注浆治理

注浆治理（精选9篇）

注浆治理 篇1

摘要：根据晋城市某采空区的地质勘察报告, 制定了采空区治理的目标, 并从注浆孔设计、注浆工艺、注浆材料、浆液配比、质量检测等方面, 阐述了采用注浆法进行采空区治理的设计方案, 为类似工程施工积累了经验。

关键词：采空区,注浆法,注浆材料,质量检测

0 引言

近年来, 晋城市建成区范围不断扩大, 原来属乡村之间的大片煤矿采空区也列入了城市扩建范围, 采空区经过治理后作为建设用地的项目也越来越多。由于大多数采空区开采深度较深, 开采后任其垮塌, 终采关闭矿后时间较长, 许多采空区已无法下人采取治理施工, 所以大多采用了注浆法治理采空区, 本人参照相关规范, 总结了部分工程治理设计实例, 提出了注浆法采空区治理设计的基本方法步骤, 作为注浆法采空区治理设计的参考, 以期获得推广运用。

1 采空区治理设计的基本条件

采空区治理设计的基本条件是详实准确的《采空区勘查报告》, 由于采空区现状与矿层厚度、埋层深度、采深采厚比、上伏岩层特性、顶板、伪顶板特性、矿层产状、开采方式、回采放顶方式、终采时间等各方面因素有关, 而采空区勘察的手段又有一定的局限性, 因此要求实现详实准确的采空区勘查报告难度较大, 所以, 尽管要求采空区勘查报告要详实准确, 但一定要考虑动态设计、动态施工, 在施工过程中进一步查明采空区情况, 调整采空区治理设计。

2 采空区治理设计的目的

采空区治理设计的最终目的是要满足场地稳定性要求, 满足上部建筑的承载力和变形要求, 因此采空区治理设计以及上部建筑的情况, 要依据采空区现状塌陷情况, 以及采空区对地表的影响情况, 采取不同的治理设计要求以期达到治理设计的目的。

2.1 采空区治理设计的基本内容

采空区治理设计的基本内容包括:注浆孔的设计布置;注浆孔的工艺要求;注浆材料;注浆液配合比;注浆浆液添加剂;注浆工艺要求;采空区注浆量确定, 注浆治理质量检测。

2.2 注浆孔的设计布置

注浆孔的设计布置, 要结合采空区勘查报告进行, 其范围的确定应在采空区圈定的范围基础上, 考虑建筑物的保护带宽度, 考虑采空区上覆岩层移动影响宽度。建筑物的保护带宽度, 可依据建筑物的安全等级, 按一级的30 m、二级的20 m、三级的15 m确定。采空区上覆岩层移动影响宽度可按D'=2hcotφ+H1cotβ'+H2cotγ'确定。其中, h为地表松散层厚度;H1, H2分别为采空区上山和下山边界上覆岩层厚度;β'为采空区下山方向上覆岩层斜交移动影响角;γ'为采空区上山方向上覆岩层斜交移动影响角。

式中:β———采空区下山方向上覆岩层移动影响角;

γ———采空区上山方向上覆岩层移动影响角;

δ———走向方向采空区上覆岩层移动影响角;

θ———围护带边界与矿层倾向线之间所夹的锐角 (公式字母含义见图1) 。

采空区影响宽度基岩移动影响角 (γ, δ) 可按表1取值。

注浆孔的间距可按表2选取。

在采空区范围边缘部位设置帷幕孔, 宜按双排、三角形布置、间距可取普通注浆孔间距的1/2~2/3且不宜大于10 m。

注浆孔的深度应钻至煤层下1 m~2 m。注浆孔开孔孔径宜控制在130 mm~150 mm。经变径后孔径不应小于91 mm, 变径应在进入完整基岩4 m~6 m处 (软岩取大值, 硬岩取小值) , 变径处为注浆管的封口位置。

2.3 注浆材料及配合比添加剂

注浆材料选用普通硅酸盐水泥, 强度等级不低于32.5;粉煤灰符合国家二、三级质量标准;砂粒径不大于2.5 mm, 有机物含量不大于3%;石屑或矿渣最大粒径不大于10 mm, 有机物含量不大于3%;水符合拌制混凝土要求, p H值大于4;水玻璃, 模数2.4~3.4, 浓度50°Be'以上。水泥、粉煤灰的比例应为2∶8或3∶7, 水与干料的比例应为1∶1.0~1∶1.3。并按试验确定试块抗压强度, 按设计要求达到1.0 MPa~2.0 MPa。遇采空区注浆孔吃浆量较大或采空区有水时, 可加入添加剂水玻璃, 一般为水泥重量的3%~5%。

2.4 注浆工艺要求

注浆顺序应先帷幕孔、倾斜矿层先下山脚孔, 后中间孔;注浆压力控制在1.5 MPa~2.0 MPa;单孔结束注浆标准:在1.5 MPa~2.0 MPa下, 持续15 min, 注浆孔吃浆量小于50 L/min。当地表冒浆时, 也可在孔口压力不小于0.3 MPa时结束, 后期补注浆处理。当采空区为单层时, 采用一次成孔, 自下到上, 一次全灌注施工;当采空区为多层采空区, 矿层间隔较小, 各矿层冒落、裂隙带互相贯通时, 采用上行法注浆施工工艺, 一次成孔, 自下到上, 一次全灌注施工;当采空区为多层采空区, 矿层间隔较大, 各矿层冒落、裂隙带没有互相贯通时, 采用下行法注浆施工工艺, 自上到下, 分段成孔, 分段注浆。当单孔注浆量较大时, 可采用多次间歇注浆法注浆, 注浆间隔时间12 h, 每次注浆前用清水冲孔5 min~10 min, 采空区充水时, 可灌注石粉、砂等粗骨料、加入水玻璃, 采用低压浓浆灌注等方法。

2.5 采空区注浆量的确定

总注浆量可按下式估算:

式中:S———采空区地基处理面积, 按采空区处理范围确定;

M———采空区平均厚度;

K———矿层回采率, %;

τ———灌注损耗率, 可取1.2~2.0;

η———充填系数, 取0.85~0.95;

C———结石率, 以试验确定, 并不小于80%;

α———矿层倾角;

ΔV———采空区剩余空隙率, 由采空区勘查报告确定。

单孔注浆量可按下式估算:

其中, R为注浆孔半径, 其他字母同总注浆量公式中的含义。

2.6 注浆治理质量检测

注浆治理质量检测, 一般在注浆完成6个月后, 委托第三方检测。检测指标标准见表3。

注浆孔检测数量一般为注浆孔总量的3%~5%, 位置选取可在主要建筑物下, 施工有疑点的地方, 以及设计单位认为有必要的地方。

3 结语

上述方法步骤检测标准等, 基本涵盖了采空区治理设计的主要内容。在具体的工程实践中, 应针对主要问题进一步分析研究细化, 必要时组织相关专家论证, 以期达到经济合理, 技术可行的标准。

参考文献

[1]JTG/T D31—03—2011, 采空区公路设计与施工技术细则[S].

[2]山西省交通厅, 中交通办公路勘察设计工程有限公司.高速公路采空区 (空洞) 勘察设计与施工治理手册[M].北京:人民交通出版社, 2005.

注浆治理 篇2

一、专项治理计划

按照北京市轨道交通建设管理有限公司第四项目管理中心下发的《关于在北京地铁六号线一期工程建设中开展质量专项治理工作的通知》的精神和要求，中铁十九局集团北京地铁六号线02标项目经理部立即展开相关工作，项目总工及时组织工程部及区间技术人员召开专门会议进行了学习，宣读了通知精神，组织编制了《六号线02标初支背后回填注浆施工专项治理方案》，在此基础上编制了《中铁十九局集团北京地铁六号线02标初支背后回填注浆施工专项治理计划》，具体内容如下：

1、成立专项检查治理小组

组长：吕兵

副组长：魏清波

组员：田大伟、赵勇、倪金鑫

2、制定检查内容

（1）严把材料进场关，对不合格的注浆材料坚决进行清退，确保注浆材料质量达到标准。

（2）严把施工程序关。

对注浆器具、管道的疏通、检查压浆孔、水泥浆的制作、注浆压力的控制、检查灌浆情况的施工，按照工序进行认真检查，达不到要求或注浆效果不好的要重新进行注浆。

（3）注浆记录要全面准确，反映现场实际情况。施工资料按轨道交通资料管理系统中表C5-98填写，填写的内容要按现场实际情况填写，并且签字齐全。

（4）对现场检查出来的问题，及时进行指出，监督现场施工人员进行整改治理。

3、检查治理工作安排

专项检查治理小组在组长项目总工程师吕兵的带领下定期对背后回填注浆施工进行检查，本次治理工作总体分为三个阶段：

第一阶段：现场检查，查找问题阶段

第二阶段：查找原因，总结治理阶段

第三阶段：巩固成果，质量提升阶段

4、治理工作达到目标

（1）初期支护表面无明显漏水点，隧道允许漏水量为0.12L/m·h。

（2）施工进度顺利按照计划完成。

（3）保证初支施工质量和安全。

二、专项治理措施

在项目总工程师的组织下，每周对区间工区在施的暗挖工程背后回填注浆施工进行专项检查，发现现场施工问题责令责任人立即整改，严格按照图纸施工，对施工完毕后的初支结构及时进行注浆，现场技术员配合监理进行旁站，施工资料按照轨道交通资料管理系统中表C5-98填写，要求填写的内容要按现场实际情况填写，并且签字齐全。

