隧道及地下工程注浆堵水和加固技术
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矿井注浆堵水技术当涌水量很大,仅仅靠排水已不可能或有经济时,注浆堵截水源通道,然后再进行排水。
注浆堵水是将水泥将或化学浆通过管道压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中,使其扩散、凝固和硬化,从而岩层具有较高的强度、密实性和不透水性,达到封堵截断补给水源和加固地层的作用,是矿井防治水害的重要手段之一。
目前,注浆堵水已广泛用于矿井井筒注浆,封堵突水点,恢复被淹矿井,井巷堵水过含水层或导水断层,帷幕注浆堵水截流,减少矿井涌水量、底板注浆加固防止突水等方面已取得良好的效果。
一、注浆堵水的适用条件(1)当老窑或被淹井巷的积水与强大水源有密切联系时,可先注浆堵截水源,然后排干积水。
如山东肥城国庄矿、河南焦作演马庄矿等,都是先堵截水源而后排干积水恢复生产的。
(2)当井巷工程必须穿过一个或几个强含水层或充水断层,如不堵截水源,将给矿井生产和建设带来很大困难和危害,甚至无法施工,我国许多矿井穿过强含水层时,都是利用这一方法。
(3)当井筒或工作面发生严重淋水,为了加固井壁、改善劳动条件、减少排水费用,可以采取注浆措施。
如鹤壁鹿楼主、副井,新汶协庄主、副井,采取挂浆措施后,取得了良好的效果。
(4)某些涌水量特大的矿井,为了减少矿井涌水量,降低常年排水费用,亦可采用注浆堵截水源。
如焦作九里山矿,北部隐伏露头区冲积层水补给八层石灰岩含水层涌人矿井,采取注浆措施后,矿井涌水量减少56 m3/'rain,lO年共节省排水电费近亿元,取得了显著的经济效益,使一个严重亏损的矿井得以扭亏为盈。
二、注浆工作程序(一)注浆材料注浆材料的选择应根据堵水的目的、地质条件、施工条件、注浆工艺和投资多少等因素决定。
从水文地质条件考虑,选择材料可参考表4—2。
在一般情况下,凡是水泥浆能解决问题的尽量不采用化学浆,化学浆主要用于弥补水泥浆的不足,解决一些水泥浆难以解决的问题。
当地下水流速为25 m/h时,采用单液水泥浆;当大干25 m/h时,采用水泥一水玻璃双液浆;用于底板岩溶、断层破碎带和动水注浆堵水及处理井下突水事故时,目前多采用先灌注惰性材料(如砂、炉渣、砾石、锯末等)充填过水通道、缩小过水断面、增加浆液流动阻力、减少跑浆,然后灌注快凝水泥一水玻璃浆液,再用强度较高的化学浆进一步封堵。
注浆技术作用
注浆技术是一种常见的地下工程修补和加固方法,也是保护地下水资源的重要工具。
注浆技术的作用主要有以下几个方面:
1. 加固地下工程结构:注浆技术可以将固化剂注入到地下工程中,填充裂缝和空隙,增强地质体的稳定性,提高地下工程结构的承载能力和稳定性。
2. 防止地下水渗漏:注浆技术可以将固化剂注入到地下水渗漏点位,形成坚实的固体堵塞层,阻止水流通过,达到防水的目的。
3. 修复地下水源:注浆技术可以将固化剂注入到井壁和井筒中,填充砂砾和泥土层,修复原有的井孔和地下水源,保护地下水资源。
4. 限制地下污染:注浆技术可以将固化剂注入到地下储层中,将有害物质固定在地下储层中,减少地下水的污染,保护环境。
总之,注浆技术是一个多功能的地下工程修补和加固方法,可以发挥多种作用,为地下工程的建设和环境保护提供重要帮助。
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隧道及地下工程注浆堵水和加固技术1 前言水是隧道工程之首害。
由于隧道的开挖,揭开了地下水的通道,水的流出带走了大量的岩石赖于胶结充填的物质,使围岩的整体结构强度降低,支护效用大打折扣;水压力的作用又使围岩应力重分布及其变形进程加剧,发生坍塌的可能性加大,严重影响工程的安全顺利进展。
大瑶山隧道班古坳竖井突水淹井,延误工期一年多,直接经济损失几百万元;日本青涵海底隧道涌水淹没平导3000m,淹没正洞1200m,误时一年零四个月,经济损失也非常巨大,有的更为严重的水害迫使工程停止或废弃改道。
因此,如何有效地克服地下水的危害,保障隧道工程的安全顺利进展,对于实现隧道工程施工技术、经济效益的提高,具有世界性的重要意义。
以前山岭隧道施工的防水原则是“以排为主,以堵为辅,排堵结合”,利用自然坡实行自然排水来克服水害,但是,随着环保问题日益受到重视,为避免地下水位大幅下降,破坏周围环境,影响居民生产、生活。
注浆作为堵水和加固围岩的一项技术,对于克服地下水是非常有效的,它具有效果好,安全性较高,施工技术易于掌握等优点,在目前隧道工程中得到广泛的应用,设备、材料、工艺迅速发展,日臻完善。
在一般情况下,注浆由于相对造价较高,工序较复杂,不是隧道施工的正常工序。
但是对于克服涌水危害,通过复杂困难地质地段,注浆是一种有效的手段,也是作为一项必不可少的技术储备和应急措施。
2 注浆概述2.1 注浆的发展注浆用于堵水和改良地层已有几百年的历史。
