jié)閥如何將以上四種設(shè)備組成制冷系統(tǒng)。？如何將以上四種設(shè)備組成制冷系統(tǒng)。？關(guān)鍵是兩個(gè)要點(diǎn)：物質(zhì)的狀態(tài)變化伴隨熱量的傳遞，二是關(guān)鍵是兩個(gè)要點(diǎn)

11、：物質(zhì)的狀態(tài)變化伴隨熱量的傳遞，二是熱的傳遞規(guī)律（第二定律）。熱的傳遞規(guī)律（第二定律）。1 11 1） 熱量傳遞熱量傳遞 吸熱吸熱 吸熱吸熱 固態(tài)固態(tài) 液態(tài)液態(tài) 汽態(tài)（如水）汽態(tài)（如水） 放熱放熱 放熱放熱 現(xiàn)象：室內(nèi)噴水、涼水、酒精、丙酮擦身，立冬溫、開春冷等。 制冷的過程也就是利用某種特定的物質(zhì)的狀態(tài)變化來實(shí)現(xiàn)的，這種物質(zhì)叫制冷劑。從上式分析，水變汽吸熱（100度），能做制冷劑嗎。必須是汽化溫度低于0度（必要條件），這類物質(zhì)很多，常用的有：氨（一個(gè)大氣壓下，汽化溫度35）、液氮制氧副產(chǎn)品195、CO278、氟里昂30等。人為造成這類物質(zhì)狀態(tài)變換機(jī)制，即能實(shí)現(xiàn)制冷。如何構(gòu)建這種機(jī)制，這就是第

12、二個(gè)問題。 熱量從高溫?zé)嵩吹降蜏責(zé)嵩磦鬟f是熱力學(xué)第二定律。傳遞是熱力學(xué)第二定律。我們的目的是將熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩磦鬟f，如何實(shí)現(xiàn)，這就是熱力學(xué)第二定律，外界作功。外界作功。以氨為例說明制冷過程（地層或冰箱）設(shè)備連接圖和壓焓圖。 冷卻水循環(huán)去冷水塔（+25） p冷媒劑循環(huán)（-30）供液管凍結(jié)管回液管12圖2-3 凍結(jié)系統(tǒng)示意圖壓-焓圖 i凍土冷媒劑（鹽水）42143 制冷（劑）循環(huán) 2）制冷、凍結(jié)原理飽和蒸汽氨（-35）由1進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮機(jī)對(duì)其作功，飽和蒸汽氨變成過熱蒸汽氨（+120），沿等熵線到達(dá)2；過熱蒸汽氨等壓進(jìn)入冷凝器，與冷卻水進(jìn)行熱交換，轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽氨（+30），到達(dá)3（+30

13、）為飽和液態(tài)，繼續(xù)冷卻變?yōu)檫^冷液態(tài)3（+25），經(jīng)過調(diào)節(jié)閥，等焓降壓到4，進(jìn)行汽化，同時(shí)吸收周圍介質(zhì)（冷媒劑）的熱量，到達(dá)1（-35），至此完成一次制冷循環(huán)，周而復(fù)始，達(dá)到制冷的目的。鹽水（冷媒劑）在蒸發(fā)器內(nèi)，吸收氨氣的冷量，低溫鹽水由鹽水泵，有供液管進(jìn)入凍結(jié)管，與巖土進(jìn)行熱交換后進(jìn)入回液管，再回到蒸發(fā)器，完成一次鹽水循環(huán)。循環(huán)的結(jié)果，鹽水不斷吸收巖土的熱量使其凍結(jié)，直到達(dá)到設(shè)計(jì)的凍土厚度。 人工凍結(jié)熱量傳遞的途徑是：巖土（凍土）鹽水氨冷卻水大自然。 作功冷源 熱源3）液氮或干冰（固體CO2）直接凍結(jié) 根據(jù)上述原理即不難理解液氮或干冰（固體CO2）直接凍結(jié)，它是針對(duì)一些局部的工程量不大的制水工