每天传阅施工监测日报，对沉降偏大的里程位置立即采取措施，进行二次背后回填注浆。

本阶段治理成效果显著，共下质量整改单5份，建立了背后回填注浆隐患治理台帐，共进行9次二次回填注浆。

三、专项治理效果

通过本阶段背后回填注浆质量专项治理活动，取得了非常明显的效果，初支背后回填注浆施工更加规范，现场旁站、内业资料等工作更加标准化，施工中出现问题、存在的隐患及时下发质量整改单并得到有效治理，地面及管线沉降值均保持稳定，施工质量及施工安全均安全有序地进行。

四、专项治理活动的评价

本次治理活动对于施工单位来说是对本单位施工的一次内部检阅，使我们对图纸、对设计又有了更深层次的理解，对发现的问题通过进行总结治理举一反三，更好的对施工质量进行管理和控制，有效地促进了工程进度，施工安全、地面沉降、管线沉降控制工作更上了一个新台阶。

注浆治理 篇3

在山岭隧道及地下工程施工中遇到塌方时，往往要借助超前支护。超前支护一般有以下几种形式：超前预注浆（全面预注浆）、超前大管棚、超前锚杆和超前小导管。超前大管棚适用于岩体很破碎，开挖尺寸较大的洞室；超前预注浆主要用于大面积特别松散岩体及地下水丰富的岩体中；超前锚杆适用于岩体破碎程度较小的围岩；超前小导管特别适用于中小洞室（一般跨度在8米以下的洞室）的处理塌方施工中应用。

采用大管棚支护技术必须有专用钻机，施工空间要求高，一次花费较大；采用全面预注浆方法，涉及的施工范围大，施工程序繁杂，并且可靠性难以确定；而采用小导管比超前大管棚和注浆施工工艺相对简单得多，支护技术在很小的空间内利用简单的手持风钻即可进行钻眼及布管工作，遇到地层变化时可随时调整施工方案，经济效益显著。

从20世纪80年代起，随着我国经济的快速发展。隧道及地下工程在我国大量兴建，在施工中遇到了各种各样的困难地层，人们在不断地摸索和开发新的地层加固技术，小导管注浆技术以其适应性强而得到广泛的应用，正是由于小导管注浆技术的这些优点才激励人们在施工中进行大胆的尝试，奠定了小导管注浆技术在地下工程中的地位，从而增强了人们使用小导管注浆技术的热情。

1.小导管自身加固原理

1.1小导管的锚杆作用

小导管的锚杆作用原理主要是自身加固原理，主要有联接原理、组合原理和整体加固原理三种。在隧道中以哪种为主。要根据地质条件和锚杆的形式综合分析，但不管以哪种为主。小导管自身的其他作用都同时存在，进一步说，往往是两种或三种的综合作用。

（1）联接原理。隧道围岩有不稳定的岩块和岩层时，可用锚杆将它们联接起来，并尽可能的深入到稳定的岩层中。同理，在打入小导管时，小导管可以将不稳定的岩块和岩层联接起来。

（2）组合原理。锚杆组合作用是依靠锚杆将一定深度的岩层，尤其是成层的岩层组合在一起，组成组合拱或组合梁，阻止岩层的滑动和坍塌。同理，在打人小导管时，小导管也将打入深度的岩层，尤其是成层的岩层组合在一起，组成组合拱或组合梁，阻止岩层的滑动和坍塌。

（3）整体加固原理。通过有规律布置的小导管，将隧道四周一定深度的围岩进行挤压、粘结加固，组成一个承载环。

1.2小导管的注浆通道作用

在小导管注浆技术使用过程中，注入围岩的浆液是通过小导管上的注浆孔均匀地渗入到围岩中的，故在小导管注浆技术中小导管充当了浆液通道的作用。在地下工程小导管注浆中，一般将小导管加工成花管，导管采用普通钢管。浆液在压力作用下通过小导管，注入围岩以达到加固围岩的作用。

2.工程概况

某铁路工程隧道.全长4906m，所经过地区围岩变化较多，围岩自稳情况较差。等级基本为Ⅳ、Ⅴ类，按照设计图纸DKl51＋995－DKl52＋105段为锚喷支护段，但由于围岩风化严重，且隧道右上方有一小型水库，地下水丰富。在隧道DKl52＋057段开挖后，施工单位根据围岩情况及时对隧洞进行了喷混凝土封闭，之后再出碴。但在出碴过程中.隧洞洞顶和岩壁不断掉落岩石。鉴于这种情况，施工单位立即停止出碴.并组织人员再次对塌落而进行喷混凝土封闭。但由于整个隧洞围岩自稳能力非常弱，反复喷射的混凝土根本无法阻止岩石坍塌，因此塌方空洞也越来越大，并影响到已施工完成的超前支护和初期支护施工段。通过对塌方体的观察。塌方段长约8m。宽度约7m。

3.塌方原因分析

隧道发生塌方的主要原因是支护方式不当，没有按照设计和规范要求施工，纯粹是野蛮施工。主要原因分析如下：

1）开挖工艺不符合要求，该塌方段位于Ⅳ级围岩处，但围岩更偏向于Ⅴ级围岩，岩体破碎。作业队伍仍然在下台阶施工过程中采用开挖中槽的方法进行施工，尤其是左右马口宽度不足50cm，有些甚至拱架悬空。

2）每循环进尺3－5m，严重违反了施工工艺中要求1－2榻钢架的要求。

3）擅自降低支护参数。该段Ⅳ级围岩设计为118a型钢拱架，但塌方段处理时发现该段拱架全部采用的是116的型钢拱架，且间距过大，纵向连接筋不足，锁脚锚杆打设不规范，严重偷工减料。

4）Ⅳ级破碎围岩、Ⅴ级围岩应尽量减少爆破作业，若必须采用爆破的地方，必须采用多打眼、少装药、弱爆破的工艺施工，但是作业队伍没有照此施工。

综上所述，隧道施工过程中，该作业队伍盲目施工是造成塌方的主要原因，另外，现场管理还需要不断加强，加大控制手段，尽量杜绝该类事故的发生。

4.塌方处理方法比选

4.1不清碴处理方案

不清除洞碴，让上方坍塌岩碴淹没拱顶上部处理措施：1）喷射C25混凝土封闭洞碴岩面，沿隧道横向设立30cm厚止浆墙；2）采用直径φ42mm超前小导管注浆支护，并注水泥一水玻璃双液浆，使拱部2－3m范围内岩碴固结成一整体；3）短进尺、弱爆破、强支护、强排水开挖施工。考虑到经过小导管超前注浆支护后，围岩自稳能力有所提高，业主、设计、监理和施工四方共同会商，均赞成采用方案二，并取得了良好的效果。

4.2清碴处理方案

在下个塌方周期到来之前，迅速抵进工作面。迅速排水，防止积水软化未塌方地段围岩而导致更大范围的塌方事故。由于坍体洞碴不多，经过业主、设计、监理及施工方四方共同会商，决定处理方案如下：1）先稳定后方边墙，在边墙施作C25混凝土保护墙，再施作30cm厚C25混凝土拱部护拱，形成后方封闭环，预防塌方范围的进一步扩大；2）在后方10m安全地带搭设工作平台，开挖大拱脚，立设工字钢拱架支护，短进尺用悬挑钢轨加喷射混凝土形成拱部封闭环；3）清除洞内岩碴，加钢筋网及锚杆支护，渡过坍方段；4）在坍方段及时施作二次衬砌。

5.超前小导管施工

5.1小导管打设

（1）小导管施工前准确放样，定好钻孔位置，作好标记。并设置必要的控制点以便钻孔时用来控制小导管的外插角度和方向。

（2）小导管制作及安装，超前小导管前端采用呈尖端状，管壁四周有8mm注浆孔，成梅花形布置，间距为15era。尾部有Im不设注浆孔。结构采用φ42壁厚3.5mm热轧无缝钢管，安装时孔位误差小于5cm，角度误差小于 2°

5.2小导管注浆

（1）注浆管路系统的试运转。按注浆站布置图和工艺流程图，安排设备就位，接好管路系统，做注浆前的试运转。用1.5－2倍注浆终压对系统进行吸水试验检查，并接好风、水、电，检查管路系统是否耐压，有无漏水，检查管路连接是否正确，检查设备机况是否正常，使设备充分“热身”。试运转时间一般20分钟。