注浆技术的历史大致可分为四个阶段:原始粘土浆液阶段(1802~1857年),初级水泥浆液注浆阶段(1858~1919年),中级化学浆液注浆阶段(1902~1969年),现代注浆阶段(1969年以后)。
早在1802年,法国人查理斯·贝里格尼在修理第厄普冲刷闸时,用一种木制冲击筒装置,人工垂击方法向地层挤压粘土浆液,被认为是注浆的开始。
此后法国在19世纪中叶,应用这种注浆方法对建筑物的地基进行加固,1802年到1857年期间,注浆技术处于萌芽阶段,浆液主要是粘土、火山灰、生石灰等简单材料。
地铁浅埋暗挖隧道注浆加固止水施工技术摘要:本文以某地铁项目暗挖隧道施工为工程背景,结合当地地质和水文地质条件,决定采取后退式旋喷止水注浆的施工方案对隧道周围土体进行加固,经数值分析可知加固效果较为显著,从而确保了隧道施工安全。
关键词:地铁;浅埋暗挖隧道;注浆加固;止水;施工技术1 工程概况区间隧道长407m,开挖至剩余约110m时,地层中出现大量渗漏水。
隧道原设计参数为:马蹄形标准断面,顶部覆土约12m,采用单洞台阶法开挖,开挖尺寸为6.4m宽×6.6m高,采用单排小导管超前加固地层;后因渗漏水而增加止水注浆措施。
2 地质情况2.1水位情况区间隧道当前开挖里程附近,勘察水位在地下10~11m,在隧道两侧采用井点降水后测得静水位20~22m,动水位约28m,隧道底板埋深19m。
2.2地质情况根据勘察设计报告,本区域地层自上至下依次为路基,黏土,中粗砂,砾砂,黏土,砾砂,隧道除底部为砂层外其余区域均处在黏土层中,地质断面见图1。
根据现场实际开挖时,隧道拱部开挖面已揭露砾砂层,且因砂层与黏土层交界处存在滞水,造成开挖时出水量较大且容易产生流沙。
具体见图2示意。
4.2主要工艺措施⑴止水注浆采用后退式旋喷方式,主要工艺流程为:搭设施工平台后封闭掌子面→计算并标记钻孔孔位→浆液制备、钻机就位→钻进成孔→后退旋喷注浆→换孔循环。
注浆采用改性水玻璃浆液和水泥-水玻璃双液浆,根据地层条件添加外加剂,以控制注浆范围及可注性。
为保证止水注浆的成孔及所用浆液效果,注浆参数可在正线结构段进行试验总结该地质段的注浆参数经验,还应根据现场试验和监测结果进行调整。
注浆应连续均匀。
⑵因注浆压力较大,每循环注浆前施工封闭掌子面,采用钢筋锚杆+φ6.5钢筋网片+0.15m厚C25喷射混凝土。
⑶浆液制备①浆液材料包括浓磷酸溶液,模数2.2~2.8、浓度40Be以上的水玻璃,P.O42.5普通硅酸盐水泥。
②施工配合比水泥浆:水玻璃浆液:磷酸溶液=1:1:1(体积比)其中水泥浆液中水灰比1:(0.8~1)(质量比),水玻璃浆液中原液:水=1:1(体积比),磷酸溶液中磷酸:水=1:10(质量比)⑷钻进成孔做好工前检查后,根据选定好的孔位、计算好的角度和长度,开始钻进。
注浆堵水方案一、背景介绍在建筑、地下工程以及矿山等领域,水的渗透和渗漏是一个常见的问题。
为了有效地解决这一问题,注浆堵水方案应运而生。
注浆堵水是一种常见的工程技术,通过注入特定材料来阻止水的渗透与渗漏,从而保证工程的安全和稳定。
二、注浆堵水原理注浆堵水利用注浆材料的物理、化学性质来阻止水的渗透。
一般情况下,注浆材料会在水与空气接触的地方发生化学反应,形成一层致密的固体封堵层,从而有效地堵住了水的通道。
三、注浆堵水的步骤1. 工程勘察与设计:在进行注浆堵水之前,必须对工程进行详细的勘察与设计。
这包括了地质、水文、地下水位等方面的调查,以及合理的注浆方案的设计。
2. 注浆材料的选择:根据工程的具体情况,选择适合的注浆材料。
常见的注浆材料包括聚氨酯树脂、环氧树脂、水泥浆等。
3. 注浆设备与施工工艺的准备:准备好注浆设备,并根据设计方案进行准备工作。
包括施工现场的清理、设备的调试等。
4. 注浆施工:根据设计方案,进行注浆施工。
一般情况下,先对目标区域进行处理,如清洗、凿眼,然后通过注浆设备将注浆材料注入目标区域。
注浆材料的注入速度和注浆压力需要根据实际情况进行调节,以确保注浆效果。
5. 注浆效果的检测与监测:注浆施工完成后,需要对注浆效果进行检测与监测。
一般情况下,通过监测点的设置和相关的监测仪器来进行实时监测。
如发现问题,需要及时采取措施修正。
四、注浆堵水的应用领域注浆堵水方案在多个领域得到了广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:1. 地铁、隧道工程:地铁和隧道是地下工程中常见的项目,也是注浆堵水的重点对象。
通过注浆堵水可以有效地阻止地下水的渗透,确保工程的安全和可持续运营。
2. 河道、水库工程:注浆堵水在水利工程中的应用非常重要。
通过注浆堵水可以有效地解决大坝渗漏、河道冲刷等问题,保证水库和河道的安全性和稳定性。
3. 房屋地下室:地下室是很多建筑中常见的空间。
通过注浆堵水,可以解决地下室渗水问题,保证地下室的干燥和舒适。
