水泥—水玻璃双液注浆材料性能试验研究及劈裂注浆施工

本文针对鹅岭隧道进口地层对注浆材料要求,选择水泥—水玻璃浆液进行研究,通过对其主要性能参数试验分析,得出该类浆液的最优配合比,同时采用大导管、小导管超前劈裂注浆,型钢钢架支护并对掌子面进行劈裂注浆预加固的施工方案。成功解决了该类地层隧道掘进的难题。     

盾构隧道松散地层可控注浆机制及工程应用

 盾构穿越松散地层时,需事先采用开挖(钻孔)回填、压力注浆、旋喷加固等方式对地层进行预处理,以保证盾构施工安全。针对盾构掘进的要求,基于传统袖阀管注浆工艺可控的特点,结合研制的2种可控浆液(可控填料和可控水泥膏状浆液),提出一种具有操作性强、提管便利、加固范围可控以及加固体强度适宜等优点的双控注浆新方法。依据双控注浆新方法的工作原理,重点推导了可控浆液扩散方程及可控填料封孔止浆可控表达式,并定量分析可控浆液的扩散和止浆能力,最后将研究成果成功应用于越江盾构隧道松散地层注浆工程。研究成果表明：提出的可控注浆方法可行,注浆后地层连续性和整体性得到了显著提高,加固区域内检查孔取芯过程钻进平稳,回水正常,芯样完整,加固体28 d抗压强度与渗透系数均达到设计标准;理论推导虽与现场实测值存在一定误差,但能满足工程要求;结合理论推导和现场试验结果,为达到最佳注浆效果,单次注入可控填料封孔高度应综合考虑孔深与分段次数,且不宜大于15 m,径向扩散距离应小于孔排距的25%,可控填料塑性强度宜控制在0.3～0.5 MPa。     

水平模袋桩在隧道进洞口注浆加固中的应用

为了解决常规隧道进洞口注浆加固工艺中浆液扩散控制难等问题,展开水平模袋桩工艺在隧道进洞口加固工程中的应用研究。系统研究水平模袋桩加固机理,分析其优势特点。结合青岛市红岛—胶南城际轨道交通二期工程香江路站进洞口不良地质加固工程,应用水平模袋桩工艺进行注浆加固。结果表明,模袋桩超前支护结构与隧道超前注浆加固体相互配合,将在隧道拱顶地层形成“刚性支撑+挤密固结+注浆加固体”复合加固体。水平模袋桩不仅起到类似管棚的支护作用,有效抑制了围岩松动,提高了地层稳定性,而且对目标层具有挤密效果,有效控制了浆液扩散范围,取得了较好的加固防渗效果。     

甬台温客运专线黄毛山隧道帷幕注浆施工技术

通过超前地质预报对黄毛山隧道Ⅳ级围岩地段DK152+000～DK152+050区段的工程地质和水文地质进行评估和预测,按照"以堵为主,限量排放"的原则,采用帷幕注浆进行堵水加固围岩以保证施工安全。通过现场试验确定了帷幕注浆技术参数,并通过在工作面钻注浆孔,再向孔内压注水泥(或水泥-水玻璃等)浆液,浆液将一定范围内围岩裂隙中的水挤出,保证围岩裂隙被具有一定强度的混合浆体充填密实,并与岩体固结成一体,形成了止水帷幕,为黄毛山隧道的安全生产、顺利贯通打下了坚实基础。     

软流塑淤泥质地层劈裂注浆加固试验研究

针对南京地铁南北线一期工程某区间隧道软流塑地层的大管棚加超前小导管注浆预加固 ,对软～流塑淤泥质地层劈裂注浆加固的机理及主要影响因数进行了分析 ,对注浆效果、浆体材料及配比进行了实验研究。现场试验表明 ,采用劈裂注浆加固是可行的 ,且效果显著。     

软流塑淤泥质地层劈裂注浆加固试验研究

针对南京地铁南北线一期工程某区间隧道软流塑地层的大管棚加超前小导管注浆预加固，对软-流塑淤泥质地层劈裂注浆加固的机理及主要影响因数进行了分析，对注浆效果、浆体材料及配比进行了实验研究。现场试验表明，采用劈裂注浆加固是可行的，且效果显著。     

无水卵石地层注浆加固模型试验研究

以乌鲁木齐市轨道交通1号线大西沟站~中营工站区间浅埋暗挖隧道工程为背景,对开挖过程中遇到的无水卵石地层超前注浆加固问题进行了研究。结合现场地质调查和土层分析,采用室内试验的方法对区间隧道比例模型进行了注浆试验,研究了浆液扩散规律及注浆后结石体形态。通过对比试验重点研究了该地层条件下注浆压力、注浆量、渗透系数、水灰比等注浆参数对浆液扩散半径的影响,揭示了无水卵石层渗透注浆加固机理,并为无水卵石层暗挖隧道超前注浆加固设计、施工提供了技术参考。     