（2）注浆压力控制。注浆过程中，将压力分为几个阶段，逐级升到规定值。注浆开始时，使用最低一级的压力压注，当注浆量增加到一定程度，再将压力升高一级，当注浆量又增加到一定程度，再将压力升高一级，如此直到在规定压力下，单位注浆量达到设计标准，结束注浆。压力分级不宜过多，本次塌方治理中，注浆压力分为三个阶段时，三阶段压力分别为0.5MPa，0.8MPa，1MPa。采用三阶段分压注浆，减少浆液的过度流失，节省了压浆材料。

（3）注浆结束标准。注浆压力达到设计终压后稳定20分钟后，结束注浆。

（4）注浆施工注意事项。1）在注浆过程中，经常出现串浆现象。发生串浆时，在有多台注浆机的条件下，应同时注浆。在单泵条件下应将注浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时，再拔下堵塞物，将管内杂物清除并用高压风或高压水冲洗，然后再注浆；2）水泥浆单液或水泥水玻璃双液注浆进浆量很大，压力长时间不升高。则应调整浆液浓度和配比，缩短凝胶时间。进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间；3）注浆效果检查在小导管搭接范围内进行，主要检查注浆量偏少或有怀疑的注浆孔，认真填写检查记录。渗入性注浆通过钻孔检查注浆厚度，小于30cm时，应补管注浆。

6.结语

超前小导管注浆超前加固技术施工设备简单，工艺简单，可以根据实际情况，随时确定小导管注浆的使用与否，且小导管注浆适应性强，可根据实际情况，随时变更施工方法，因此被广泛应用于隧道塌方的治理中。

采用注浆法对采空区进行治理 篇4

山西省阳泉地区煤炭资源丰富, 开采历史悠久, 境内有许多历史年代不同, 大小、形状及埋深各异的采空区。由于采空区情况复杂, 勘察和施工时有时难以发现, 可能会造成部分已建建筑物倾斜、开裂或路基的塌陷。针对这一特殊情况, 结合当地的材料供应情况和施工条件, 一般采用注浆法进行处理。

1 注浆法加固机理

注浆法是将水泥、粉煤灰及水的混合悬浮浆液用泥浆泵通过已埋设的注浆管注入地层, 在一定压力的作用下, 浆液以填充、渗透、劈裂、挤密等方式将岩土体中的空气、自由水和毛细水排出, 并占据其位置。在灌浆初期, 水泥浆先以渗透的方式将地层中的空洞、裂隙充填, 通过控制灌浆压力, 达到充填、密实、固结地基的目的。

随着灌浆压力的不断调整, 地层形成劈裂→充填→挤密→固结→劈裂的反复循环过程。由此水泥结石体将原来松散的颗粒胶结成一个整体, 重新形成一个结构新、强度大、防水及防渗性能强的良好固结体。随着水泥微颗粒内核的不断水化, 水泥粉煤灰结石体的强度随着时间的增长不断提高。

2 注浆法施工工艺

注浆法的施工工艺流程为:成孔→下管→封孔→配浆→灌浆→清洗灌浆设备。

2.1 钻孔成孔要求

采用口径≮89.00 mm的钻头回转钻进成孔, 终孔层位为穿过丈八煤确认煤层底板终孔。

2.2 下管

钻孔达设计层位终孔后, 立即下注浆管。

若为裂隙孔, 注浆管采用Φ 32.00 mm的UPVC管。花眼间距为15.00～20.00 mm, 交叉分布;花眼直径为Φ 5.00 mm～Φ 10.00 mm。

若为采空孔, 注浆管采用Φ 75.00 mm的UPVC管。

2.3 封孔

将加工好的花管轻轻地下入孔内, 然后用微湿的强度为32.5 MPa的水泥捣实。

封孔段长度:封孔段≮2.00 m。

2.4 灌浆主要控制指标

(1) 灌浆段长度:

根据地层情况及加固目的确定。加固目的一般有以下几种情况:充填采空区、充填挤密因采空引起的岩层裂隙带、塌陷位置周围地基的加固补强, 应视具体工程情况确定。

(2) 灌浆压力:

在选择灌浆方案时, 根据加固目的和不同地段地层的可灌性, 可采用渗入性灌浆、劈裂灌浆和压密性灌浆。渗入性灌浆以无压自流为主, 待地层中的浆液基本充填满后, 再逐步加压至设计压力;劈裂灌浆和压密性灌浆的设计压力一般为0.10～0.50 MPa。

(3) 浆液配比:

根据各孔地层实际吃浆量的大小, 随时调整浆液的配比。浆液配比按质量比计算, 水固比控制在0.6∶1～1∶1之间, 固相比控制在2∶8～4∶6之间。

(4) 所用材料:

主剂为不稳定的粒状悬浮材料, 即P·S 32.5水泥和粉煤灰;溶剂为一般饮用水。在地层吃浆量大时, 根据其吃浆情况向孔内添加适量的石子和石屑来控制浆液的流动性, 以避免浆液扩散范围过大造成浪费。

(5) 搅拌时间:

将主剂与溶剂按设计比例放入搅拌机内搅拌3～5 min, 待水泥、粉煤灰与水充分混合后, 用泥浆泵将均匀混合的水泥粉煤灰浆液送入孔内。

2.5 灌浆工艺

按照成孔→下管→封孔→配浆的程序完成后, 将注浆管与孔内管路牢固连接, 通过泥浆泵先以无压自流状态将水泥粉煤灰浆液送入孔内。当孔壁周围一定范围土层内的浆液灌满后, 管路上的压力表开始显示压力, 此时通过控制泥浆泵的回流量来控制灌浆压力。在灌浆压力作用下, 浆液克服地层的初始压力和抗拉强度, 引起土体结构的破坏和扰动, 使地层的可灌性和浆液的扩散距离增大, 达到地基补强加固的目的。

当地层吃浆量较大时, 可通过增大浆液浓度、添加粗骨料、间隔灌浆、调整压力等技术手段来控制浆液的扩散半径, 使浆液控制在有效范围内, 达到节省材料和地基加固的最佳效果。

2.6 终止标志

(1) 地面出现溢浆。间歇一段时间后进行复注, 直到压力达到0.50 MPa以上且吃浆量很小或不吃浆, 即可终止。

(2) 钻孔间窜浆。将窜浆钻孔封堵后继续灌注, 直至达到设计压力。

(3) 压力急剧上升至0.50 MPa以上, 且浆液无明显消耗即可结束。

(4) 若注浆过程中地面出现裂缝、地鼓等现象, 即可结束。

3 工程实例

3.1 工程概况

中石化阳泉分公司盂县七里沟加油站位于山西省盂县清城乡乌玉村东214省道北侧。加油站于1998年建成并投入使用。2007年3月27日早晨, 在站棚东侧、油罐区南侧, 1辆运煤车进站加油时路面突然塌陷, 将拖车后轮陷入坑内。将汽车救出后, 发现混凝土路面下的塌坑南北向约8 m、东西向约6 m、深约15 m。经对路面坍塌原因进行分析, 该塌坑是由于15号煤层开采后采空区冒落引起上部地层坍塌所致。

根据坍塌原因进行了治理方案设计, 一是将塌坑用素土尽快充填, 避免坑壁坍塌危及站棚和油罐的安全;二是采用水泥灌浆法对采空区进行充填密实, 并对塌坑回填土进行充填补强加固。治理范围为油罐区南部塌坑周围20 m×15 m, 目的是加固塌坑周围已松动的土层及充填密实周围的采空巷道, 孔间距为5 m, 深度为22～30 m。方法为压力灌浆, 所用材料为P·S 32.5水泥, 水灰比为0.6∶1。

3.2 处理效果检验

对该工程采空区注浆加固的效果, 采用钻探方法进行了抽检。根据规范要求和场地采空塌陷情况, 结合现场实际注浆的吃浆情况, 边施工、边进行抽检。如果在施工时有空隙, 再次进行注浆到注满为止;如果检验时采空部位无空隙, 则表明已注满。

该工程通过钻探施工过程中的钻进速度、难易程度、冲冼液的消耗情况、岩芯的采取率和完整性等指标来检查注浆的效果。

(1) 从钻进速度来看, 在检查孔施工过程中, 与施工注浆前钻孔的情况相比, 钻进效率明显降低。

(2) 从钻进的难易程度来看, 在施工检查孔过程中, 与施工注浆孔时相比钻进难度增大, 钻机操作人员在实际操作中感觉地层明显变硬, 在相同压力下不进尺, 只有加大压力才能钻进。

(3) 从冲冼液的消耗情况来看, 在施工注浆孔时, 孔内基本不返水;而检查孔施工中孔内返水情况良好, 并且消耗量不大, 说明通过注浆原地层中的空洞已被充填、空隙已明显减少, 地层的透水性降低, 注浆效果明显。

(4) 从岩芯的采取率和完整性来看, 在整个钻进过程中没有掉钻现象, 岩芯采取率由原来的60 %提高到95 %以上, 在整个钻孔的岩芯中均不同程度地见到块状、脉状、柱状、星点状的水泥粉煤灰浆液结石体, 在采空部位提取到灰白色的水泥和粉煤灰混合物的结石体。

以上情况表明, 采用注浆加固效果明显, 达到了采空区充填地基加固补强的目的。

参考文献

[1]杨爱青.黄土丘陵区中小煤矿土地塌陷规律探讨[J].山西煤炭干部管理学院学报, 2004, 17 (2) :61-62.