隧道工程施工地下水环境保护对策与措施为保证地下水安全,本工程在施工期与运行期需做好对地下水环境的保护工作,特别是预防污水泄露、施工废水排放等事故,提出了施工期的保护对策与措施。
(1)明确施工单位在施工期对地下水环境负有保护责任与义务,同时加强监理单位对施工期水环境保护的监督与约束。
施工单位应制定详细的污染防治措施,并对生活污水、施工废水、废物、渣土、泥浆等进行严格管理。
(2)施工营地应有独立的污水收集或排放渠道,临时营地应设置一次性公共厕所。
施工人员产生的生活污水需要在现场设置临时性污水处理系统,将生活污水收集处理后排入城镇污水管网统一处理;对于施工人员产生的生活垃圾,由施工单位设置专车或由垃圾清运公司每天集中密闭外运。
(3)每个工区工作面设立指定的渣土堆放点,防止渣土随意堆放;倒土过程中,工作面必须设置洒水、喷淋设施,并将渣土压实;建筑垃圾中可利用部分由施工单位回收,其余建筑垃圾集中堆放,及时清运至环卫部门指定的地点。
(4)在施工过程中应优先选用水泥基注浆材料。
(5)对桥梁桩基施工中产生的泥浆,应及时处理,集中收集,做好四周防护,防止污染周围环境。
(6)对隧道施工中产生的污水排入沉淀池进行沉淀,然后进行气浮过滤处理,去除有害物质后循环利用或排放。
对于必须排放的污水,必须处理后达到农灌标准,会用于农灌或绿化。
(7)隧道二次衬砌采用防水混凝土,抗渗等级不低于P10;对于初期支护出现大面积渗水的断层破碎地段,采用3m围岩径向注浆或者5m围岩径向注浆的止水形式,对于初支后有裂隙状出水现象,采取补注浆方式处理;对于环向施工缝,可内设中埋式橡胶止水带,止水带的设置间隔应与施工缝留置位置一致;在初期支护与二次衬砌之间,设置防水板,防水板采用厚度2mm的防水板。
(8)隧道施工期间的污水,采取清污分流,清洗污水和衬砌背后地下水分开排放的原则,由于该地区地下水水质较好,隧道水涌水可直接作为施工用水、车辆清洗用水,对于隧道涌水量大的地段,设截水管经由衬砌背后引出并导入蓄水池,避免和洞内施工污水汇合外排。
隧道渗漏水治理措施及方法1.降低渗透压力:渗漏水的主要原因是地下水通过隧道岩体或接缝进入隧道,因此降低渗透压力是治理渗漏水的重要方法之一、可以采用灌浆、注浆、加固等方式,在隧道壁面形成一层渗透不进的屏障,阻止水分的进入。
2.加固隧道结构:通过新建加固层或进行隧道结构补强,提高隧道的抗水能力和抗渗透能力。
加固材料通常采用混凝土、喷射混凝土、纤维增强材料等,根据渗漏水的具体情况选择合适的加固方式。
3.密封隧道接缝:隧道的接缝是渗漏水的主要入口,需要进行密封处理。
可以采用胶粘剂、填充料等材料进行填充和封堵,确保接缝处无渗漏。
4.排水系统的建设:通过建设排水系统,及时排除隧道内的积水和渗漏水,减少水分对隧道结构的侵蚀和损害。
排水系统可以包括排水管道、排水井、排水泵等设施,根据隧道的具体情况设计和建设。
5.监测和预警系统的建设:建设监测和预警系统,及时监测和发现隧道渗漏水的情况,提前采取措施防止事故的发生。
监测系统可以包括水位监测仪、温度监测仪、压力监测仪等设备,预警系统可以包括声光报警设备、自动控制设备等,形成一套完整的防治措施。
6.隧道环境的改善:通过改善隧道内的环境条件,减少渗漏水的发生和影响。
可以采用通风、降温、除湿等措施,调整隧道内的湿度和温度,降低渗漏水的发生概率。
7.定期检查和维护:隧道渗漏水治理是一个持续性的工作,定期进行检查和维护非常重要。
检查可以包括对隧道壁面、接缝、排水系统等进行检测和评估,及时发现问题并进行维修处理。
以上是常用的隧道渗漏水治理措施及方法,具体的应用需要根据实际情况进行选择与调整。
隧道渗漏水治理是一项复杂的工程,需要专业的团队和设备来实施和操作,以确保治理效果和隧道的安全使用。
注浆加固技术一、注浆加固围岩和堵水1.注浆加固围岩和堵水的作用机理注浆就是采用某种方法,将某种胶结材料渗透或挤入岩体的空隙或裂隙中。
由于浆液渗透或挤入岩体的空隙或裂隙中并硬化后,不仅将岩块或土体颗粒胶结为整体,或以高强夹层的形式将黏土分隔包围,从而提高岩体的完整性、增强岩体的稳定能力,也就是起到了加固围岩的作用,而且填塞了空隙或裂隙,阻断了地下水渗流的通道,也就是起到了堵水作用。
因此,在隧道及地下工程中,若遇到围岩软弱、破碎严重、地下水丰富或出现塌方,常采用注浆方法,以实现对岩体的加固,同时也起到堵水作用。
2.注浆方法注浆方法有压力注浆和电动化学注浆两类。
压力注浆是常用的方法,是在各种压力下使水泥浆液或化学浆液充填土的孔隙或岩层缝隙。
电动化学注浆是在施工中以注浆管为阳极,滤水管为阴极,通过直流电电渗作用使孔隙水由阳极流向阴极,在土中形成渗浆通道,化学浆液随之渗入孔隙而使土体胶结。
大多数地层条件可采用压力注浆。
但在软黏土中,土的渗透性很低,压力注浆法效果极差,可采用电动注浆法。
但电动注浆法由于受电压梯度、电极布置等条件限制,注浆范围较小,目前公路上的少数既有结构物地基加固工程中会用到。
压力注浆也可按注浆压力大小分为渗透注浆和劈裂注浆两种。
(1)渗透注浆。