14、程（成本高）。固體CO2可以直接汽化（密封高壓），液氮可直接汽化。（與打火機(jī)同理）問題：體溫混凝土強(qiáng)度研究、斷管問題、凍脹壓力、溫度場(chǎng)、支護(hù)結(jié)構(gòu)、混凝土裂縫等。 一應(yīng)用情況此法引自水電部門，在水庫壩堤的防滲工程中稱其為“地下防滲墻”，水下筑墻、樁基、墩臺(tái)基礎(chǔ)、邊坡穩(wěn)定等常用此法。建筑部門用此法構(gòu)筑地基基礎(chǔ)，稱之為“地下連續(xù)墻”。 已有建筑擬建建筑已有建筑連續(xù)墻滑動(dòng)面邊坡防滲墻基巖壩堤已有建筑 圖3-1 水下（泥漿下）澆注混凝土應(yīng)用事例 擬建建筑 已有建筑 二特點(diǎn)及技術(shù)關(guān)鍵工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備少、施工安全、質(zhì)量可靠。適用有于松軟的穩(wěn)定土層，不應(yīng)有大的卵石、漂石。技術(shù)關(guān)鍵是：槽孔施工、泥漿下澆注混凝土及

15、接頭的處理。三泥漿護(hù)壁原理一般地，在槽孔施工中為了維護(hù)槽孔的形態(tài)（不塌孔），必須采取維護(hù)措施，一般采取水或泥漿護(hù)壁，即在造孔的過程中，始終保持孔內(nèi)充滿泥漿，泥漿的作用除了平衡平衡土壓土壓（水壓）力外，泥漿中的顆粒還充填了土的裂隙或孔隙，起到維護(hù)槽壁的作用。 槽孔形成后，將泥漿排凈后可見槽壁表面有一層“泥皮泥皮”，有的泥皮薄而韌，而有的則厚而松。就是這層薄而韌的泥皮起著隔離和保護(hù)槽壁的作用（相當(dāng)于“噴層”），那么，泥皮是如何形成的？ 泥皮PJPN圖3-2 泥漿護(hù)壁原理示意圖 四壓氣洗孔原理 在水（泥漿）下，如何將鉆鑿下來的土體運(yùn)出地面？通常采用壓氣排碴壓氣排碴的方法，其原理如下： xyH0鉆桿L

16、w鉆頭壓氣管壓氣排液器 圖3-3 壓氣洗孔壓氣洗孔原理示意圖 x h h 在鉆桿內(nèi)放入壓氣排液器。h 揚(yáng)程；H0排液器置入深度；Lw尾管長度；x 泥漿比重；h三相混合體比重；xy二相混合體比重。未通壓氣前：x=h=xy（均為泥漿），系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。通壓氣后：x不變，h下降，xy上升，系統(tǒng)平衡打破，呈現(xiàn)以下狀態(tài)：xyxh由于壓縮空氣進(jìn)入鉆桿，比重降低，在鉆頭底部形成負(fù)壓，盡而產(chǎn)生液體流動(dòng)，洗井液帶動(dòng)巖碴進(jìn)入鉆頭、鉆桿，最終排出地面，流入沉淀池凈化。同時(shí)，地面泥漿系統(tǒng)不斷向井內(nèi)補(bǔ)充新的泥漿，確保泥漿面水平不變。這里h是變量，隨著氣泡的上升，氣泡逐漸變大，h變小，流速增大。 五泥漿下灌注混凝土1泥

17、漿下灌注混凝土的實(shí)質(zhì) （ 1）沿槽孔的長度方向布置若干垂直導(dǎo)管；（ 2）把地面配置好的混凝土同時(shí)注入導(dǎo)管；3）隨著混凝土頂面的上升，頂出泥漿（進(jìn)入地面泥漿池參與循環(huán)），同時(shí)提拔導(dǎo)管，直至混凝土灌滿整個(gè)槽段。 問題：接頭問題 ？ 圖3-4 泥漿下灌注混凝土示意圖混凝土導(dǎo)管泥漿 槽孔 2 泥漿下灌注混凝土的施工要點(diǎn) （1）管底部高出基底300500mm，頂部高出泥漿面一定高度； （2）隨著混凝土面的上升，不斷提、拆導(dǎo)管，但必須保證其埋在混凝土一定的深度以防提漏； （3）開始灌注時(shí)導(dǎo)管內(nèi)必須放置隔水栓隔水栓，以防止混凝土與泥漿的混合； （4）確定拔管時(shí)間，即不能過早也不能過晚； （5）混凝土必須連續(xù)

