注浆治理工程施工方案简介

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：表4.2稳定浆液性能指标现场控制标准表4.3稳定浆液配合比2.施工设备1）钻孔设备钻机性能应满足注浆对钻孔的技术要求。2）先导孔进行钻孔施工时，应有 3% 的钻孔作为先导孔，先导孔按均匀分布、深浅结合、代表性强的原则布设，目的是进行地层核实、物探测试、压水试验等工程地质条件的验证工作。

1.注浆材料和稳定浆液

1）注浆材料

根据注浆试验成果，本次注浆采用纯水泥浆加适量外加剂配制的稳定浆液作为注浆材料。材料具体要求如下：

（1）水泥。

① 本工程选用42.5R普通硅酸盐水泥。

② 注浆用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥。水泥不应存放过久，出厂期超过3个月的水泥严禁使用。

③ 在注浆施工过程中，应对水泥的强度、安定性、凝结时间等进行每批次和每 1 000 t均需抽样检查。

（2）水。

根据《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144—2015）规定：凡符合国家标准的饮用水，均可用于拌合和养护水泥制品。

（3）外加剂。

根据注浆试验成果，选用模数为 3.0～3.4 的水玻璃溶液作为注浆材料外加剂，掺量占水泥量的3.0%。其性能应符合《工业硅酸钠》（GB/T 4209—2008）液-2指标要求，并按每批次和每30 t均需抽样检查。

2）稳定浆液

稳定浆液需满足流动性、稳定性、结石抗压强度、凝结时间等多种性能要求。因此，制浆完成以后需进行各种试验测定其性能指标，以确保工程质量。

（1）浆液性能指标测试方法。

① 流动度。

在无扰动条件下，采用截锥圆模，测定注浆材料自由流动的最大扩散直径及与其垂直方向的直径，计算其平均值。

② 结石率。

将新配置的浆液注入量筒中静置。记录 2 h 浆体析水体积。浆液结石体积与浆液总体积的百分比即为结石率。

③ 比重。

浆体的质量与其体积的比值。采用泥浆比重计测定积液密度。

④ 凝结时间。

在一定温度下，从参加反应的组分全部混合时起，直到凝结发生而浆液不再流动为止的一段时间。可采用试锥稠度仪来测定水泥浆的初凝和终凝时间。

⑤ 结石抗压强度。

用 70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的成型试模，在20 °C±5 °C水中养护或标准养护，测定28 d龄期的结石抗压强度，每组取3块测其平均值。

（2）浆液性能指标。

稳定浆液性能指标见表4.2、表4.3所示。

3）水灰比

本次注浆浆液水灰比：帷幕注浆孔采用0.9∶1，充填、固结注浆孔采用1∶1。

表4.2　稳定浆液性能指标现场控制标准

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表4.3　稳定浆液配合比

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2.施工设备

1）钻孔设备

（1）钻机性能应满足注浆对钻孔的技术要求。钻进方法宜采用回转式钻机钻进，也可采用冲击式或冲击回转式钻机钻进。当采用后者钻进方法时，应保证孔壁光滑、顺直，并加强钻孔冲洗。

（2）使用的钻孔冲洗和压水试验设备应保证在所有压力下都有足够的供水量。

（3）应准备足够的压力表、压力软管、供水管及阀门等。

2）注浆设备

（1）根据注浆需要配置浆液搅拌机，搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌的浆液类型及注浆泵排浆量相适应，并应保证均匀、连续地拌制浆液。所有搅拌设备，在用于拌制浆液前应在现场进行试运行。

（2）注浆泵性能应与浆液的类型和浓度相适应，宜选用多缸式注浆泵，其容许工作压力应大于最大注浆压力的1.5倍，并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。