在有一定渗透性的地层,如破碎岩层、砂卵石层、中砂层、细砂层、粉砂层等地层中,采用中低压力将胶结材料压注到地层中的空穴、裂缝、孔隙里,待其凝固后,岩体的结构体或土颗粒即被胶结为整体,称为渗透注浆。
(2)劈裂注浆。
在渗透性较差甚至不透水的地层,如含水率较大而颗粒较细的黏土地层、软土地层中,采用较高压力使胶结材料强行挤压钻孔周壁,使胶结材料将黏土层劈裂出缝隙并充塞凝结于其中,从而对黏土地层或软土地层起到加固的作用,称为劈裂注浆。
劈裂注浆加固的作用机理是:强行挤入黏土层或软土层中的胶结材料将黏土分隔包围,凝固以后的胶结材料在软弱土层中形成高强夹层,相当于在软弱土体中加筋、加骨,使软弱土层的整体性和强度大大提高。
8 注浆加固施工技术 注浆是一项用于加固软弱地基、减小沉降、提高承载力、填充混凝土板底脱空止边坡滑塌、防止路基滑坡、纠正结构物基础偏斜、填充天然地基穴洞以及混凝土缝隙的技术措施。
注浆方法有压力注浆、高压旋喷注浆、锚固注浆。
注浆有效深度方法而异。
压力注浆为6m左右,旋喷注浆8m以下,锚固注浆随杆长而定,可大于注浆孔位呈矩形、梅花形,其间距与孔密度视岩、土、基础形态而定,通常不小于5m。
注浆的关键技术在于对注浆深度的无损连续检测和浆液稠度,以及视岩土介质态、密度确定合理的压力。
锚固注浆还取决于锚杆钻头注浆后的拉拔效应。
注浆方专门设计并通过现场实验后确定。
注浆效果应用无损检验法对注浆面积和深度进行定,以及必要的沉降观测和对复合地基承载力的测算。
锚杆注浆是防止滑坡的有效案。
聚合物注浆是修补混凝土裂缝(隙)的新方法新技术。
对于桥梁裂缝和混凝土裂填补是一项现代岩土工程地质复杂多变、单一工程措施往往解决不了施工中的特殊题。
注浆技术是将有一定稠度的水泥浆液,通过机械成孔注入天然地基中的加固措按其施工工艺方法的不同,分为注浆和旋喷注浆两种。
前者是使水泥浆沿天然地基空隙渗透、填充,起到加固地基的作用;后者是使水泥浆沿导管注入孔中,形成柱体,以挤压土体构成复合地基,提高地基承载力。
此外,还有将钻孔导管作为骨架其贯穿岩体裂缝进入基岩后,经过钻杆导孔向注浆的锚固桩注浆。
锚固桩多用于防体滑坡、路基岩体滑坡和隧道内的衬砌工程。
而注浆则只是为了加固天然地基。
也两者结合,岩体或土体钻人钻杆注浆后表面喷洒水泥砂浆,此工法称喷锚加固或称墙。
采用高分子聚合物液体注入桥梁裂缝或者是混凝土缝隙的修补,以弥补工程缺注浆法按注浆机理可分为如下几种方式。
8.1 压力注浆 8.1.1 压力注浆法加固地基机理 压力注浆法是利用液压或气压把能凝固的浆液均匀地注入岩土层中,以填充、和挤密等方式,驱走岩石裂隙中或土颗粒间的水分和气体,并填充其位置,硬化后土胶结成一个整体,从而使地基得到加固,防止或减少渗漏和不均匀的沉降。
注浆封堵规范标准最新注浆封堵技术是一种广泛应用于建筑、水利、矿业等领域的工程措施,主要用于加固地基、防治渗漏、填充裂缝等。
随着技术的发展和工程需求的不断变化,注浆封堵规范标准也在不断更新。
以下是最新的注浆封堵规范标准概述:1. 适用范围:本规范适用于各类工程中的注浆封堵施工,包括但不限于地下工程、隧道、大坝、基坑等。
2. 材料要求:注浆材料应根据工程的具体情况选择,通常包括水泥浆、化学浆等。
材料应具有良好的流动性、稳定性和耐久性,且应符合国家或行业相关标准。
3. 设计原则:注浆封堵设计应综合考虑地质条件、工程结构、环境因素等,确保注浆方案的科学性和可行性。
4. 施工准备:施工前应进行详细的地质勘察,明确注浆区域的地质结构和水文地质条件。
同时,应准备好相应的施工设备和材料。
5. 施工工艺:注浆施工应遵循“先深后浅、先粗后细”的原则,合理布置注浆孔,确保注浆均匀、连续。
6. 质量控制:施工过程中应实时监测注浆压力、流量等参数,确保注浆效果。
注浆完成后,应进行密实度检测,确保达到设计要求。
7. 安全与环保:注浆施工应严格遵守安全生产规程,采取有效措施防止施工过程中的环境污染。
8. 验收标准:工程完工后,应按照相关规范进行验收,包括注浆体的完整性、密实度、强度等指标。
9. 维护与管理:注浆封堵工程完成后,应建立相应的维护管理制度,定期检查注浆体的状态,及时发现并处理问题。
10. 记录与档案:施工过程中的所有数据和信息应详细记录,并建立完整的工程档案,以便于工程的追溯和管理。
注:本规范仅为概述,具体施工时应参照最新的国家或行业标准执行,并结合工程实际情况进行适当调整。
一、方案概述注浆防水专项施工方案旨在解决建筑、地下工程等防水问题,通过注浆技术提高防水效果,延长建筑物的使用寿命。
本方案针对各类防水工程,包括地基加固、地下室防水、地下隧道防水等,以聚氨酯注浆液为主要材料,采用高压注浆工艺,确保防水效果。
二、施工准备1. 材料准备:聚氨酯注浆液、高压注浆泵、注浆管、钻头、胶管、堵漏剂等。
2. 人员准备:施工人员、技术人员、质量检查员等。
3. 施工设备准备:钻机、搅拌机、切割机、高压注浆泵等。
4. 施工现场准备:施工场地平整、排水设施完善、安全防护措施到位。