18、一次澆注完畢，尤其是澆注開始，必須一次埋住導(dǎo)管 。3.漿下混凝土的流動(dòng)規(guī)律 混凝土在不同的超壓力的作用下，呈不同的流動(dòng)狀態(tài)（規(guī)律），而不同的流動(dòng)狀態(tài)，直接影響混凝土的成型質(zhì)量，一般的混凝土在泥漿下可能呈現(xiàn)以下狀態(tài)： （1）（1）圖3-5 漿下混凝土的流動(dòng)規(guī)律 4.4.混凝土的技術(shù)要求混凝土的技術(shù)要求泥漿下澆注混凝土是通過在導(dǎo)管內(nèi)靠自重下流、在超壓力作用下向兩側(cè)擴(kuò)散、頂升等環(huán)節(jié)完成的，因此與一般的混凝土澆注有所不同，要求混凝土有好的流動(dòng)性好的流動(dòng)性（不堵管、能流暢的擴(kuò)散及頂升），好的和易性和易性（流動(dòng)時(shí)不離析、穩(wěn)定性好），在配比方面要保證混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性抗?jié)B性。一般的，混凝土的流動(dòng)性和和易性

19、是對(duì)立的，解決的辦法是填加外加劑（如減水劑、緩凝劑，或適當(dāng)增加水泥的用量。5.5.直升導(dǎo)管法幾個(gè)參數(shù)的確定直升導(dǎo)管法幾個(gè)參數(shù)的確定按泥漿下澆注混凝土的實(shí)質(zhì)及施工要點(diǎn)的要求，有以下幾個(gè)參數(shù)需要確定：h1導(dǎo)管高出泥漿面的最小距離；h導(dǎo)管埋入混凝土的最大深度；L導(dǎo)管間距。h1h21 h2p(1).h1的確定根據(jù)壓力平衡關(guān)系，可得導(dǎo)管出口處的超壓力p：p=1* h1+(1-2)* h2從上式便可得到h1?；炷另樌麛U(kuò)散的基本條件是超壓力p0，但是由于混凝土為多相流體，pk(k0).（2）導(dǎo)管間距的確定一般地，導(dǎo)管的間距越小，混凝土的上升越平穩(wěn)、越均勻，否則混凝土上升表面坡度大，易將泥漿卷入混凝土。但同

20、時(shí)灌注的導(dǎo)管多，灌注過程控制困難，目前還無理論計(jì)算方法，可按經(jīng)驗(yàn)，一般取33.5m。(3).管埋入深度的確定 如果將混凝土視為理想流體，從理論上講p0即可流動(dòng)，但混凝土為多相流體，其力學(xué)特征隨時(shí)間變化。如果導(dǎo)管埋的過深，則灌注困難（超壓力小、下部可能初凝），過淺則可能出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象，該問題應(yīng)進(jìn)行理論試驗(yàn)研究，一般的取1.52.5m.六六. .接頭處理技術(shù)接頭處理技術(shù)一個(gè)完整的地下連續(xù)墻是有若干個(gè)槽段組成的，問題是如何將槽段與槽段連接成一個(gè)整體，使其即防滲，又有一定的連接強(qiáng)度，這就是接頭的處理問題。接頭的形式有多種，一般的有以下幾種：（1）弧型接頭 弧型接頭（第一槽段；第二槽段）利用弧型鉆頭造孔，

