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但在实践施工中普遍存在对小导管注浆的作用认识不清、对其工艺流程中的操作把关不严、对注浆量的控制不当等情况,造成实际注浆止水效果不明显、围岩固结不佳、计量注浆量远大于实际注浆量等问题。现将本人在工程施工中积累的部分经验和推导出来的公式供大家探讨。
一小导管注浆的分类
根据不同的注浆目的注浆材料一般分为二类:类为注水泥砂浆,其主要作用为增强导管的刚度,如浙江17省道十八跳隧道;第二类为注水泥浆或水泥—水玻璃双液浆等化学浆液,其主要作用为:
(1)通过浆液的化学作用,将坑道周围喷浆区的松散岩体在短时间凝固并达到一定自稳力,为掘进时的施工提供保障;
(2)浆液进入岩(土)体的空隙凝结固化后起防水作用。
水泥—水玻璃双液浆的固结时间一般为4小时左右,单液水泥浆的固结时间一般为8小时左右。在甬金高速公路白峰岭隧道金华端施工中,右洞为水泥—水玻璃双液注浆,左洞为水泥浆单液注浆,在地质条件、施工操作工艺基本相同的情况下证明:双液注浆的止水效果明显优于单液注浆。本文就水泥—水玻璃双液注浆的施工工艺予以重点探讨。
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注浆管注意问题
1、压浆管和出浆口
实践表明:压浆管宜用镀锌钢管或黑铁管,直径可采用Φ2.5cm或Φ3.0cm。对于超长桩,考虑到管内摩阻力对压力的影响,可考虑采用Φ3.0cm或Φ3.8cm。出浆阀以单向截流阀为佳,实践证明采用该出浆阀后注浆成功率达96%以上。
2、注浆压力、速度
从理论上讲,只要浆液能注入土中,宜用低压、慢速注浆,这样可以让浆液在桩底或桩侧较均匀渗透和缓慢刺入,以得到佳加固效果。
3、注浆部位
在桩底注浆,出浆口宜埋入桩底以下土中的一定深度,一方面可避免出浆口被水泥浆包住,同时也可以让水泥浆充分加固桩底沉渣或虚土。对于桩侧注浆,出浆口宜选在砂性土层,因为在该土层桩的摩阻力损失大,对该部位进行加固效果好。
表为桩端进入砂层区的几个工程中注浆桩与未注浆桩垂直承载力的对比结果。
浆液的特性
双液浆的特性主要反映在浆液粘度、颗粒度和凝胶时间长短。采用的水泥浆的水灰比一般应小于等于1:1,水泥浆与水玻璃的体积比一般在1:0.3~1:1,在此范围内随着水玻璃用量减少,其凝固时间缩短。如需要缩短时间,在注浆中加食盐或三乙醇胺速凝剂。当水泥浆与水玻璃的体积比在1:0.4~1:0.6范围时,浆液使石体抗压强度高。一般水玻璃浓度在30~50Be(波美度)之间,浓度越高浆液使石体抗压强度越高。我们实际在工程中采用双液浆为1:1的水泥浆(重量比)和35Be的水玻璃,前者与后者的体积比为1:0.5,水玻璃的比重理论推算为145/(145-35Be)=1.318T/m3,1:1泥浆的实际试验比重为1.512T/ m3,该双液浆初凝时间为4分钟,终凝时间为70分钟。
三、超前小导管设计参数
Ф42mm无缝钢管长4~7m,管壁每隔20cm梅花形交错钻眼,眼孔直径6~8mm,风钻凿岩时的钻孔直径较管径大2cm。小导管顶端为尖锥型以利导管打入岩壁钻孔内,小导管打入岩体后尾端剩5-10cm,加焊已接有止回阀(如自来水开关)的短钢管。一般布置在隧道拱顶120°范围内,环向间距30~50cm,外插角为10~30°。
四、注浆压力
注浆压力是促使浆液在岩(土)层裂隙中流动扩散的一种动力,必须有足够的注浆压力来克服岩(土)内天然水头压力和地层裂隙阻力才能使浆液充分扩散填充,达到加固堵水的作用。因此,在浆液的粘稠度固定的情况,注浆压力直接与岩(土)层的裂隙宽度和粗糙度、裂隙发育程度、裂隙水头压力有关。压力过高亦会劈裂岩(土)体,因此注浆压力一般控制在0.5~1.0Mpa。
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