三、施工工艺1. 钻孔:根据设计要求,确定钻孔位置、深度和间距。
使用钻机进行钻孔,确保孔径、孔深符合要求。
2. 清孔:钻孔完成后,使用钻杆进行清孔,清除孔内杂物,确保孔内清洁。
3. 注浆管安装:将注浆管插入孔内,管口高出地面50cm左右,管底部插入孔底。
注浆管与钻杆连接牢固,防止注浆过程中脱落。
4. 注浆:开启高压注浆泵,将聚氨酯注浆液注入孔内。
注浆压力控制在0.5-1.0MPa,确保浆液均匀填充孔洞。
5. 堵漏:在注浆过程中,如遇漏水点,使用堵漏剂进行封堵。
待注浆完成后,检查漏水点是否处理彻底。
6. 注浆管拔除:注浆完成后,待浆液固化后,拔除注浆管。
7. 验收:注浆完成后,对注浆效果进行检查,确保防水效果达到设计要求。
四、施工质量控制1. 材料质量:选用符合国家标准的聚氨酯注浆液,确保材料质量。
2. 施工工艺:严格按照施工工艺进行操作,确保施工质量。
3. 施工过程:加强施工过程监控,及时发现并处理质量问题。
4. 验收标准:按照设计要求,对注浆效果进行验收,确保防水效果。
五、施工安全1. 施工现场:设置安全警示标志,确保施工安全。
2. 人员安全:施工人员必须佩戴安全帽、防护手套等防护用品。
3. 设备安全:确保施工设备完好,定期进行维护保养。
4. 防火措施:施工现场禁止吸烟,确保防火安全。
六、施工进度根据工程实际情况,制定合理的施工进度计划,确保工程按时完成。
隧道的堵水措施1. 引言隧道是一种人工筑造的地下通道,用于道路、铁路或供水等基础设施的交通运输。
然而,由于地下水位的存在,隧道在建设和使用过程中往往会遇到水的渗漏和涌水问题。
这不仅会对隧道结构造成严重损害,还会威胁隧道使用的安全性。
因此,实施有效的堵水措施对于隧道的建设和使用至关重要。
2. 隧道水问题的影响2.1 结构损害:隧道内的大量水渗漏会导致结构的侵蚀和破坏,加速混凝土和岩石的老化,使得隧道的使用寿命大大缩短。
2.2 安全隐患:水渗漏和涌水会导致地下隧道内部积水,增加了交通事故和灾害发生的风险,严重威胁乘车人员的生命安全。
2.3 维护费用:频繁的水渗漏需要不断进行维修和排水,使隧道的维护成本大大增加。
3. 隧道堵水的常用技术为了应对隧道水问题,工程师们开发了多种堵水技术。
以下是一些常用的隧道堵水措施:3.1 土工布堵水土工布是一种由高密度聚乙烯或聚氯乙烯制成的材料,具有优异的防渗漏性能。
在隧道施工中,可以将土工布铺设在隧道壁和顶部,防止地下水进入隧道内部。
3.2 喷射混凝土喷射混凝土是一种在隧道壁和顶部喷射混凝土,形成密封层的方法。
通过喷射混凝土,可以填补岩石和土壤的裂缝,从而防止水渗漏。
3.3 钻孔注浆钻孔注浆是一种将浆液注入地下层的方法,用于封堵裂缝和空洞。
在隧道堵水中,工程师会在隧道墙和顶部进行钻孔,然后注入特殊的浆液,使地下层形成固体防水层。
3.4 粘合防水卷材粘合防水卷材是一种在隧道壁和顶部贴合的防水材料。
这种材料具有较高的黏结性和抗渗漏性能,可以有效地阻止水的渗透。
3.5 隧道衬砌隧道衬砌是一种建造在隧道内部的保护层,可以防止水渗漏和减少结构损坏。
常见的隧道衬砌材料包括钢筋混凝土和纤维增强塑料等。
4. 隧道堵水的选择原则在选择隧道堵水措施时,需要考虑以下几个原则:4.1 经济性隧道堵水措施的选择应综合考虑经济性。
不同的堵水方法在施工和维护成本上可能存在差异,需要根据具体情况进行综合比较和评估。
地下工程注浆技术一、概述1、注浆法的概念注浆是一项工程活动,它利用配套的机械设备,采用合理的注浆工艺,将适宜的注浆材料注入工程对象,以达到填充、加固、堵水、抬升,以及纠偏等目的。
注浆法可简化为图1-1所示的结构模式图。
2、注浆技术的应用注浆技术是与软弱地层和地下水斗争的一门关键技术,其主要作用有以下几点:软岩加固、注浆堵水、回填防沉、控制构筑物沉降、桥台沉降控制、隧道洞口滑坍治理、隧道变形治理、注浆截水帷幕、TBM泉眼段注浆加固、渗漏水治理、大坝防渗、瓦斯防溢、古树木保护、混凝土结构裂隙政治、工程抢险等。
3、工程对象特征注浆施工前必须熟悉所面对的工程对象的工程地质条件和水文地质特征,同时还应对注浆工程周边环境特点,以及注浆工程造价和工期要求了解。
二、注浆机理1、注浆扩散机理注浆施工中,浆液在地层中的作用方式主要表现为四种:渗透扩散、劈裂扩散、裂隙填充、挤压填充。
1)渗透扩散是指浆液在压力条件下,在不该变土体结构和颗粒排列的原则下,挤走颗粒间的游离水和空气,达到填充土体孔隙的目的,浆液凝结后,起到加固土体与堵水的作用。
通过增大注浆压力,浆液向地层孔隙的更远处渗透。
对砂层采用化学浆液注浆,以及采用水泥浆灌注孔隙较大的粗砂层、砂卵石层、砂砾石层都属于渗透扩散。
2)劈裂扩散是对于弱透水性地层中,当注浆压力超过劈裂压力(渗透注浆和挤压注浆的极限压力)时土体产生水力劈裂,也就是在土体内突然出现裂缝,于是地层吸浆量突然增加、浆液呈脉状进行渗透。