（3）注浆管路应保证浆液流动畅通，并能承受 1.5 倍的最大注浆压力。

（4）注浆泵和注浆孔口处均应安装压力表。所选用的压力表在使用前应进行标定，使用压力宜在压力表最大标值的1/4～3/4之间。压力表和管路之间应设有隔浆装置。

（5）注浆塞应与采用的注浆方法、注浆压力及地质条件相适应，胶塞应具有良好的膨胀性和耐压性能，在最大注浆压力下能可靠地封闭注浆孔段，并易于安装和卸除。

（6）制浆站可采用集中式或分散式。制浆站的制浆能力应满足注浆进度高峰期所有机组用浆需要，制浆站应配备除尘设备。

（7）搅拌机的转速应具备分散、拌匀注浆材料的能力，使浆液流动性和稳定性满足设计要求。

（8）所有注浆设备、仪器、仪表均应始终保持工作状态正常，并应配有足够的备用设备。电力驱动的设备、应在接地良好并经确认能保证施工安全时，方可使用。

（9）注浆的计量器具，如压力表、流量计、比重计、流动度测定仪等，进场前，应进行标定或校验，满足要求后，方能进场使用。使用时应定期校验，保持量值准确。

3.钻孔施工

1）一般要求

（1）钻孔过程中，遇岩性变化、发生掉钻、坍孔、钻速变化、回水变色、失水等异常情况，应进行详细记录。

（2）当各类钻孔施工作业暂时终止时，孔口应妥加保护，防止流进污水和落入异物。

（3）钻孔进尺达到设计深度时，应报验，经检查合格后，方可进行下一步施工。

2）先导孔

（1）进行钻孔施工时，应有 3% 的钻孔作为先导孔，先导孔按均匀分布、深浅结合、代表性强的原则布设，目的是进行地层核实、物探测试、压水试验等工程地质条件的验证工作。

（2）先导孔（兼做波速测试孔）钻孔，应予钻取岩芯，按取芯次序统一编号，并对钻孔冲洗、钻孔压力、芯样长度及其他能充分反应岩石特性的因素进行监测和记录。最后绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。

（3）在钻孔过程中，钻进回次进尺的最大长度应限制在 3 m 范围内，一旦发现芯样卡钻或被磨损，应立即取出，先导孔岩芯采取率不得小于65%。

3）施工孔

（1）钻孔的孔位、深度、孔径、钻孔顺序等应按施工图纸要求执行。孔位与设计孔位的偏差值不得大于30 cm。

（2）钻孔遇有洞穴、塌孔或掉块难以钻进时，可进行注浆处理，再行钻进。如发现集中漏水或涌水，应查明情况、分析原因，经处理后再行钻进。

（3）注浆孔（段）在钻进结束后，应进行钻孔冲洗，孔底沉积厚度不得超过设计孔深的2.0%。

4）钻孔冲洗和压水试验

（1）压水试验应在先导孔中进行，试验孔数不宜少于总孔数的3%。试验采用单点法，如在钻进过程中，冲洗液漏失严重，孔口不返浆的钻孔，可不进行压水试验。

（2）在注浆前，为确保水泥颗粒顺利通过透浆通道，应对所有注浆孔（段）进行裂隙冲洗，直至回水清净为止。不返水时，在注浆泵 70～100 L/min 的排量下，冲洗水量不少于5 min。

（3）当邻近有正在注浆的孔，或邻近注浆孔结束时间短于初凝时间，不得进行裂隙冲洗。

（4）注浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）应立即连续进行注浆作业，因故中断时间间隔超过24 h者，应在注浆前重新进行裂隙冲洗。

4.制浆施工

1）制浆材料称量

（1）制浆材料必须按规定的浆液配比计量，计量误差应小于5%。水泥等固相材料应采用重量称量法计算。

（2）各类浆液必须搅拌均匀，测定浆液密度和流动度等参数，并做好记录。

2）浆液搅拌

（1）浆液搅拌时间控制以分散、拌匀注浆材料，获得流动性与稳定性合格的稳定浆液为原则。根据注浆试验，当转速为 60～90 r/min时，搅拌时间不小于 6 min。当采用高速搅拌机时，搅拌时间按《水工建筑物水泥注浆施工技术规范》（DL/T 5148—2001）执行。

（2）浆液从开始制备至用完的时间宜小于4 h。

（3）浆液温度应保持在5～40 °C，低于或超过此标准的应视为废浆。

（4）当采用集中制浆站制浆时，注浆前应采用二次搅拌。

5.注浆施工

1）一般要求

（1）注浆必须采用三个参数（压力、流量、水灰比）控制。

（2）施工次序：帷幕Ⅰ序孔钻孔、注浆→帷幕Ⅱ序孔钻孔、注浆→先导孔（物探孔）钻孔、注浆→充填、固结Ⅰ序孔钻孔、注浆→充填、固结Ⅱ序孔钻孔、注浆→充填、固结Ⅲ序孔钻孔、注浆→充填、固结Ⅳ序孔钻孔、注浆→检查孔钻孔→物探测试、压水试验→注浆→封孔。

（3）各种注浆方式，射浆管距该注浆段底部的距离不得大于2.0 m。

2）注浆方法

本次注浆加固按分序加密的原则，采用自下而上分段纯压式注浆与孔口封闭纯压式注浆相结合的综合注浆法。即每个注浆孔，首先进行自下而上分段纯压式注浆施工，按注入率为70～100 L/min的泵量控制，当孔口注浆压力达到设计压力时，其中帷幕注浆孔维持 10 min；充填、固结注浆孔维持 15 min，结束该段注浆。进行下一回次的注浆。逐段往上循环作业，直至孔口段注浆。当注浆时出现绕塞或注浆塞在规定位置卡塞不住，注浆塞不得不上提，甚至多次上提，最后注浆塞提至套管顶部，进行孔口封闭纯压式注浆。具体如下。