富水砂卵石地层注浆工艺优化研究

砂卵石地层土体空隙大、结构较为松散,为强透水层,在暗挖作业过程中遇到水囊或层间水极易引发掌子面透水甚至坍塌等险情。目前,采用超前导管注浆加固是普遍而有效的工程手段,而合适的浆液配比和合理的注浆参数是注浆加固成功与否的关键。以北京地铁8号线某暗挖区间为例,结合富水砂卵石地层的特点,针对传统水泥-水玻璃(CS)双浆液在富水地层中难以赋存、结石体抗渗性较差等缺陷,通过室内注浆试验优化浆液配方和配比,并结合现场试验优化注浆压力、注浆量、注浆孔距等注浆参数。研究结果表明:在富水砂卵石地层中,改进CS双浆液A液(水玻璃浆液)水固比为1.5,膨润土掺入比例为30%~40%,B液(水泥膨润土浆液)浓度为35°Bé,A液与B液体积比为0.1~0.2,采用注浆压力为1.5~2.0 MPa,注浆量为40~46 L·min-1,注浆孔间距为1.5 m左右的注浆参数,其注浆效果较好。     

太谷隧道不良地质段地表注浆效果评定研究

针对铁路隧道穿越断层破碎带等不良地质体时可能产生的问题,文中以太谷隧道为研究对象,采用动态定向注浆工法对隧道不良地质段的地表进行加固.采用注浆量分析、浆液填充率分析、注浆P-q-t曲线分析、取芯检查孔法、地层含水率对比、开挖观察等多种方法对地表注浆效果进行了评价.分析结果表明,注浆使地层得到有效加固,满足开挖要求.     

富水砂卵石地层浅埋暗挖法超前深孔注浆加固技术

超前深孔注浆作为浅埋暗挖法施工的辅助措施,在确保隧道围岩稳定、控制地表沉降量方面发挥着越来越重要的作用。结合北京地铁14号线右安门外站—北京南站区间工程实例,从深孔注浆工艺选择、注浆材料选择、浆液配比、注浆孔布置、注浆压力及注浆量控制等方面进行了细致分析。通过分析认为在富水砂卵石地层中采用深孔注浆进行超前预加固时,应重点把控成孔工艺选择、注浆材料选择及注浆孔布置等,以确保施工过程中在隧道围岩稳定情况下取得良好的经济效益。     

劈裂注浆技术在地铁施工中的应用

通过北京地铁十号线黄庄站—科南路站区间隧道富水地段采用劈裂注浆进行止水及加固地层施工,对劈裂注浆止水加固的机理进行了分析,对施工工艺、浆体材料及配比进行了详细的介绍。根据现场施工表明,采用劈裂注浆进行止水及加固地层是可行的,且效果显著。     

复合水泥基速凝注浆材料的试验研究

为了深入研究水泥-水玻璃速凝注浆材料的稳定性能,通过室内试验,分析了复合水泥-水玻璃注浆材料的主要性能参数。利用回归正交试验设计方法,以抗压强度、凝胶时间为主要指标,采用极差法和直观图法分析浆液的抗压强度并对配比进行了优化设计,通过腐蚀试验分析了硫酸盐、碳酸盐对强度的影响。研究结果表明,磷酸氢二钠对注浆材料的强度影响很小,作为良好的缓凝剂效果明显;影响浆材28d抗压强度的主要因素依次为水灰比、水玻璃、减水剂、磷酸氢二钠;浸泡90d,在5%的Na_2SO_4溶液中结石体的强度损失最大达44.1%,在5%的Na_2CO_3溶液中,强度损失达18.5%;选择较优配比浆液作为注浆材料,根据相应的施工工艺,为后期场地加固做好铺垫。     

岩堆高陡边坡注浆加固与植被修复技术

辽宁省本溪市田桓铁路大前石岭段高陡岩堆边坡的加固与修复面临着注浆易流失和土壤稀缺的难题,因此经过实地考察并结合设计要求,提出了"U"型止浆帷幕注浆法十边坡喷播种植方案,并通过对5种注浆材料现场试验结果的比选,决定采用水泥-水玻璃双液作为注浆材料.试验结果证明:"U"型止浆帷幕注浆法能有效解决岩堆体孔隙大和浆液外流污染环...     

模袋袖阀管注浆技术在暗挖地铁车站超前注浆中的应用

针对常规注浆技术在破碎带岩层注浆施工中串浆、跑浆严重、对地层加固效果不理想的现状,提出采用隔压膨胀模袋构造人工止浆岩盘技术对注浆加固范围进行控制,防止浆液沿注浆管壁和岩层裂隙渗透扩散。此技术成功应用于青岛地铁4号线人民会堂站地表超前注浆施工中,并创造性采用两序次钻孔注浆方法,以减少模袋用量。     

关于岩溶隧道帷幕注浆材料选择的探讨

通过歌乐山隧道帷幕注浆工程实例,介绍单液水泥浆、双液浆(水泥-水玻璃浆)、超细水泥类浆液在不同注浆条件下的适用性和注浆效果,提出岩溶隧道帷幕注浆材料的选择应以改良的单液水泥浆为主要材料,其它材料作为补充。并介绍了三种材料在工程实践中的应用方法。     