[2]李富平, 邹继兴, 刘福东.地方矿业开发引起的地表塌陷问题及防治对策[J].河北理工学院学报, 1999, (S1) :70-73.

注浆治理 篇5

关键词：注浆法,桥头跳车,不均匀沉降

1 前言

桥头跳车现象是公路工程中普遍存在的一种病害.所谓“桥头跳车”是指桥梁两端一定范围内路面相对桥面整体下沉, 产生台阶, 引起通过车辆跳起颠簸的现象.桥台与台后路堤的沉降差是产生桥头跳车现象的根本原因.这种沉降差主要是由路堤过大的沉降量而引起。

桥头跳车在公路, 特别在高等级公路中危害极大, 降低了公路使用功能和服务水平, 同时, 也降低了行车安全和舒适度, 乘车者颠簸不适, 车辆易偏离行驶轨道引发事故.桥头跳车还对车、路面、路基、桥面和伸缩缝造成冲击损坏, 增加油耗, 且增加车辆、公路的维修和养护费用, 桥头跳车还对乘车者和附近居民产生噪声污染。影响人们的身心健康。

引起桥头跳车的原因有多种, 对桥头跳车病害也有不同的整治方法, 按桥头跳车问题的整治时间, 又可分为工前整治和工后整治.目前, 诸多的桥头跳车问题的整治处理方法, 包括提高设计水平、软土地基处理、选择恰当的路基填筑材料、改善施工工艺和加强施工管理等等。注浆整治技术属于软土地基处理方法之一。

它既适用于工前处理, 又适用于工后处理.本文对注浆法处理桥台跳车的施工工艺进行探讨和论证。

2 注浆法加固桥头路基的机理

注浆法是通过钻孔和利用注浆设备, 运用液压、气压或电化学原理, 通过注浆管将浆液分层均匀地注入地层中, 浆液以填充、渗透和挤密等方式排出土颗粒间裂隙中的水分和空气, 并占据土颗粒间的空间, 使路基孔隙比减少, 强度提高。经过一段时间后, 浆液将原来松散的土颗粒或裂隙胶结成一个整体, 形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性好的结合体, 从而达到加固路基的目的。

注浆压力和浆液浓度是保证注浆质量的重要因素, 对于不同填料和形态的路基, 采用的注浆压力也不同, 注浆压力的大小主要取决于路基的密实度、强度及初始应力。注浆用的单液浆液。以水泥为主体, 适当配入部分粉煤灰和外加剂。双液浆液以水泥和水玻璃为主体, 适当调配而成, 为改善浆液性能, 可适当加入外加剂。

根据浆液在土中的流动方式, 可分为渗透注浆法和劈裂注浆法。渗透注浆法用于填料为透水性好的路基, 如碎石土、砂卵土等。当注浆压力较低时, 浆液在中等浓度的情况下以渗流方式渗入路基土的孔隙, 这时, 注浆量及扩散半径常用渗流理论求解。当压力逐渐加大, 浆液的流动由层流变为紊流, 这时, 注浆量及扩散半径常用紊流理论求解。劈裂注浆法用于透水性差的粘土路基, 粘土从宏观上表现为松、软、承载力低、颗粒细、塑性流动等特点。在这样的土质中注浆加固, 用渗透注浆是不现实的, 只能用劈裂注浆, 即利用浆液在压力作用下, 似利斧般劈入土层。浆液在劈入过程中, 并不与土体混合, 而是以两相存在, 同时产生充填效应、挤压效应、扩散效应、骨架效应和离子效应等, 达到注浆加固土层的效果。另外, 由于路基沉陷而导致水泥混凝土面板脱空、下陷、断裂等, 可用压密注浆的方法, 将混凝土面板抬到原路面标高处。即在路基加固处理完毕后, 从钻孔灌人极浓的浆液, 压密浆液附近的土体, 形成浆泡, 初始注浆压力基本上沿径向扩散, 随着浆泡尺寸逐渐增大, 便会产生较大的上抬力, 将桥头搭板托起。

注浆法用于路基加固时, 可根据实际情况采用一种或两种注浆方法, 以形成渗透一充填一置换一挤密一复合防渗补强的地基。

3 注浆施工主要技术指标

3.1 注浆孔的布设与深度

采用变密度布设 (如图1) , 为提高线路方向软土水平抗剪水平, 紧靠台背处的注浆孔密度为1.5mx1.5m.逐渐向远端减为3.0mx4.5m.共布设298孔, 孔深自路面计起10m, 要求进入淤泥层4m以上。

3.2 成孔方法

注浆钢管结构如图2所示.采用73钻头回转钻入路堤填土层4.5m后, 采用锤击将注浆钢管压至10m, 利用部分填土层发挥止浆作用, 然后利用1W2型高压水泵压穿出浆孔外的橡胶薄膜制作的袖阀。

3.3 注浆材料

采用粉细砂 (75%过筛粒度≤0.2mm) 水泥浆液, 水泥为32.5R普通硅酸盐水泥, 灰、砂、水重量比为l:2.5:1.4, 另加入适量磺化木素减水剂以减少注浆泵具的磨损。

3.4 压浆孔工序

由于压浆过程对淤泥有一定的破坏作用, 为避免发生这种现象, 必须采取间隔注浆施工顺序, 为不影响交通, 分上下行两半幅路面分别进行加固。每半幅路面的压浆孔分3组序次进行压浆。第1、2序次压浆孔距分别大于5.0m和3.0m, 第3序次为余下的压浆孔, 并要求任何相邻两压浆孔时间间隔在24h以上

3.4 浆液注入方式

利用CG80型软管挤压泵间歇多次注入方式, 至少分为4次.每次间歇时间为40-60min, 注浆流量不得大于50L/min。压浆孔终压标准根据不同序次分别采用注浆量或注浆压力指标控制。

第1、2序次压浆孔终压标准为注浆量, 即:

式中:K为软土压密经验系数, 根据压密目标层的软土形状确定, 流塑状淤泥为0.15-0.26, 淤泥质土为0.12-0.21.压浆序次为≥4时取高值, 为2时取低值, 本项目为0.21;D为压浆孔孔距 (m) ;M为加固目标段的厚度 (m) 。

第3序次的压浆孔以注浆压力P为终压标准, 按下式确定:

式中:γ为注浆花管出浆段中点至地面土体的平均容重 (MN/m3) :h为注浆花管出浆段中点至地面的距离 (m) ;Po为注浆管线压力损耗和地下渗流阻力, 一般可按1.2MPa考虑。

4 注浆施工工艺及步骤

4.1 工艺流程

钻机就位一回转钻进成孔--埋设钢花管--注浆--停歇40 60min--再次注浆--重复前两个环节3次以上一结束注浆 (浆量或压力控制) 。

4.2 施工步骤

4.2.1 台背处理区孔位的布置:应根据浆液注浆有效范围应相互重叠, 使被加固土体在平面和深度范围内构成一个整体。

4.2.2 钻机就位及成孔:按现场孔位标志准确就位, 同时校正钻杆 (或注浆管) 的垂直度, 用73钻头开孔并终孔, 孔深为10m, 成孔方式为回转钻进。

4.2.3 钢花管的埋设:在钢花管注浆孔段外壁包上橡胶袖阀.然后将其压至预定深度。

4.2.4 按要求拌制好浆液, 然后启动注浆泵开始注浆, 注浆时注意如实记录压力表度数和压浆量。当注浆水泥用量达到30%左右.或地面出现轻微冒浆、隆起时.应停歇40-60min;