21、該接頭即承壓又抗?jié)B，是較理想的接頭方式，問題是如何實(shí)現(xiàn)該接頭？（加一鉆加一鉆） （2）直線型接頭 該接頭形式利用矩形鉆頭（抓斗）造孔，即不穩(wěn)定，也不抗?jié)B，易造成兩槽段間不連續(xù)，達(dá)不到抗?jié)B加固的目的，一般不宜采用。澆注混凝土之前，在形成的槽段兩端，放置形狀適宜的隔板（鋼板、預(yù)制鋼筋混凝土隔板等），固定后建筑混凝土。 該接頭的技術(shù)關(guān)鍵是，要求有一定剛度的隔板，安裝時(shí)不偏寫斜、不扭轉(zhuǎn)。 （3 3）隔板接頭）隔板接頭 隔板（4）間隔接頭間隔接頭 （1） （2） （3） 導(dǎo)向孔分別或同時(shí)構(gòu)造、槽段并澆注混凝土（1）；在兩槽段中間鉆導(dǎo)向孔（2）；利用雙反弧沖擊鉆頭造孔并澆注混凝土，實(shí)現(xiàn)、槽段的連接。（5

22、5）預(yù)留法接頭預(yù)留法接頭見圖*所示，該法要點(diǎn)為：在混凝土澆注之前，預(yù)先在槽段的兩端下放接頭管，邊澆注混凝土邊拔導(dǎo)管，最后形成凹型的連續(xù)墻兩側(cè)端頭。問題：接頭結(jié)構(gòu)形式、提拔力的確定、提拔時(shí)間的確定等。問題：接頭結(jié)構(gòu)形式、提拔力的確定、提拔時(shí)間的確定等。 間隔接頭 接頭管圖3-5 預(yù)留法接頭示意圖 二二. .注漿法的含義及其應(yīng)用注漿法的含義及其應(yīng)用1注漿法的含義及其工藝過程注漿法的含義及其工藝過程 含義：含義：就是將可凝固的漿液在注漿壓力的作用就是將可凝固的漿液在注漿壓力的作用下，注入到巖層的裂隙或土層的孔隙中，用以下，注入到巖層的裂隙或土層的孔隙中，用以堵水或加固（通俗地講就像醫(yī)生給病人注射液堵

23、水或加固（通俗地講就像醫(yī)生給病人注射液體類似體類似-血管既裂隙，不同的是注入的材料不血管既裂隙，不同的是注入的材料不同，否者即為人為同，否者即為人為“血栓血栓”。注漿法的關(guān)鍵是可。注漿法的關(guān)鍵是可凝固的漿液（注漿材料）和有一定的注漿壓力。凝固的漿液（注漿材料）和有一定的注漿壓力。工藝過程：工藝過程：漿液配制同時(shí)鉆孔和注漿設(shè)備安裝漿液配制同時(shí)鉆孔和注漿設(shè)備安裝壓水實(shí)驗(yàn)壓水實(shí)驗(yàn)注漿注漿壓水壓水質(zhì)檢質(zhì)檢施工。施工。 圖4-1 注漿工藝過程示意圖圖4-2 滲流堵塞過程示意圖 PrPv(a)(b)(d) (c) 圖4-3 滲流注漿P-t曲線tPQmin P0 圖4-4 管道注漿原理圖 圖4-5 滲透注漿

24、原理圖 五注漿新技術(shù)簡(jiǎn)介 旋噴注漿法旋噴注漿法，即利用高壓水射流旋轉(zhuǎn)切割土體，同時(shí)進(jìn)行泥漿、水泥漿地下攪拌，形成地下混合灌注樁；綜合注漿法，即將以粘土為主作為注漿材料，配備可移式注漿站（注漿臺(tái)車）；直接堵漏技術(shù)，即對(duì)構(gòu)筑物的滲漏水直接封堵（需特殊的材料及設(shè)備）；還有其他的化學(xué)注漿新技術(shù)等。問題：注漿技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展；注漿堵水應(yīng)用技術(shù)；注漿加固應(yīng)用技術(shù)；注漿在路基加固工程中的應(yīng)用等。第五講：注漿參數(shù)一 .注漿壓力 注漿壓力是給予漿液擴(kuò)散、充塞、壓實(shí)的能力。壓力過大則漿液擴(kuò)散過遠(yuǎn)，造成浪費(fèi)，壓力過小則漿液難以進(jìn)入，或達(dá)不到所需的厚度而造成注漿失效。影響注漿壓力的因素很多，可用以下函數(shù)關(guān)系表示： P

