注浆效果检测评定
浏览量:52 发布时间:2024.11.07摘要:注浆技术已成为地下工程施工中重要的辅助工法,它对于软岩加固、注浆堵水、沉降控制、渗漏整治等工程处理都有着极好的效果,但由于目前注浆施工效果评定技术不太规范,尚无完善的标准可以借鉴,继而导致这项工作完成后无法进行正确的评价,从而使许多注浆工程难以取得良好的效果。结合大量工程实践,将注浆效果检查方法按分析法、检查孔法、开挖取样法、变位推测法和物探法进行了 5类 14种比较系统的分类,并对每一种检查方法进行了技术说明。最后,结合国内重点工程实例,对各种检查方法进行了应用效果的探讨,并提出了各种注浆技术的检查方法和标准,以期对今后类似工程的注浆施工提供借鉴价值。
1 引 言
自 1802年法国人别鲁尼发明注浆技术以来,注浆技术应用于封堵涌水和改良地层已有两百余年的历史。目前,注浆技术已普及市政、铁路、公路、煤炭、地矿、水电、军工等各部委、行业,已渗透到地下工程的各个角落,在地下工程的基础加固、注浆堵水、回填防沉、下沉控制、房屋纠偏、滑坡防治、变形控制、坍方处理、截水帷幕、渗漏整治、坝基防渗、瓦斯防溢、古建(构)筑物保护、裂缝修复等各方面,注浆技术起到了很好的作用。但由于目前注浆施工效果评定技术并不太规范,尚无完善的标准可以借鉴,继而导致了一些注浆工作完成后无法正确评价,从而影响了注浆工程取得良好的效果。本文主要结合笔者大量的工程实践,比较系统地介绍了地下工程注浆施工效果的主要评定方法和技术标准,以期对今后类似工程的注浆施工提供借鉴价值。
2 注浆效果检查方法
对注浆效果进行合理的评价是保证安全施工,确保注浆质量的关键。目前,采用的注浆效果评价方法可划分为五大类,如图1所示。
注浆效果检查评定方法分类
2.1 分析法
分析法是通过对注浆施工中所收集的参数信息进行合理的整合,采取分析、比对等方式,对注浆效果进行定性、定量化评价。分析法具有快速、直接的特点,通过分析法可以较为可靠地进行注浆效果评价。(1) P-Q-t 曲线法P-Q-t曲线法是通过对注浆施工中所记录的注浆压力 P、注浆速度 Q 进行 P-t,Q-t 曲线绘制,根据地质特征、注浆机制、设备性能、注浆参数等对 P-Q-t 曲线进行分析,从而对注浆效果进行评判。对于一般注浆工程,不必采取钻孔取芯,基本上都可以采用 P-Q-t 曲线法对注浆效果进行十分有效的评判。(2)注浆量分布特征法注浆量分布特征法分为注浆量分布时间效应法和注浆量分布空间效应法两种,即注浆量分布时空效应法。注浆量分布特征法简单易行,施工中不必采集过多的注浆信息,只需要统计、分析注浆量这一个参数就可以达到对注浆效果的合理评价。注浆量分布时间效应法是通过将各注浆孔注浆量按注浆顺序进行排列,绘制注浆量分布时间效应直方图,根据注浆量分布时间效应图,对注浆效果进行宏观评价。
注浆量分布空间效应法是通过将各注浆孔注浆量按注浆孔位置绘制注浆量分布空间效应图,根据注浆量分布空间效应图,对注浆效果进行宏观评价。
(3)涌水量对比法
涌水量对比法是通过对注浆过程中各钻孔涌水量变化规律进行对比,或对注浆前后涌水量进行对比,从而对注浆堵水效果进行评价。
(4)浆液填充率反算法
通过统计总注浆量,可采用下式反算出浆液填充率,根据浆液填充率评定注浆效果,即
ΣQ=Vnα (1+β) (1)
式中:ΣQ为总注浆量(m3),V为加固体体积(m3),n为地层孔隙率或裂隙度,α为浆液填充率, β为浆液损失率。
2.2 检查孔法
检查孔法是针对注浆要求较高的工程所采用的一种方法,该方法也是目前公认的最为可靠的方法。检查孔法是在注浆结束后,根据注浆量分布特征,以及注浆过程中所揭示的工程地质及水文地质特点,并结合对注浆 P-Q-t 曲线分析,对可能存在的注浆薄弱环节设置检查孔,通过对检查孔观察、取芯、注浆试验、渗透系数测定,从而对注浆效果进行评价。一般来说,检查孔数量宜为钻孔数量的 3%~5%,且不少于3 个。注浆要求越高,检查孔数量应越多。(1)检查孔观察法检查孔观察法是通过对检查孔进行观察,察看检查孔成孔是否完整,是否涌水、涌砂、涌泥,检查孔放置一段时间后是否坍孔,是否产生涌水、涌砂、涌泥,通过观察,定性评定注浆效果。
(2)检查孔取芯法
对检查孔进行取芯,通过对检查孔取芯率、岩芯的完整性、岩芯强度试验等进行综合分析,判定注浆效果。
(3)检查孔 P-Q-t 曲线法
对检查孔进行注浆试验,根据检查孔 P-Q-t 曲线特征判断注浆效果。
(4)渗透系数测试法
对于注浆堵水工程,特别是注浆截水帷幕,注浆后测试地层渗透系数是评定注浆堵水效果的最主要、最可靠的方法。测试注浆后地层渗透系数的方法常采用注水试验。可采用下式计算地层注浆后渗透系数[1]:
式中:k 为渗透系数(m/d),Q 为稳定注水量(m3),l为试验段长(m),s 为孔中水头高度(m),r 为钻孔半径(m)。
2.3 开挖取样法
开挖取样法是在隧道开挖过程中,通过观察注浆加固效果、对注浆机制进行分析、测试浆液固结体力学指标,从而对注浆效果进行有效评定,同时,开挖取样法也为下一阶段注浆设计与施工提供重要的价值。(1)加固效果观察法
加固效果观察法是通过对开挖面进行观察,宏观评定注浆加固效果。(2)注浆机制分析法
通过对掌子面注浆效果观察,分析注浆机制,定性判定注浆效果。
(3)力学指标测试法
对掌子面进行取样,对试件进行力学指标测试,通过分析力学指标,确定注浆效果。
2.4 变位推测法
变位推测法是通过监测注浆前后,以及施工过程中地下水位变化、地表沉降量变化等,分析评判注浆效果。
(1)水位推测法
水位推测法是通过监测帷幕注浆圈外水位监测孔的水位变化,分析评判帷幕注浆效果。
(2)变形推测法
变形推测法是通过监测注浆前后,以及施工过程中被保护体的沉降变形,分析评判注浆加固效果。
2.5 物探法
目前,采取物探法检查评定注浆效果应用不多,技术也不太成熟,在此不做详细介绍。但物探法应用于注浆效果检查,可以宏观地评定注浆效果,特别是对于帷幕注浆的纵向连续性检测,目前尚无可靠的方法,物探法对检查帷幕的连续性有着较大的研究空间,希同仁在此方面加以研究。
多通道注浆扩散监测仪
转载岩石力学与工程学报
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