4.2.5 重复步骤4至少3次, 直至注筑完设计水泥量, 或稳定注浆压力达到规定要求为止。

4.2.6 按要求做好施工记录.移位至下一孔位注浆。

5 注浆加固效果检验

桥台台背注浆加固后一个月.利用标准贯入实验测定加固段的软土体击数.并与未加固前的击数进行比较.获得其平均击数为5.8击, 比加固前增加4.6击。

经压密注浆的台背处理区.在完工后一直进行跟踪观测, 半年时间内未发现有继续沉降或差异沉降现象, 证明经压密注浆处理后桥台台背路堤的加固效果是很明显的。

6 结束语

注浆治理 篇6

1 井壁破裂机制及常用治理方法

对于井壁破裂机制, 岩土工程界、采矿界以及相关领域的专家学者提出了竖直附加力、施工质量、构造运动等不同的假说[1,2,3,4], 其中竖直附加力说得到了大多数专家及学者认可。该假说认为:特殊地层含水层水位因采矿或非采矿活动而下降, 含水层的有效应力增大, 产生固结压缩, 引起上覆土体下沉。土体在下沉过程中, 由于接触摩擦对井壁产生向下的竖直附加力, 原井筒井壁设计时未认识也未考虑此力, 附加力对井壁作用自上而下累积到一定量值后, 混凝土井壁不能承受巨大的竖直附加力而破坏, 附加力是导致众多井筒井壁发生破裂的主要原因。崔广心、周国庆、杨维好等人为了揭示井壁的破裂机制, 采用室内大型模拟试验台, 模拟研究深厚表土层与井壁 (结构物) 之间的相互作用, 提出了著名的“竖直附加力理论”[5,6,7,8,9]。

针对井壁破裂问题, 广大科技工作者提出了多种治理方法, 如改善井壁结构、开卸压槽、地面注浆以及破壁注浆等。

由于疏排水导致含水层压缩是产生附加力的根源, 因此, 注浆加固含水层法是解决井壁破裂问题较根本和积极的措施, 在破裂井壁的治理中得到了广泛应用。

2 地面注浆加固地层法治理井壁破裂的机制

地面注浆加固地层法对井壁竖直附加力的缓释及抑制双重效应示意图见图1。图中横坐标表示含水层疏水时间t, 纵坐标是井壁附加力fn。

1—井壁破裂前fn—t关系;2—井壁破裂后、注浆前fn—t关系;3—考虑附加力缓释效应的fn—t关系;4—考虑抑制、缓释双重效应的fn—t关系。

假设井壁所能承受的极限附加力为fc, 由于含水层疏水降压造成了井壁附加力随时间延长而增加 (图中曲线1) ;tc时刻附加力达fc, 井壁遭受破坏, 井壁附加力降至fr (即残余附加力) ;由于疏排水的继续, 井壁附加力又以一定规律发展 (图中曲线2) ;若在t1时刻对含水层进行注浆加固, 因大量浆液的挤入使部分上覆地层向上位移或产生上移趋势, 井壁附加力得以缓释 (图中CE段) , 附加力减至fw;此时, 若不考虑注浆加固对阻碍含水层疏水的作用, 附加力将沿曲线3的趋势发展, 事实上部分含水层得以充填密实, 井壁附加力随时间增加的曲线斜率将产生变化 (曲线4) 。因此, 对含水层进行注浆加固有抑制附加力 (t时刻为d) 和缓释附加力 (t时刻为h) 的双重效应。从图中可以看出, 如不进行含水层的注浆加固且井壁抗附加力能力没有提高, 预测井壁将在t2时刻再次破坏;考虑注浆缓释效应后, 预测井壁将可能推迟至t3时刻破坏;若同时考虑抑制、缓释双重效应 (即实际可能的情况) , 井壁破坏时间将继续推迟。如果预测井壁破坏时间大于矿井降水影响终止时间, 则矿井生产期间井壁的安全将得以保证。

含水层注浆加固时将可能造成上覆土体的上移, 从而对井壁附加力产生缓释效应, 这对于井壁未来的安全无疑是有利的, 但同时也带来了注浆加固过程中井壁的安全问题, 如注浆范围或注浆工艺等参数选择不当, 浆液压力将可能造成井壁承受超过原始设计的不均匀水平压力而致使其径向处于不安全状态, 地层的上移若“缓释”附加力过度, 将可能使井壁竖直方向受拉而又对井壁安全构成威胁。因此必须通过实测监控技术, 及时调整注浆参数。

3 地面注浆加固地层技术的应用

3.1 工程概况

某矿副井竣工于1973年12月, 井筒净直径6.0 m, 深度462.10 m。表土段采用冻结法施工, 冻结段为普通双层钢筋混凝土井壁, 内壁厚400 mm, 外壁厚350 (400, 500) mm;基岩段为单层素混凝土井壁, 其厚度400 mm。井筒穿过的第四系表土层厚163 m, 主要由黏土、铝质黏土、亚黏土及砂砾层组成, 属冲积、湖泊相沉积, 整个表土层可分为4个含水层, 属第四系砂砾含水层, 含水量十分丰富。

2001年7月在对井筒的检查中发现, 在垂深161.5 m处井壁有破裂现象, 井壁东北角有1条微裂缝, 环向长1.5～2.0 m, 倾角3°左右, 呈拉裂特征。在垂深165 m左右发现井壁表面有混凝土片状脱落现象, 破裂段高度0.5～1.0 m, 环向近2/3贯通, 呈现竖向荷载作用下径向劈裂现象。

为了保证矿井的正常安全生产, 防止井壁破裂状况的进一步恶化, 经过方案比较, 决定采用地面注浆加固地层法对该副井进行治理。

3.2 地面注浆孔的布置及注浆参数的选择

根据该矿副井井筒穿过地层的地质资料, 考虑到含水层疏水沉降的重点在中、深部, 含水层加固范围为垂深80～170 m (深入基岩风化带6 m) , 地层总厚90 m, 含水层累计总厚38.82 m, 见表1。

在地面共施工8个注浆孔, 均匀布置在圈径为33 m的圆周上, 孔间距12.63 m。

注浆施工中采用上行分段、定时、定量、间歇式注浆。1次注浆量达到16～27 m3时停注, 待浆液凝固24 h后进行2次循环注浆。注浆加固距离6.6 m, 相对加固宽度12 m, 注浆孔口终压为4.0～5.0 MPa, 同时综合考虑井壁受力应变、地层沉降量、钻孔取样分析、浆液扩散的雷达检测等情况作为结束注浆的标准。

3.3 注浆效果分析

目前地面注浆效果的检测有多种方法, 常见的有:钻孔取岩心、声波探测和电磁法等。采用钻孔取岩心法较为直观可靠, 可对该矿副井的加固效果进行检测。注浆后5个岩心样品的部分力学指标测定结果见表2。

由表2可以看出, 注浆后土体的力学性能较注浆前有明显改善, 有些甚至提高1倍左右。

为了检测注浆效果, 同时对注浆前后井筒附近地表的沉降情况进行了观测。图2为注浆前后地面的沉降情况 (2002年观测) 。由图2可以看出, 刚注浆完毕, 井壁周围土层抬升比较明显, 但随着时间的推移, 浆液慢慢凝固, 浆液中水分扩散, 抬升量又有所下降, 累计结果表明, 注浆后较注浆前井筒附近的地表有较为明显的抬升, 由此可知, 井壁的竖直附加力得到了有效的缓释和抑制。

4 结语

按照分段、定时、定量、间歇性的原则对含水层进行注浆, 可以充填和挤实含水层, 提高其自身的承载能力, 减小含水层因疏排水而产生的压缩量, 从而减小上覆土层的下沉。同时, 浆液在井筒周围形成较完整的帷幕可以封堵漏水通道, 减少井壁破裂处的涌水。因此, 地面注浆加固井筒周围的含水层可以有效缓释和抑制井壁的竖向附加力, 达到防治井壁破裂的目的。但若加固参数 (如注浆压力、浆液浓度、注浆时间以及注浆范围控制等) 选择不当, 则不能有效地抑制井壁附加力的产生和增加, 难以保证加固后井壁的长期安全, 或导致施工工期延长, 治理费用增加。要使注浆加固地层法特别是地面注浆加固地层法能有效地应用到工程中, 尚需对加固范围的内外圈径、加固体高度、加固体强度与寿命, 以及相互间的关系等进行深入研究。

摘要：介绍了井壁的破裂机制及其常用治理方法, 阐述了注浆加固地层法治理井壁破裂的机制, 并对该方法在治理某矿副井井壁破裂的应用情况进行了分析与探讨。结果表明, 地面注浆加固井筒周围的含水层能够有效地改善井壁的受力状态, 加固后, 作用在井壁上的垂直荷载减少, 井壁的竖直附加力得到了有效的缓释和抑制, 地面变形与井壁受力实测趋势基本吻合, 达到了防治井壁破裂的目的, 有利于确保井壁的安全。

关键词：井壁破裂,竖直附加力,注浆,加固

参考文献

[1]崔广心, 杨维好, 吕恒林.深厚表土层中的冻结壁和井壁[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1998.

[2]毕思文.徐淮地区煤矿竖井变形破坏特征与机理探讨[J].建井技术, 1997, 18 (3) :37-39.