25、o=f(H, Ro , , 1/K , 1/t) 式中 H水頭壓力； Ro擴(kuò)散距離； 漿液粘度； 1/K裂隙開度； 1/t凝膠時(shí)間。 此外還有在特定環(huán)境下推導(dǎo)的公式，如H.B佳賓公式等。 二注入量注入量是了解漿液的充塞狀態(tài)、選擇注漿泵、材料估算及配制漿液的依據(jù)，有如下計(jì)算方法：1 依據(jù)壓水實(shí)驗(yàn)估算：Qo= K. q.Pb. h式中 K灌注系數(shù)； q吸水率； h注漿段高度。 2RR34RRQ3ppp00300b)(ln R=303rntkhr30 牛頓流體球狀滲透當(dāng)漿液僅從注漿孔端部注入時(shí)，可以設(shè)想為以該點(diǎn)為中心的球形注漿。馬格(Maag)應(yīng)用達(dá)西(Darcy)定律作為原始公式推導(dǎo)了注漿的滲透理

26、論公式。根據(jù)達(dá)西定律，得出漿液的擴(kuò)散半徑：圖6-1 不同漿液的粘度變化cwt M=SiO2/Na2O 取2。42。8 Be=145-145/ 取3035 衡量漿的兩個(gè)重要指標(biāo)是凝膠時(shí)間凝膠時(shí)間和抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度：與水灰比（w/c）、環(huán)境溫度、水泥與水玻璃比（c/s）等因素有關(guān)，其中有最佳級(jí)配的問題，即一定量的與一定量的水玻璃反應(yīng)，當(dāng)比例相當(dāng)時(shí)強(qiáng)度最高 。在未達(dá)到以前c/s越高反應(yīng)越充分，強(qiáng)度越高，當(dāng)?shù)扔趕/c#時(shí)強(qiáng)度達(dá)到最高值，當(dāng)超過s / c #時(shí)，再增加水玻璃則強(qiáng)度下降（多余的水玻璃不參與反應(yīng)，而水玻璃本身是沒有機(jī)械強(qiáng)度的水玻璃本身是沒有機(jī)械強(qiáng)度的）。 圖6-2 與s/c關(guān)系曲線

27、s/cs/c# t t t w/c w/c T 圖6-3水泥品種的影響 圖6-4水泥漿及水玻璃濃度的影響 圖6-5 溫度的影響 注： 普通硅酸鹽水泥 35 Be 礦渣硅酸鹽水泥 40 Be 過期水泥 45 Be 水玻璃遇水發(fā)生如下水解反應(yīng)： Na2O.nSiO2+H2O=2NaOH+n.SiO2如果向水玻璃水溶液中投入酸、酸性鹽和某些有機(jī)化合物均能消耗掉體系內(nèi)含有的NaOH，打破上述平衡，使反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)產(chǎn)生大量的硅酸，而硅酸呈凝膠體狀態(tài)。 硅酸形成的穩(wěn)定三元體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示： OSiOSiOSiOSiO O O O O OsiOSiOSiOSiO 1 4.聚氨脂類（溶液型） 屬于高分子聚合物，其特點(diǎn)是該漿液不容于水，見水發(fā)泡膨脹，凝固后體積增大89倍，但成本高，價(jià)格昂貴，2萬元/m3以上，只用在特種工程特種工程中。5.丙烯酰胺類（溶液型）適用于雙液注漿（主劑、膠聯(lián)劑、還原劑），其特點(diǎn)是可注性好（似水）、凝膠時(shí)間可調(diào)幾秒幾小時(shí)）、凝固突變。適用于封堵動(dòng)水，價(jià)格為封堵動(dòng)水，價(jià)格為5000/m5000/m3 3元元/ /以上以上。(1) 全程式 (2) 前進(jìn)式 (3) 后退式 圖7-1注漿方案示意圖 都是通過止?jié){塞實(shí)現(xiàn)分段注漿的，但止?jié){效