（1）自下而上分段纯压式注浆。

① 施工步骤：钻机成孔→冲洗、压水试验→采用栓塞设备自孔口封闭→注浆→逐段往上循环作业→注浆效果检查→竣工。

② 帷幕注浆分Ⅱ序，按“分序加密、隔孔灌注”原则实施；固结注浆分Ⅳ序，按“分序加密、隔排隔孔灌注”的原则实施；10 m范围内不得有2个以上的孔同时注浆。

③ 注浆塞放置位置在注浆段段顶以上0.5 m，防止漏罐。

④ 各注浆段第一段注浆后，一般可不待凝，进行下一段的注浆施工。

⑤ 注浆孔相互串浆时，可采用互串孔并联灌注，但并罐孔不宜多余3个，并应注意控制注浆压力，防止岩体抬动。

⑥ 注浆段长一般为10.0 m。

（2）孔口封闭纯压式注浆法。

适用条件：钻孔作业时，发生掉钻、坍塌、埋钻及采空区等特殊地段的处理时；自下而上分段纯压式注浆施工，出现逐段绕塞情况时；自下而上分段纯压式注浆施工，出现逐段注浆塞在规定位置卡塞不住，注浆塞不得不多次上提情况时；以上三种情况必须有监理工程师确认。

进行孔口封闭纯压式注浆，具体如下：

① 孔口应镶铸套管对注浆孔进行孔口封闭，并待凝24 h。

② 套管埋入岩体的深度应根据最大注浆压力和岩体特性确定，段长不宜小于1.0 m。

③ 孔口封闭器应具有良好的耐压和密封性能，在注浆过程中，注浆管应能灵活转动和升降。

④ 注浆管的内径不小于25 mm，若用钻杆作为注浆管，应采用平接头连接。

⑤ 注浆时，注浆管必须深入注浆段底部，管口距孔底的距离不得大于200 cm。

⑥ 注浆过程中，应经常转动和上下活动栓塞及注浆管，防止栓塞及注浆管在孔内被水泥浆液凝住。

⑦ 注浆过程中，注浆压力和注入率必须相适应，注入率宜为 70～100 L/min。

3）特殊情况处理

（1）注浆过程中，距注浆孔孔口 3.0 m 以内，如地表发生冒浆现象时，一般可采用低压、限流、限量、间歇灌注等方法处理，必要时应采取嵌缝、地表封堵方法处理。

（2）在钻孔过程中，如遇有塌孔、掉钻或遇采空区的孔段，无法进行钻探作业时，为保证注浆质量，应停钻，将此段作为独立注浆段，先行注浆处理。然后清孔，再钻至设计深度，采用自下而上纯压式注浆法，逐段处理至孔口。

（3）注浆发生串浆时，如串浆孔具备注浆条件时，应一泵一孔同时注浆。否则，应塞住串浆孔，待注浆孔注浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗至设计深度，而后进行注浆作业。

（4）注浆必须连续进行，若因故中断，应尽快恢复注浆。否则应立即冲洗钻孔。再恢复注浆。若无法冲洗，则应进行扫孔，再恢复注浆。

（5）如遇注入率大、注浆难以正常结束的孔段时，可采用低压、限流、限量、间歇注浆法灌注（帷幕注浆孔：每持续注浆 4 h，间歇2 h；充填、固结注浆孔：每持续注浆 8 h，间歇 4 h），达到设计终止注浆标准后，结束该段注浆。

（6）采用自下而上分段纯压式注浆过程中，如发生连续逐段饶塞时，经现场监理工程师核实后，为避免浆液将栓塞凝固而使栓塞无法拔出，可采用孔口封闭式注浆，完成注浆作业。每一注浆段结束压力按该注浆段的中点深度压力值控制。

（7）为避免注浆塞及注浆管被浆液凝固，注浆过程中，应结合现场实际情况，经常活动栓塞，即将栓塞上提 0.5～2.0 m，然后再下放至原来的位置，如果下放时，由于浆液面上升无法就位，可放置在能下放的最大深度、继续进行注浆作业。

4）封　孔

（1）每个注浆孔全孔注浆结束后，应及时进行验收，验收合格才能进行封孔。

（2）注浆过程中，当注浆结束后，通常全孔已经充满浆体，可直接在孔口段进行封孔注浆处理。

注浆治理工程施工方案简介

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