[3]宋珍炎.试论纵弯作用对井筒破裂的影响[J].淮南矿业学院学报, 1994, 14 (2) :12-16.

[4]张明龙.厚表土层井筒破裂的机理及防治[J].中国煤炭, 1995, 14 (12) :53-55.

[5]周国庆, 程锡禄.特殊地层中的井壁应力计算问题[J].中国矿业大学学报, 1995, 24 (4) :24-30.

[6]杨维好, 崔广心, 周国庆, 等.特殊地层条件下井壁破裂机理与防治技术的研究 (之一) [J].中国矿业大学学报, 1996, 25 (4) :1-4.

[7]吕恒林, 杨维好, 程锡禄, 等.特殊地层条件下井壁破裂机理与防治技术的研究 (之二) [J].中国矿业大学学报, 1997, 26 (2) :1-4.

[8]黄家会, 杨维好, 周国庆, 等.特殊地层条件下井壁破裂机理与防治技术的研究 (之三) [J].中国矿业大学学报, 1997, 26 (3) :10-13.

注浆治理 篇7

河北省廊坊市某小区11、12号楼,地下室为条形基础设计,底板为素混凝土,未设计刚性防水层和柔性防水层;外墙主体结构为砖混结构,迎水面铺设一道聚乙烯丙纶防水层;建筑物周围地下水位较高,地表下约50 cm可见到地下水。该工程建成投入使用后,地下室渗漏严重,积水深约30 cm。

2 渗漏原因

该工程为住宅楼地下室,按GB 50108—2008《地下工程防水技术规范》的规定,防水等级应不低于二级,即:不允许漏水,结构表面可有少量湿渍。

根据GB 50108—2008的规定,采用二级防水设计时,主体结构应设计为防水混凝土,且应设计一道防水卷材或防水涂料、塑料防水板、膨润土防水材料、防水砂浆作为附加防水。

通过现场考察、查阅图纸了解到,本工程底板和外墙均没有设计防水混凝土,外墙设计为砖混结构,底板设计为素混凝土垫层,砖混结构与混凝土垫层的抗渗性远不及防水混凝土;底板无任何防水设计、外墙防水设计为一道聚乙烯丙纶卷材防水层,柔性防水层没有形成全封闭的防水构造。基于上述分析,该工程的防水设计达不到二级防水的要求。

3 治理方案设计

本工程未设计刚性防水层,柔性防水层未交圈,刚柔防水层均失去整体性,不具备完善的防水功能。室外地下水位较高,且始终作用在防水层上,满足造成渗漏的因素,因此,该工程必然会渗漏,且渗流、湿渍、潮气同时存在。

影响渗漏量的因素有4个:1)孔隙尺寸越大,渗漏量越大,渗漏量与孔隙尺寸大小成正比;2)水压越大,渗漏量越大,渗漏量与水压大小成正比;3)水的作用时间越长,渗漏量越大,渗漏量与水的作用时间成正比;4)造成渗漏的水的质量越多,渗漏量越大,渗漏量与水的质量成正比[1]。

基于影响渗漏量的因素,对本工程进行分析:1)室外地下水无法排除,造成渗漏的水的总质量不能通过渗漏治理减少;2)地下室周围始终存在水,无法通过渗漏治理,减少水作用在防水层上的时间;3)可以通过在混凝土垫层上浇筑刚性防水层及在墙体内注浆,达到减小渗漏水的孔径、减少渗漏量的目的;4)重新建立一个具有整体性的防水层,达到彻底消除渗漏的目的。基于上述分析,本工程进行了如下防水设计。

3.1 地下室底板浇筑刚性防水层

地下室底板原设计没有刚性防水层,只浇筑了混凝土垫层,抗渗性极差,本次治理中应先向混凝土垫层灌注聚氨酯灌浆材料,制止明水渗漏后,再在垫层上浇筑300 mm厚的钢筋混凝土防水层,抗渗标号不小于P6,以提高底板的抗渗性。

3.2 墙体内灌注聚氨酯灌浆材料

外墙原设计为砖砌主体结构,由于主体结构内外两侧均抹有水泥砂浆层,砖块被包裹在两层水泥砂浆粉刷层之间,本次治理向砖砌主体结构内灌注聚氨酯灌浆材料,使浆液填充、封闭砖砌体内的渗水孔隙,提高砖砌墙体的抗渗性。

3.3 地下室内抹ER防水防腐胶泥

根据以往施工经验,单纯依靠注浆技术容易产生复漏。为确保治理效果,注浆后,在地下室墙体和新浇筑的底板混凝土刚性防水层背水面涂刮一道1.5mm厚的ER防水防腐胶泥[2],彻底杜绝渗漏。

4 堵漏施工工艺

4.1 垫层注浆

4.1.1 查找渗漏点

清理室内积水及地面沉积物,并将地面冲刷干净,露出洁净的混凝土垫层。

查找混凝土垫层上的渗漏点,可按下列3种方法进行:1)观察法:通过肉眼观察即可发现有明水从渗漏点流出,这类渗漏点一般都是渗漏严重的部位;2)吹干法:用观察法查找不到渗漏点时可采用电扇吹风,加强室内空气循环,不渗漏和渗漏较轻的部位逐步变干,渗漏相对较大的部位依然潮湿;3)干撒水泥法:在地面干撒一层水泥,水泥未被浸湿的部位不渗漏,被浸湿的位置为渗漏点。

渗漏点的查找应按照观察法、吹干法、干撒水泥法的顺序进行,先查找渗漏最严重的位置,再查找渗漏相对较轻的位置,并标记清楚,方便注浆操作。

4.1.2 注浆顺序

注浆时,应先在渗漏严重的部位埋设注浆针头,后在渗漏较轻的部位埋设注浆针头,遵照先治理大漏后治理小漏的原则。

注浆顺序依下述进行:1)以整个地下室为单位,首先采用观察法查找渗漏严重的部位并进行注浆止水;2)无肉眼可见的明水渗出时,以每个房间为单位,架设风扇对基层吹风,查找渗漏相对较轻的部位,并进行注浆止水;3)采用吹干法查找完渗漏点并注浆后,吹干注浆部位,在地面上干撒一层水泥,浸湿水泥的位置为渗漏的位置,对该处进行注浆止水。

4.1.3 注浆材料

灌浆材料选用符合JC/T 2041—2010《聚氨酯灌浆材料》要求的聚氨酯灌浆材料。

4.1.4 埋针注浆

采用观察法查找到的面漏,是渗漏最为严重的部位,贯穿垫层的渗水孔隙很大,应以渗漏点为中心,先在渗漏中心位置垂直钻孔埋针,钻孔深度为混凝土垫层厚度的1/2至2/3,可埋设一个针头、也可埋设多个针头,针头之间的距离保持在10 cm左右,埋设针头的数目由渗漏点的大小决定。高压灌入聚氨酯灌浆材料,观察渗漏情况的变化,如预埋的注浆针头使用完毕仍可观察到明水渗漏,应在渗漏部位增设注浆针头灌浆。

采用观察法查找到的缝漏,一般存在肉眼可看到的缝隙,应沿缝隙埋设注浆针头。因缝隙较大,灌浆料可流到较远的位置,因此可适当延长针头之间的距离。第1批针头埋设距离控制在30 cm左右,注浆完毕,观察渗漏情况,在渗漏位置继续增加埋设第2批注浆针头注浆,直至缝漏停止。

采用吹干法和干撒水泥法查找出的渗漏部位,贯穿垫层的孔隙直径相对较小、数量也较少。实际操作中,电钻斜孔,钻孔与基面呈45°角,垂直深度达到垫层厚度的1/2至2/3处,按间距30 cm左右埋设注浆针头,向垫层内灌注聚氨酯灌浆材料,控制灌浆压力,至浆料饱满并从下一个注浆孔或渗漏点溢出为止。

4.2 地下室墙体注浆

地下室外墙渗漏由上至下逐渐严重,内墙渗漏表现在内墙与外墙交界处,并在内墙上延伸1 m左右。

对于用观察法查找到的外墙渗漏点,参照垫层注浆工艺注浆。对于外墙潮湿的部位,参照垫层吹干法和干撒水泥法查找到的渗漏点的注浆工艺。

地下室外墙注浆完毕后,为防止水沿内墙向墙体内流动,内墙与外墙交界处应重点注浆。采用斜孔注浆,由于砖墙体孔隙率高、孔径大,针头之间的距离控制在40 cm左右,注浆范围为从内外墙交界处向内墙延伸2 m。由于内墙中水量少,灌注聚氨酯灌浆材料之前,首先向墙体内注水,使墙体内吸水过饱和,随即注入聚氨酯灌浆材料。采用先注水后灌注灌浆材料的方法,可节约大量灌浆材料。