磷酸含量对水玻璃注浆液加固砂层影响研究

针对暗挖地铁隧道穿越富水砂层时注浆加固问题,研究磷酸-水玻璃注浆材料各种性质,得到磷酸含量对水玻璃注浆液加固砂层的影响。选用水玻璃作为注浆加固材料,通过调配浆液中磷酸的掺量,进行砂土加固试验和剪切试验,进而得到了不同配比浆液对砂层加固性能改良的效果。研究表明：当磷酸-水玻璃浆液呈现酸性时,浆液加固的固砂体粘聚力随磷酸含量升高而降低;当磷酸-水玻璃浆液呈现碱性时,浆液加固的固砂体粘聚力随磷酸含量升高而升高,且酸性浆液整体加固效果要优于碱性浆液加固效果。     

奥陶系灰岩顶部超前区域注浆浆液选配分析

煤矿底板注浆加固或改造广泛采用水泥基浆液,而由于注浆材料和浆液性能的差异,在注浆实践中缺少对注浆材料的合理选配及浆液类型和配比的有效调控,致使超前注浆效果难以达到预期目标。针对上述问题,以邯邢矿区奥灰顶部注浆改造为背景,通过分析奥灰顶部宏、细观发育特征,结合当地注浆所用水泥、黏土和粉煤灰等注浆材料的粒径分布特征,对注浆材料进行了合理选配;考虑水灰比、水玻璃掺量、奥灰水化学类型、固相比等因素,对水泥基浆液的物理力学性质进行了正交试验,得到了水泥基浆液物理力学性质及其主控因素。研究结果:奥陶系灰岩顶部峰峰组七段岩层富水性和渗透性大于其上部峰峰组八段,细观空隙中数量占比以闭合裂隙和微张裂隙为主,均值分别为120 μm和420 μm,宽张裂隙和中张裂隙在裂隙面积中占主要比例,具有较好延展性;奥灰顶部注浆改造过程中可采用水泥-粉煤灰或水泥黏土浆液进行“垫底式”充填注浆,而后采用水泥浆液对微小裂缝和闭合裂隙进行升压注浆或劈裂注浆;水泥浆液、水泥-粉煤灰浆液、水泥-黏土浆液的凝结时间主控因素均为水玻璃掺量,水泥浆液黏度的主控因素为水玻璃掺量,水泥-粉煤灰浆液和水泥-黏土浆液黏度主控因素均为水灰比,水泥浆液和水泥-粉煤灰浆液结石率主控因素均为水灰比,水泥-黏土浆液结实率主控因素为水玻璃掺量,三种浆液抗压强度和抗折强度主控因素均为水灰比;综合注浆工艺、承压含水层静水压力、受注地层特征等因素,得到了满足静水压力10 MPa的奥灰顶部适用性的配比浆液和调控工艺,可为奥灰顶部超前区域改造注浆材料选配和浆液调控提供借鉴和参考。     

软流塑地层注浆加固作用定量化研究

软流塑地层具有自承载能力低、介质胶结能力差及富水导水的特点,注浆加固处治难度较大。为研究软流塑地层注浆加固参数与物理力学性质之间的关系,选取水泥–水玻璃浆液,采用不同混合体积及注浆压力,开展软流塑地层注浆加固现场试验,围绕地层宏观力学性能,研究注浆加固结石体弹性模量、黏聚力、内摩擦角及渗透系数等参数的变化规律,建立注浆作用对软流塑地层物理力学性能改善的定量关系,通过分析材料配比、注浆压力对地层加固参数的影响规律,揭示注浆加固参数对不同物理力学指标的强化侧重机制,提出注浆加固地层开挖简易判据。研究成果对软流塑地层注浆加固机制的发展完善具有一定的参考意义。     

浅埋暗挖法在小导管注浆加固施工中的应用

所谓小导管注浆加固地层技术，指的就是顺着隧道开挖轮廓线外，并纵向往前倾斜设置注浆管，同时把浆液注入进去以起到止水与超前加固围岩的效果，当然还具有超前管棚预支护效用。     

基于流体时变性的隧道劈裂注浆机理研究

水泥复合浆液流变参数的时变性对注浆扩散范围计算值影响很大。基于宾汉体流变方程和平板裂缝理想平面流模型,推导了考虑流体时变性的土体劈裂注浆扩散半径计算公式。由公式可知,土体劈裂压力、裂隙宽度、浆液流速、流变参数的时变性是影响扩散半径的重要因素。计算分析了劈裂注浆过程中劈裂压力随缝隙宽度的变化以及流变参数对扩散半径的影响规律。结果表明,忽略流体时变性注浆扩散半径计算值明显偏大,会给注浆工程设计带来隐患。结合厦门机场路隧道全风化花岗岩地层注浆试验,发现水泥复合浆液劈裂注浆加固效果良好,扩散半径理论计算值基本符合工程实际;研究成果对风化花岗岩地层劈裂注浆的设计和施工具有一定的指导意义。