3)在残积层、断裂破碎带、富水溶槽溶隙中进行注浆施工时,一般当注浆材料颗粒能满足小于裂隙宽度的1/3~1/5时,均能产生裂隙填充。
4)挤压填充是指浆液在地层中难以扩散或劈裂进入地层的空隙中,只是在注浆压力条件下,地层被浆液挤密。
挤压注浆只是在基础处理时,为提高地面基础承载力而采用的一种注浆方式,注浆效果较差,原则上不宜采用。
2、注浆作用机理注浆作用机理分两种:加固机理和堵水机理。
隧道注浆隧道注浆是隧道工程中一种重要的支护和加固措施。
当我们面对隧道施工中遇到地质条件复杂、地层松软、水土流失等问题时,隧道注浆技术成为一种有效的手段。
隧道注浆,顾名思义,就是在隧道施工中采用注浆材料对岩土体进行注浆加固,以增加地层的承载力,提高隧道的稳定性和安全性。
隧道注浆原理隧道注浆的原理是通过泵送机将预先配制好的注浆材料注入到地下土体中,使其渗透并充填其中的空隙,形成稳固的固化体,从而增加土体的抗压强度和抗拉强度,提高地基的承载能力。
隧道注浆可以根据需要调整注浆材料的配比、注射速度和压力,以适应不同地质情况和隧道结构的要求。
隧道注浆材料隧道注浆材料通常包括水泥、聚合物、膨胀材料等。
其中,水泥注浆主要用于填充岩石裂隙和稳定地基,具有较高的强度和耐久性。
聚合物注浆适用于土质疏松、易溶解的地层,具有较好的渗透性和凝固性。
膨胀材料注浆主要用于土体固化和填充空洞,能够迅速膨胀固化,提高土体的稳定性和承载力。
隧道注浆施工流程隧道注浆的施工流程主要包括勘察设计、材料配制、注浆孔洞钻探、注浆设备安装、注浆施工、质量监控等环节。
在施工中,隧道工程师需要根据现场情况合理设计注浆方案,并严格控制施工过程中的压力、速度、材料配比等参数,确保注浆效果符合设计要求。
此外,对注浆后的地下土体进行定期检测和监测,及时调整施工方案,以确保隧道工程的安全性和可靠性。
隧道注浆的应用与发展隧道注浆技术在隧道工程中得到了广泛应用,并不断得到改进和完善。
随着隧道工程的复杂化和规模化趋势,隧道注浆在地质灾害防治、水利工程、地铁建设等领域的应用也在不断扩大。
未来隧道注浆技术将更加注重环保性、节能性和智能化,不断提升施工效率和工程质量,为城市发展和交通建设提供更好的支持和保障。
隧道注浆技术是隧道工程中不可或缺的一环,它的应用不仅可以提高隧道的稳定性和安全性,还可以有效减少隧道施工过程中的不稳定因素。
相信随着技术的不断进步和完善,隧道注浆技术将在未来的隧道工程中发挥更加重要的作用。
地铁暗挖隧道区间砂层注浆预加固关键技术发布时间:2022-05-07T09:03:01.154Z 来源:《工程建设标准化》2022年1月第2期作者:李军锋[导读] 本文对西安地铁16号线一期工程起点至沣东小镇站区间暗挖隧道砂层地质进行了分析,李军锋61052619851222****摘要:本文对西安地铁16号线一期工程起点至沣东小镇站区间暗挖隧道砂层地质进行了分析,根据施工现场实际情况和水文地质特征,采用 TSS后退分段式深孔注浆和小导管预注浆相结合的方法。
从注浆加固效果看,达到了对砂层加固的目的,有效的解决了在砂层中进行浅埋暗挖隧道施工的难题。
关键词:富水粉细砂层;TSS后退分段深孔注浆;施工工艺、应用。
一、前言区间暗挖隧道从现场实际看主要在细砂层中,施工开挖前进行深孔注浆,控制开挖过程中围岩松弛引起掌子面涌砂、坍塌、失稳、地表下沉,采用后退分段式深孔注浆使砂层固结,提高砂层的稳定能力,同时在周边土体中形成了一圈止水帷幕,也降低了砂层的透水性。
二、工程概况西安地铁16号线起点补风井~沣东小镇站暗挖段位于108国道与沣泾大道交叉口,区间里程DK23+524.450~DK23+701.821,暗挖隧道长度177.371m,区间线间距14m,无平面曲线,线路为单面坡,坡度为2‰,小里程端接补风井,大里程端接车站,采用台阶法施工。
(一)水文条件根据钻探揭露的场地地下水为第四系松散层孔隙潜水,含水层主要为第四系砂层。
场地地下水静止水位标高介于385.38~386.56m,水位埋设11.5m,地下水年水位变幅2~3m。
隧道底位于水位线以下约9m,施工时需采取降水措施。
(二)地质条件暗挖区间土层下为全新统冲积黄土状土及中砂层,再下为上更新统冲积粉质黏土、中砂层。
该暗挖区间隧道主要穿越地层主要为中砂层、粉质粘土层等。
(三)周边建筑物情况场地沿G108、沣泾大道分布有天然气管、雨水管道、污水管道、电缆线、路灯线等地下管线,对施工均具有一定的影响。
隧道及地下工程注浆堵水和加固技术隧道及地下工程注浆堵水和加固技术1 前言水是隧道工程之首害。
由于隧道的开挖,揭开了地下水的通道,水的流出带走了大量的岩石赖于胶结充填的物质,使围岩的整体结构强度降低,支护效用大打折扣;水压力的作用又使围岩应力重分布及其变形进程加剧,发生坍塌的可能性加大,严重影响工程的安全顺利进展。
大瑶山隧道班古坳竖井突水淹井,延误工期一年多,直接经济损失几百万元;日本青涵海底隧道涌水淹没平导3000m,淹没正洞1200m,误时一年零四个月,经济损失也非常巨大,有的更为严重的水害迫使工程停止或废弃改道。
