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一、小導管注漿的分類
根據不同的注漿目的注漿材料一般分為二類:類為注水泥砂漿,其主要作用為增強導管的剛度,如浙江17省道十八跳隧道;第二類為注水泥漿或水泥—水玻璃雙液漿等化學漿液,其主要作用為:
(1)通過漿液的化學作用,將坑道周圍噴漿區的松散巖體在短時間凝固并達到一定自穩力,為掘進時的施工提供保障;
(2)漿液進入巖(土)體的空隙凝結固化后起防水作用。
水泥—水玻璃雙液漿的固結時間一般為4小時左右,單液水泥漿的固結時間一般為8小時左右。在甬金高速公路白峰嶺隧道金華端施工中,右洞為水泥—水玻璃雙液注漿,左洞為水泥漿單液注漿,在地質條件、施工操作工藝基本相同的情況下證明:雙液注漿的止水效果明顯優于單液注漿。本文就水泥—水玻璃雙液注漿的施工工藝予以重點探討。
二、漿液的特性
雙液漿的特性主要反映在漿液粘度、顆粒度和凝膠時間長短。采用的水泥漿的水灰比一般應小于等于1:1,水泥漿與水玻璃的體積比一般在1:0.3~1:1,在此范圍內隨著水玻璃用量減少,其凝固時間縮短。如需要縮短時間,在注漿中加食鹽或三乙醇胺速凝劑。當水泥漿與水玻璃的體積比在1:0.4~1:0.6范圍時,漿液使石體抗壓強度高。一般水玻璃濃度在30~50Be(波美度)之間,濃度越高漿液使石體抗壓強度越高。我們實際在工程中采用雙液漿為1:1的水泥漿(重量比)和35Be的水玻璃,前者與后者的體積比為1:0.5,水玻璃的比重理論推算為145/(145-35Be)=1.318T/m3,1:1泥漿的實際試驗比重為1.512T/ m3,該雙液漿初凝時間為4分鐘,終凝時間為70分鐘。
三、超前小導管設計參數
Ф42mm無縫鋼管長4~7m,管壁每隔20cm梅花形交錯鉆眼,眼孔直徑6~8mm,風鉆鑿巖時的鉆孔直徑較管徑大2cm。小導管頂端為尖錐型以利導管打入巖壁鉆孔內,小導管打入巖體后尾端剩5-10cm,加焊已接有止回閥(如自來水開關)的短鋼管。一般布置在隧道拱頂120°范圍內,環向間距30~50cm,外插角為10~30°。
四、注漿壓力
注漿壓力是促使漿液在巖(土)層裂隙中流動擴散的一種動力,必須有足夠的注漿壓力來克服巖(土)內天然水頭壓力和地層裂隙阻力才能使漿液充分擴散填充,達到加固堵水的作用。因此,在漿液的粘稠度固定的情況,注漿壓力直接與巖(土)層的裂隙寬度和粗糙度、裂隙發育程度、裂隙水頭壓力有關。壓力過高亦會劈裂巖(土)體,因此注漿壓力一般控制在0.5~1.0Mpa。
五、工藝流程
六、施工控制注意事項
(1)注漿前應對開挖面層及附近5m范圍內的坑道噴射厚度為5~10cm的噴射砼或模筑砼封閉作為止漿層。待止漿層有一定強度時方可注漿,防止漿液從各巖面裂隙中反滲;
(2)安裝注漿管時,應在注漿管與孔口巖面相交處用麻絲纏繞和膠泥(水玻璃與水泥)填塞,使之與鉆孔孔壁充分擠壓塞緊,實現注漿管的止漿和固定。膠泥未凝固到一定強度不得注漿;
(3)及早、準確地做好各種試驗配合比,現場嚴格控制各種材料用量,配制混合料;
(4)漿液應先經過過濾網過濾,防止雜物進入注漿泵或進入小導管;
(5)注漿時應先注無滲水孔,后注有滲水孔;
(6)嚴格控制注漿壓力,以防壓裂開挖面。注漿機壓力應與規定壓力配套,不宜升壓過快。注漿壓力達到規定時應予以穩壓一定時間,以利漿液進一步滲縫;
(7)一個導管注漿時,相鄰導管應打開止回閥讓原來管內貯存的裂隙水從相鄰的導管流出,當相鄰的導管內流出濃漿時停止注漿,關閉相鄰管的止回閥,再待達到控制壓力時關閉該管的止回閥。然后在相鄰管接上注漿軟管,打開止回閥進行補壓注漿,待達到控制壓力時停止壓漿關閉該止回閥;
(8)配制的漿液應在規定的時間內用完;
(9)反對用數水泥袋法計量總體注漿量,因為水泥的用量不能準確反映注入巖體的漿液體積與剩余在導管、設備、容器中的漿液體積。注漿時應認真記錄注漿機吸管頭容器原有漿液體積、中間加入的漿液體積和容器終剩余漿液體積,嚴格把握實際注入巖體的總體注漿量。
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