矿用注浆材料

隧道工程在高压、富水区修建，会出现渗水等现象，给施工和环境带来了隐患，隧道注浆方法能有效起到堵水效果，隧道注浆堵水施工技术给大家详细介绍下。 隧道注浆堵水施工技术详解 1、隧道注浆堵水技术 (1)隧道地下水的分布形式及特点 隧道开挖成洞以后，地下水主要以“渗水”、“线水”和“股水”3种方式涌出。“渗水”的水量一般均较小，且在初期支护时采用喷射混凝土即可以封闭;“线水”与“股水”采用喷射混凝土的方式一般均无法封闭，是注浆止水的主要对象。“股水”多数为基岩裂隙水或岩层接触带处的层中水，水头一般较高，但均较为集中;“线水”分布较为零散，没有集中的水源，治理的面积较大，止水过程中也存在一定的困难。 (2)止水的基本原则 针对以上地下水的分布形式及特点，堵的基本原则为：先两头，后中问;先堵小水，后堵大水;先拱部，后边墙。采用“抢堵”和“固堵”两种堵水方法：“抢堵”主要针对“股状”先期止水，“固堵”主要是对“股状”水先期止水成果的巩固及对“线水”、“渗水”的封堵。注浆止水过程中要对围岩施加一定的压力，对隧道临空面围岩有一定的破坏作用，容易引起塌拱。因此，注浆止水必须在隧道围岩收敛变形基本稳定后进行，在注浆止水前应进行帷幕注浆，强化初期支护结构和围岩;另一方面对“散水”和“渗水”进行封堵，也是“固堵”的一种形式[3]。 (3)止水的设备选型及浆液配制 注浆材料主要采用水泥?水玻璃双液浆，参入适量外加剂?配合比根据凝胶时间现场试验选定?胶凝时间一般为3min～5min?注浆方式：采用分段式注浆，将需要注入充填加固层内的浆液分次钻注?为防止注浆孔孔壁坍塌和浆液注入时在地层中上串流失，在注浆层顶面以上每个钻孔用钢套管护壁，采取注浆孔孔口封闭止浆，当洞内出现串浆时，主要采取逐渐加大双液浆玻璃波美度?溶洞注浆充填后，浆液能否将30m范围内岩溶裂隙全部充填无法估计，为防止在30m范围内掘进施工时再次发生大的涌水涌泥事故，溶洞充填注浆后实施一个循环的超前帷幕注浆是必要的。通过帷幕注浆将掌子面前方30m、洞外周边5-8m范围内的围岩全部实施预注浆，封堵前方所有的岩溶裂隙和涌水通道，以保证隧道开挖。 2、隧道注浆堵水施工工艺 注浆堵水是一项由软弱地层预加固技术发展而来的防治涌水灾害新技术，在松散软弱结构围岩、裂隙围岩隧道防水方面取得了显著效果。在岩溶地区铁路隧道水害处理中，亦可采用注浆堵水这一新技术。 注浆材料及配合比：注浆材料常用水泥、水玻璃双液浆，配合比根据现场试验选定。注浆方式：采用前进式多次钻注法，即逐段反复加深钻孔注浆，直至设计长度。注浆结束标准：一个区段由多孔组成，结束标准不以单孔控制，而以设计的区段控制[1]。当一个孔的一次注浆压力达到设计值，并且该区段注浆总量接近设计量时，即可结束注浆。单孔注浆，以注浆压力的终值控制，当注浆压力达到设计的压力时，立即递减泵量，能保持设计压力时，即结束注浆。以止水为目的的注浆，注浆后的涌水量减少到20m3/h时，结束注浆。 封堵岩溶水、固结岩溶流泥，洞内注浆优于地表注浆，预注浆优于地表注浆。因岩溶相互串通，与地表直接沟通，地表注浆往往造成浆液突破表土，漫铺地面，浪费极大;后注浆是在岩溶已被施工开挖揭露，特别是当发生涌水突泥之后所耗费注浆量极大。注浆堵水加固围岩的施工方法一般分洞内和地表。洞内包括断裂岩溶富水带施工注浆和岩溶软塑状充填淤泥高压劈裂注浆，地表一般为深孔充填注浆。溶洞充填注浆时，先用复合浆液注下部一组注浆管，一路注主剂，在主剂中按要求比例加人速凝剂和悬浮剂，另一路注辅剂，即38Be’水玻璃。在注浆过程中，由于溶洞向下延伸，隧道底板之下溶洞有多深、有多大不清楚，但是利用复合浆液注浆，浆液的主剂与辅剂在溶洞体内混合，混合后的凝胶时间不超过30秒，尽管是2台注浆管注浆，没有安设混合器，两种浆液进入洞内后充分混合需要一定时间，但由于浆液的凝胶速度快，加上溶洞体是半充填体，体内有大量的岩石碎屑充填，并有一定程度的胶结，因此，复合浆液进入后的流程将不超过30m，也就是说注浆充填溶洞下部的范围应该在隧道底板下方30m范围内，这一范围符合隧道施工的工程质量要求[2]。 3、隧道注浆堵水效果检查 注浆结束标准及质量检查：在正常情况下，注浆压力由小逐渐增大，注浆量由大到小，当注浆压力达设计终压时，稳定20min～30min即可结束注浆?遇到大裂隙时，压力上不去，进浆量很大的情况下，经过浆液浓度的变换，仍达不到终压与注浆量的标准时，采取间歇注浆办法，待养护24小时后复注，以控制设计的注浆量和达到设计终压[4]?注浆质量通过钻孔并取岩芯，观察浆液充填裂隙的饱满程度，调节注浆参数。 根据当时超前探孔的出水情况，出水里程距掌子面较近，我们按照设计要求布设注浆孔注浆，注浆完成并经检查无水后开挖掘进。当开挖至距掌子面前方4m左右时，两侧边墙脚出现两股黄红色泥浆水，后逐渐变大，且裂隙中充填了大量的泥沙和淤泥。通过此次出水，我们对注浆孔的布置及浆液在岩层中的扩散形式进行分析研究，得出如下结论：为保证帷幕的厚度以及能够承受高压水的压力，调整注浆孔的外插角，加大注浆帷幕的厚度，以保证隧道施工的。特别是在底部孔注浆过程中，浆液往下扩散的几率是很小的，这是此次出水的主要原因[5]。 在一阶段的注浆过程中，发现隧道的富水带不但涌水量大，涌水压力高且在地层中还有一定的流动性。水流的方向沿岩层走向由线路的左侧向右侧流动。这给隧道的注浆工作带来了很大的难度。首先，浆液在岩层中随水流被稀释，使得注浆量大，而注浆效果又不是很理想;其次，由于裂隙水在地层中存在水头差，因此浆液在裂隙中沿压力低的方向扩散[6]。所以只有将水流的下游方向截断，然后加大注浆量，加厚注浆帷幕，才能保证注浆的效果，从而确保歌乐山隧道高压富水带的通过。 注浆结束后，按照设计要求，布设检查孔，检查孔在钻孔过程中，如果出水量满足设计要求，则表明该环帷幕已形成并达到了注浆效果，如果检查孔出水量超过设计标准则表明注浆效果不理想，需增加注浆孔补注浆后，再打孔检查，直至检查孔出水量满足设计要求为准[7]。