因此,如何有效地克服地下水的危害,保障隧道工程的安全顺利进展,对于实现隧道工程施工技术、经济效益的提高,具有世界性的重要意义。
以前山岭隧道施工的防水原则是“以排为主,以堵为辅,排堵结合”,利用自然坡实行自然排水来克服水害,但是,随着环保问题日益受到重视,为避免地下水位大幅下降,破坏周围环境,影响居民生产、生活。
注浆作为堵水和加固围岩的一项技术,对于克服地下水是非常有效的,它具有效果好,安全性较高,施工技术易于掌握等优点,在目前隧道工程中得到广泛的应用,设备、材料、工艺迅速发展,日臻完善。
在一般情况下,注浆由于相对造价较高,工序较复杂,不是隧道施工的正常工序。
但是对于克服涌水危害,通过复杂困难地质地段,注浆是一种有效的手段,也是作为一项必不可少的技术储备和应急措施。
2 注浆概述2.1 注浆的发展注浆用于堵水和改良地层已有几百年的历史。
注浆技术的历史大致可分为四个阶段:原始粘土浆液阶段(1802~1857年),初级水泥浆液注浆阶段(1858~1919年),中级化学浆液注浆阶段(1902~1969年),现代注浆阶段(1969年以后)。
早在1802年,法国人查理斯·贝里格尼在修理第厄普冲刷闸时,用一种木制冲击筒装置,人工垂击方法向地层挤压粘土浆液,被认为是注浆的开始。
此后法国在19世纪中叶,应用这种注浆方法对建筑物的地基进行加固,1802年到1857年期间,注浆技术处于萌芽阶段,浆液主要是粘土、火山灰、生石灰等简单材料。
1806年,英国的阿斯普顶研制成功硅酸盐水泥,1845年,美国沃森在一个溢洪道陡槽基础下灌注水泥砂浆。
英国的基尼普尔在1856~1858年间,用水泥作为注浆材料进行了一系列试验,并获得成功,这是第一次采用水泥材料注浆。
1864年,巴洛在伦敦、巴黎地铁利用水泥浆液进行隧道衬砌背后回填注浆,1885年德国人提琴斯首先采用向岩层裂隙注入水泥浆的方法,来防止涌水取得成功,并在欧洲矿山建设中广为应用。
1920年,荷兰人尤斯登发明用水玻璃-氯化钙浆液分开注入地层,利用两种浆液的化学反应加固地层,被认为是化学注浆技术的开始。
日本于1924年在旧丹那铁路隧道中,采用水泥-水玻璃混合浆液注入断层破碎带,取得了良好的效果,以后在隧道工程中广泛应用。
注浆经过一百多年的发展,由开始的单液注浆发展到多液注入;浆材由粘土类发展到高效无毒易注的化学类浆;设备由单一的注浆设备发展到勘测、制浆、灌注、记录、检查分析配套专用设备。
工艺技术日臻完善,应用领域愈加广泛。
60年代末期,又出现了高压喷射注浆技术,高压喷射注浆技术由单管逐渐发展到二重和三重管,提升过程又有旋、定、摆三种喷射方式。
在我国应用注浆只有几十年的历史,但真正发展是从1955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。
但与欧洲和日本等先进国家相比,特别是在高压注浆泵、自动记录设备方面,还存在较大差距。
2.2 注浆的基本原理由于地壳运动,使地层形成很多摺皱、断层和裂隙,局部地区成为富水区,有的还有暗河、溶洞等,当隧道开挖到这种地层时,就会遇到坍塌和涌水等困难和危险。
节理裂隙切割岩层,使其整体结构强度降低,节理裂隙的连通大大增强了岩层的透水性,不仅使其地下水补给范围扩大,而且地表水也下渗,侵蚀风化岩层,降低岩石间的内粘聚力,降低岩层的力学强度。
注浆的目的就是在隧道周围一定范围内,堵住地下水流的通道,加固地层,提高围岩的强度,避免地下水流人作业面,保障施工的安全。
注浆的基本原理,就是用一定的压力把一定量的胶凝性材料注入到岩层,使其在岩层裂隙内流动扩散、充填、固结,成为具有一定强度和低透水性的结石体,截断水流,加固地层,也就是充塞岩层裂隙,截断水流通道,固结破碎岩石,提高其整体结构强度。
注浆技术在近几十年来获得迅猛发展,注浆已不仅是一门施工技术,它已经发展成为土木建筑、岩土、化学、机械、力学、地质学等学科交叉的综合性科学——应用岩土工程科学。
2.3注浆研究的内容和方法注浆技术要研究对象能不能注浆,注什么材料的浆液合适,采用何种方法注浆,注浆后会达到怎样的效果,即其内容包括:(1)注浆对象的可注性;(2)注浆浆液及其特性;(3)浆液在岩土层内的流变特性及流动规律;(4)注浆的设备及工艺;(5)注浆效果的检测方法。
注浆技术的研究方法主要有:(1)工程地质和水文地质特性;(2)土工试验和压水试验;(3)室内模拟试验和现场试验;(4)化学试验方法确定浆液性能;(5)理论计算和工程类比;(6)钻孔检查和物探检测。
2.4 注浆的分类和一般应用条件根据注浆的目的、作用,注浆可分为堵水注浆和加固注浆。
根据作业的顺序,又可分为预注浆和后注浆。
堵水注浆的目的在于截堵地下水不侵入作业面,方便施工。
它对浆材的要求是:凝胶时间短,并在一定范围内能容易准确地控制,但不要求强度很高,适用于硬岩,含水大的地层。