注浆后,凿除墙体上脱落、空鼓、开裂的水泥砂浆层,重新粉刷1∶2的水泥砂浆层,表面收光。

4.3 浇筑混凝土刚性防水层

在地面绑扎Φ8的钢筋,纵横间距150 mm,按照试验室确定的配合比搅拌混凝土,并在地面浇筑300mm厚,采用平板振动器振捣密实,原浆收光。

底板混凝土养护28 d后,在刚性防水层与墙体交接部位,按间距30 cm埋设注浆针头,高压灌注聚氨酯灌浆料,封闭刚性防水层与墙体之间的缝隙。

4.4 抹压ER防水防腐胶泥

清理墙体和底板混凝土刚性防水层上的灰渣等杂物,潮湿部位用风扇吹干或用喷灯轻烤至表面发白。按照甲乙组分2∶1(质量比)的比例拌合ER防水防腐胶泥,当胶泥黏度较大时,可添加少量丙酮稀释。用铁抹子把拌合料抹压在墙体和底板上,控制力度,均匀抹压,厚度控制在1.5 mm,涂抹范围为底板和内外墙内表面,在每间地下室形成具有整体性的防水层。24 h后ER防水防腐胶泥固化完毕,地下室投入正常使用。

5 结语

对于不同的工程,渗漏的具体原因虽然不一样,但具有共同的特性。渗漏的引发因素有两个:1)防水层失去整体性,防水层上有水可渗透的孔隙;2)孔隙的表面存在水。这两个因素同时存在时就会导致渗漏,缺少任何一个因素,地下建筑均不会渗漏。治理时,要分析这两个因素并采取相应的防水措施。本工程自2010年8月治理完毕至今,未再发生渗漏,地下室内墙面和地面干燥,达到了预期的治理效果。

摘要：某住宅楼地下室外墙柔性防水层设计采用聚乙烯丙纶防水卷材,底板无柔性防水设计,出现渗漏后,治理时采用了注浆和抹面相结合的工艺,即:地下室底板浇筑混凝土刚性防水层,地下室垫层、外墙灌注聚氨酯灌浆材料,地下室内刮涂ER防水防腐胶泥,取得了预期效果。

关键词：地下室,渗漏治理,聚氨酯灌浆材料,ER防水防腐胶泥

参考文献

[1]陈宝贵,张美强.有缝防水与无缝防水[J].新型建筑材料,2009(11):79-80.

注浆治理 篇8

准神铁路红进塔至红柳林段运煤专线工程全长62.424km, 该铁路在陕西段穿越的煤矿采空区为石砭煤矿, 该采空区位于神木县店塔镇, 线路在DK41+750-DK42+670段穿越该煤矿的井田边界线。该矿井的开采方式为平峒式开采, 大面积回采, 开采率50%左右, 主要开采5-2煤。由于设计路肩高程在采空区上7m~12m, 如不进行地基处理将严重危及新建铁路建设及建成运营期间行车安全, 因此拟采用注浆技术进行加固处理。

2 工程地质条件

本区地质构造属鄂尔多斯台地的陕北凹陷, 为一长期稳定地块, 但石砭煤矿形成的采空区对本区工程地质条件产生了不良影响[1]。采空区勘探深度内揭露的地层主要为第四系全新统人工堆积层 (Q4ml) 填筑土、第四系全新统风积层 (Q4eol) 细砂、侏罗系中下统 (J1-2) 砂岩及煤层。现从新到老分述如下:

(1) 填筑土 (Q4ml) :黄褐色, 稍密, 稍湿, 主要成分为细砂, 表层含少量碎石;主要分布在既有村庄、公路附近, 厚度0.5m-6.0m。

(2) 细砂 (Q4eol) :灰黄色, 稍密~中密, 潮湿, 主要成分为石英、长石, 含少量云母碎屑;主要分布在山梁及山梁斜坡上, 厚度2.0m-15.0m。

(3) 煤层 (J1-2) :黑色-黑灰色, 中薄层状构造, 性脆, 有光泽;呈块状或碎块状, 层厚1.2m-3.0m。

(3) 砂岩 (J1-2) :灰黄色-深灰色, 强风化, 中薄层状构造, 砂质结构, 节理、裂隙较发育, 厚度大于20m。

采空区附近无地表水。地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水, 煤炭开采是在近10年内进行的, 可推断煤炭采空区未充填水, 水位在煤层以下, 可不考虑地下水对混凝土的侵蚀性。

3 采空区的分布范围和规模

在现场调绘及收集煤矿资料的基础上, 采用地球物理勘探及钻探验证等综合勘探方法。

3.1 地球物理勘探:高密度电阻率测深法, 共布测线3条, 测点间距4m, 实测高密度电法剖面总长度为3.64km。根据物探成果分析, 初步确定了采空区的分布特征。

3.2钻探验证:根据物探成果资料, 有针对性地布置钻孔进行验证, 共完成12钻孔计258.8m。钻探揭露的情况显示, 采空区埋深约在1005m-1010m (高程) , 采空区高度约为5.0m, 进一步确定了采空区的分布特征。

4 采空区稳定性评价

根据《铁路工程不良地质勘察规程》 (TB10027-2012J1407-2012) 、《铁路工程地质手册》介绍的关于小煤窑采空区稳定性计算公式, 结合工程地质、水文地质条件以及经验数值, 综合判定DK41+860~DK42+200、DK42+329~DK42+392均为Ⅰ-可能塌陷区[2,3]。

5 采空区注浆治理范围

5.1 采空区治理长度

治理长度为铁路路线走向上采空区 (空洞) 实际分布长度。根据地球物理勘探及钻探验证, 采空区治理长度为403m。

5.2 采空区治理宽度

采空区治理宽度可按如下公式计算:L=D+2B+2 (hctgφ+Hctgδ) 。

式中, L—垂直铁路中线的水平方向宽度 (m) ;D—铁路路基底面宽度 (m) ;B—路基维护带一侧的宽度 (一般为10m) ;h—上覆松散层厚度 (m) ;H—采空区上覆基基岩厚度 (m) ;φ—松散移动角 (°) , 一般取45°;δ—走向方向采空区上覆基岩移动角 (°) 。

根据上述公式、路基横断面填绘及搜集的煤矿资料可得: (1) DK41+860~DK42+200段治理宽度为26.3~47.7m; (2) DK42+329~DK42+392段治理宽度为24.8~27.1m。

5.3 采空区治理深度

采空区治理深度一般不小于采空区底板深度。 (1) DK41+860-DK42+200段治理深度为8.0m-21.2m; (2) DK42+329-DK42+392段治理深度为12.9m-14.7m。

6 治理方案设计

根据煤层开采情况及采空区稳定性评价, 确定处理范围为: (1) DK41+860~DK42+200段, 长340m, 宽26.3~47.7m, 深8.0m-21.2m。 (2) DK42+329-DK42+392段, 长63m, 宽24.8mm-27.1mm, 深12.9m-14.7m。拟采用压力注浆加固处理措施。

6.1 注浆孔、帷幕孔布置

注浆孔排距5m-6m, 间距7.0m, 梅花形布置。线路两侧处理边界线布设帷幕孔, 孔距3m, 深度钻至采空区 (或煤层) 底板处;孔径130mm, 变径后终孔孔径不小于91mm。

6.2 注浆材料

注浆材料以水泥砂浆为主, 在空洞较大或注浆量较大的采空区, 应间隔投入碎石, 帷幕孔在水泥砂浆中需掺入速凝剂 (水玻璃) 。

水泥砂浆配合比 (水泥:砂子) 为1:4 (重量比) , 水灰比为0.7:1-1:1。水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥, 可适量掺入粉煤灰, 掺入量不大于30%;砂子宜选用中砂;碎石粒径宜为10mm-20mm。

6.3 注浆压力

本工程灌浆采用纯压式全孔一次灌注法, 灌浆压力控制为由小到大, 逐渐升高。一般基岩中不少于0.1MPa-0.3MPa, 岩土界面附近逐步加大至0.3MPa-0.5MPa, 最后达到设计压力。当出现孔口返浆时, 压力在300KPa以上稳定5分钟时停止注浆。

6.4 注浆量计算

注浆量计算经验公式:Q=A×S×m×K×ΔV×η∕C。

式中, Q为总注浆量, m3;S为治理面积, m2;m为煤层厚度, m;K为煤层采出率;ΔV为空隙率;A为浆液损耗系数;η为注浆充填率;C为浆液结石率。

注浆量计算如表1所示。

7 施工技术

7.1 钻孔工艺

使用XY-100型钻机, 用Φ130mm钻头开孔, 钻至完整基岩8m后变径91mm, 深度钻至采空区 (或煤层) 底板处。

7.2 注浆顺序

注浆过程应先施工帷幕孔, 防止浆液过多流失, 再施工注浆孔, 按纵向间距14m, 横向间距12.12m打探孔, 钻孔中发现空洞的孔位, 其周围再按设计孔距钻孔注浆。对未发现空洞的孔位, 及时将孔洞灌浆封堵。注浆孔施钻应隔孔进行, 全部钻孔分两序完成:1序孔兼做补勘孔, 记录钻进情况及采空区位置;2序孔兼做检查孔, 位置应选择在注浆量大的地方、两个掉钻空洞中间以及进浆量与预计出入较大的地方, 对前次灌注充填密实情况进行检查。为使路肩范围内的空洞压满, 线路中心及左右三排孔, 应采用间歇式注浆, 间隔12小时后再次注浆。施工中应加强记录, 以分析采空区灌注情况。