加固注浆的目的主要用于加固围岩,使一定范围的围岩胶结成一个受力环,它对浆材的结石体强度要求较高,但凝胶时间要求不严。
它适用于地层软弱破碎,地下水较少的地层。
预注浆又可分为地面预注浆(或称垂直预注浆)和洞内预注浆(或称水平预注浆)。
预注浆的安全性较高、工序干扰较少(如是洞内预注浆或称工作面预注浆,则要占一个作业面),适用于大规模高压力的堵水或加固注浆。
后注浆是指在开挖后进行的注浆。
它操作简单,效果明显,适用一般的防渗堵漏及回填注浆。
究竟采用何种注浆,应根据水文地质和工程地质情况、注浆目的和要求等对各种注浆作安全、技术、经济全面比较后确定。
3 注浆材料3.1 概述注浆材料的发展具有悠久的历史,早期主要使用水泥作为注浆材料,19世纪后期,发展到以水玻璃类浆材为主的化学浆材。
二战后,化学浆材得到飞速发展,最近几十年,有机高分子材料和超细水泥材料得到了飞速发展。
注浆材料大体分为无机系和有机系两大类,如表3-1所示,日常使用中,一般分为水泥浆材和化学浆材两大类,见表3-2。
表3-1 注浆材料的分类水泥类浆是属悬浊液,具有结石体强度高,抗渗性能好,材料来源广,价格低廉,注浆工艺简单,无毒等优点。
但是可灌性较差,凝胶时间长,早期强度低,易沉降析水,宜用于裂隙较大,透水性较好地层的加固注浆。
水泥化学类浆具有粒子浆液和溶液浆液的特点,结石体强度较高,抗渗性能较好,料源广、价格低、无毒无公害,适用性强,同时由于超细水泥的研制成功,使该类浆液的可灌性得到提高,进一步拓展了水泥化学类浆的应用范围。
化学类浆液是溶液型浆液,具有粘度低,可注性好,凝胶时间易控制,适用于细小裂隙,低透水性的地层以及粉细砂层的注浆。
但是料源不广,价格较高,且绝大部分有毒,易造成环境污染。
各类浆材的适用范围见表3-2。
由于注浆目的和对注浆效果要求的不同,采用的注浆材料也不同,一种理想的注浆材料应满足以下要求。
(1)流动性好,浆液粘度低,易注入细小裂隙和细砂层中。
(2)浆液凝胶时间可在几秒到几小时范围内随意调节,并能准确控制,浆液一经凝胶,则在瞬间完成。
(3)浆液稳定性好,在常温常压下长期存放不变质,不发生化学和物理变化。
(4)浆液无毒无臭,对环境不污染,对人体无害,非易燃易爆物品。
(5)对管路系统、砼、橡胶制品等无腐蚀性,且易清洗。
(6)固化时无收缩现象,结石体的抗压抗拉、抗折强度较高,结石体与岩石、砼、砂等有较高的胶结强度,且抗渗性能较好,抗冲刷性能好。
(7)耐久性较好。
(8)源广价廉,且易于运输。
(9)配制方便,配比操作容易。
表3-2 各类浆材的适用范围3.2 浆液的基本性能3.2.1浆液的密度3.2.2浆液的浓度3.2.3浆液的粒度对悬浊液来说,注浆材料的颗粒大小直接影响浆液的可注性和扩散半径,测定悬浊液中颗粒大小及分布可采用TZC-2型自动记录粒度测定仪,常见水泥颗粒分布曲线见图3-1。
图3-1 几种水泥的颗粒分布曲线3.2.3浆液的粘度浆液的粘度是指浆液刚制成的粘度,表3-3是常见浆液的粘度,浆液的粘度主要与浆液的浓度有关,还与浆液的温度有关。
大多数浆液的粘度随时间而增加。
测定浆液的粘度常用托斯默旋转式粘度计,工程上常采用马氏漏斗测定浆液的粘度,测定一定量的浆液从漏斗流出的时间长短表示浆液的粘度(用秒表示),水泥浆的粘度换算见表3-4。
表3-3 常用浆液的粘度表3-4 水泥浆粘度换算3.2.4浆液的PH值3.2.5凝胶时间和凝结时间3.2.5浆液的稳定性3.2.5 固结体的性质水泥类浆液的凝固后的固结体称为结石体,化学浆液凝胶后形的固体称为凝胶体。
(1)结石(凝胶体)率和吸水率(2)固结体强度(3)固结体抗渗性通过抗渗性试验获得固结体的渗透系数,渗透系数越小,抗渗性越好。
(4)固结体耐久性3.3 常用浆液的特点和性能3.3.1普通水泥浆液普通水泥作为注浆材料具有结石体强度高、抗渗性能较好、材料来源丰富、价格低廉、注浆工艺简单等优点。
但由于水泥是颗粒性材料,可灌性差(通常只能注入裂隙宽度大于0.15~0.3毫米的岩层或粗砂以及地下水流速小80~200米/昼夜的条件下),凝胶时间长,浆液早期强度低,强度增长率慢,易沉淀析水等,因而应用有一定的局限性,纯水泥浆的基本性能见表3-5。
为了调整水泥浆液的凝胶时间,可在浆液中添加速凝剂,常用的是氯化钙和水玻璃,搀加量:氯化钙为水泥重量的1~5%,水玻璃为水泥重量的3%以下,纯水泥浆添加速凝剂后的性能见表3-6。
水泥浆液的水灰比要根据岩层裂隙、地下水、注浆压力和注浆设备能力等来确定,注浆过程中,浆液的水灰比应根据现场注浆情况不断变化,一般开始时水灰比较大,逐渐变小。
稀浆通常采用的水灰比为2:1,1.5:1,1:1;稠浆为0.8:1~0.6∶1。
表3-5 普通硅酸盐水泥纯水泥浆的基本性能表3-6 速凝剂对水泥浆液性能的影响3.3.2水泥-水玻璃浆水泥-水玻璃浆属水泥化学类浆液,简称C-S浆,是目前应用最为广泛的一种浆液。
水玻璃俗称泡花碱。
其分子式为Na2O·SiO2,一般注浆用水玻璃溶液的模数M=2.4~2.8。