7.3 注浆工艺流程

采空区注浆工艺流程内各环节的相互关系如下图1所示。

8 注浆质量检查

注浆结束后, 应结合现场情况施钻检查孔, 检查孔数量应为施工注浆钻孔数的5%, 检查孔应均匀布置, 存在质量隐患的重点部位应加密布置。全孔提取岩芯, 直接观察采空区的浆液充填情况, 岩芯采取率应大于80%, 岩芯无侧限抗压强度>0.3MPa。通过钻孔检验, 原采空深度提取的岩芯采取率达到要求, 表明充填的水泥砂浆密实;无侧限抗压强度达到设计要求值。

9 结语

准神铁路DK41+860-DK42+200及区DK42+329-DK42+392段基底及周边煤矿采空区, 经过注浆加固后, 通过钻孔取芯对注浆质量进行分析, 结果表明, 两段路基基底煤矿采空区影响范围内钻孔注浆处理效果明显, 保证了路基的稳定性。

摘要：根据工程地质条件和采空区稳定性评价, 采用注浆技术对铁路路基采空区进行加固处理。通过物探及钻探确定采空区注浆治理范围, 确定治理方案, 并采取针对性措施, 有效充填了采空区空洞, 保证了路基的稳定性。

关键词：准神铁路,路基,注浆,治理技术

参考文献

[1]中铁工程设计咨询集团有限公司.准神铁路红进塔至红柳林段运煤专线工程 (陕西段) 采空区地基处理设计说明及工程数量[G].2014.

[2]铁道部第一勘测设计院.铁路工程地质手册[M].北京:中国铁道出版社, 2011.

注浆治理 篇9

水口三号隧道截止到2005年11月24日,掌子面一台阶施工至DK57+633.8,二台阶施工至DK57+641时发生了掌子面垮塌。该段隧道洞身处于奥陶系下统南津关组强岩溶地层,掌子面附近围岩的下半断面及上半断面右侧为泥夹孤石状洞穴充填堆积体结构,夹泥呈可塑状,孤石直径10 cm～30 cm;上半断面右侧为颗粒状碳质页岩充填物;2月24日3点30分掌子面右侧拱有多处混水股状流出,随后掌子面垮塌,发生突水涌泥,泥石流由掌子面向下涌出,瞬间突水涌泥量最高约0.34 m3/s,间歇性涌泥,涌至DK57+598.8里程,涌出近42 m,至11月26日突泥体沉淀堆积将DK57+641～DK57+639.5段断面拱部封死,突泥没有继续发展。泥石流呈流体状,由碳质页岩泥浆及石块组成,泥石流总量约1 200 m3。由于掌子面的涌泥引起DK57+641～DK57+613.8段坍体的扰动,增大了该段支护的压力,致使支护个别部位变形环向开裂、剥落,见图1。

2 突水涌泥处理方案

2.1 总体思路

前方突泥呈流体状,自稳能力差。1)将DK57+641～DK57+633.8段泥石流封闭注浆固结,将DK57+633.8～DK57+598.8段泥石流平整出施工平台,在掌子面环向打设大钢花管,利用射流泵对前方流体岩层进行负压排水;2)拱墙采用挤压劈裂注浆固结流体岩层;3)按照三台阶施工顺序,弱爆破,短进尺,强支护衬砌紧跟的原则,平行稳步掘进,尽快封闭成环,完成坍塌段全部施工。

2.2 负压抽排水

负压抽水设备包括管路部分和抽水部分,管路部分包括抽水管及集水总管等,抽水部分主要包括射流泵等。打设排水钢管、安装排水设备,进行负压抽排水工艺要求(见图2)。

1)制作抽水管:

采用ϕ108无缝钢管,长8 m,前端6 m做成花管,花孔直径20 mm,纵向间距15 cm,环向设3排,钢管前端作成尖状,待钢管打入岩体后把后端用5 mm厚钢板封死焊上抽水50 mm连接管,并把6 m花管区捆绑4层棕皮作为过滤层。

2)安装抽水管:

在一台阶开挖轮廓线用潜孔钻打孔,采用ϕ136钻头,环向间距1.2 m,外插角10°～30°,钻成后用挖掘机将钢花管顶入,钢管外露0.5 m左右,钻成孔一个就安装一个钢花管,防止时间过长坍孔。如为不稳定易坍孔的岩层,则用挖掘机直接将钢花管顶入岩体。在距封闭面1.5 m内,用黏土封口,孔口扩孔部分用喷混凝土封死,防止漏气。

3)连接抽水管与集水总管:

集水总管采用ϕ150 mm的无缝钢管制作成弧形,在集水总管上钻孔焊接接头短管,接头短管直径50 mm,将掌子面上的抽水管外端与集水总管上的接头短管用胶管连接,用夹箍夹紧,使接头处严密不漏气,以免影响抽水效果。在安装集水总管时,可向抽水进口作成0.25%～0.5%的倾斜坡度,防止停机时管内存水。

4)连接集水总管与抽水站:

将集水总管的总接头与抽水系统的阀门连接。抽水站内的各种机械管路在施工前先组装成抽水站,其水平标高尽可能在最低的地面上,使抽水泵与集水总管处于同一标高。

5)抽排岩体内水分:

各部分管路与机械安装完毕连成整体后,进行一次全面检查,主要检查能达到的真空度及管路漏气情况。认为合格后,即可正式抽水。当真空表指示在400 mmHg(0.053 MPa)以上后,即可慢慢开启进水阀。地下水从过滤管中经井点管、集水总管吸入集水箱,待水箱内存有一定水量时,开动离心泵将水排出。出水阀要慢慢开启,调整到使进出水量在水箱中基本平衡。抽水过程中的真空度应保持在600 mmHg(0.08 MPa)左右。

6)拔管:

注浆施工结束后,随即拆除各部分连接件。对集水总管进行整修、冲洗管路,过滤管应卸开清洗,有的要重新组装,以备后用。

2.3 小导管劈裂注浆固结流体岩层

开挖前,需要采用小导管挤压劈裂注浆,小导管劈裂注浆施工参数如下:

1)小导管的施工参数。超前双排小导管单根长4.5 m,纵向每50 cm设一环,相邻两环搭接长度不小于4 m,每排小导管环向间距40 cm,拱墙范围内设置,两排小导管外插角10°和40°。径向注浆小导管单根长4.5 m,纵环向间距1.0 m,垂直岩面打设,梅花形布置,拱墙部位设置。

2)注浆压力。由于本段围岩的空隙率较大,所以注浆已充填和渗透为主,根据小导管的不同入岩深度,注浆作业分两次进行,第一次注超前10°和40°小导管,注浆压力为2.0 MPa～3.0 MPa,第二次注径向小导管,注浆压力为3.0 MPa～4.0 MPa。

3)注浆材料与浆液配比。超前双排小导管注浆选用具有结石强度高、可灌性好、抗渗透、抗腐蚀、无污染、耐久性好的抗分散超细型TGRB水泥基灌浆材,水灰比0.4～0.5。超细水泥浆液能够渗入细小的裂隙,改善浆液的渗透性,提高注浆效果。径向小导管注浆考虑结石体耐久性和各环注浆的重叠而选用普通42.5级硅酸盐水泥,水灰比0.4～0.5,结石体的后期强度不易衰减,保证围岩长期稳定,改善衬砌结构受力条件。

3结语

采用高压劈裂注浆、负压排水相结合的方法,通过射流泵形成岩体内腔一定程度负压,一方面可以抽排岩层中的裂隙水和部分孔隙水,另一方面可以引导注浆作用使浆液更大程度上填充、压入岩体缝隙,进而使岩体得到了的最大程度的固结,提高了围岩的自稳能力,这在技术上是一大改进。其应用成功的治理了该次溶蚀破碎带突水涌泥,为今后隧道工程中类似涌泥情况提供借鉴和经验。

参考文献

[1]王开.隧道岩溶断层突水涌泥综合整治技术[J].西部探矿工程,1994(7):84-85.

[2]王建秀,何静.大型地下工程岩溶涌(突)水模式的水文地质分析及其工程应用[J].水文地质工程地质,2001(4):29-30.

[3]杨昌宇.武隆隧道岩溶暗河整治方案探讨[J].现代隧道技术,2003(6):40-41.