高压喷射注浆技术与应用PDF电子书下载

上篇 高压喷射注浆技术的原理与工艺 2

第一章 高压喷射注浆技术的基本原理 2

第一节 高压喷射注浆法的定义与种类 2

一、高压喷射注浆法的定义 2

二、高压喷射注浆法的种类 3

第二节 高压喷射注浆法的特征与适用性 5

一、高压喷射注浆的技术优势 5

二、高压喷射注浆法的主要特征 5

三、高压喷射注浆法的适用条件 7

（一）土质条件 7

（二）应用范围 7

（三）研究应用现状 7

第三节 高压喷射注浆法的机理 9

一、高速喷射流的流体力学特性 9

（一）高压喷射流的性质 9

（二）高压喷射流的种类及其构造 11

二、高压喷射注浆的作用机理 13

（一）高压喷射流对土体的破坏作用 13

（二）高压喷射注浆的作用机理 14

第四节 高压喷射固结体的基本性状及其影响因素 14

一、水泥与土体的固结机理 14

二、固结体尺寸及影响因素 15

三、固结体的基本性质 18

（一）固结体形状 18

（二）固结体重度 19

（三）固结体的渗透系数 19

（四）固结体强度 19

（五）单桩承载力 19

四、高压喷射注浆凝结体的性能 20

（一）物理力学性能 20

（二）防渗性能 21

（三）变形适应性能 21

第二章 高压喷射注浆的设备与材料 22

第一节 高压喷射注浆的施工设备及性能特点 22

一、施工设备的构成系统 22

（一）造孔系统 22

（二）供水系统 23

（三）供气系统 23

（四）供浆系统 23

（五）喷灌装置 23

（六）提升机架系统 23

（七）旋摆机构 23

二、主要施工机具 24

（一）造孔设备 24

（二）高压水泵 25

（三）高压泥浆泵 25

（四）空压机 26

（五）搅浆机 26

（六）灌浆泵 26

（七）喷射装置 26

（八）喷射台车 29

三、监测仪表 30

第二节 高压喷射注浆材料及配方 30

一、浆液材料的分类及配方 31

（一）普通型水泥浆 31

（二）速凝早强型水泥浆 31

（三）高强型水泥浆 32

（四）填充型水泥浆 32

（五）抗冻型水泥浆 32

（六）抗渗型水泥浆 33

（七）黏土型水泥浆 33

（八）微胀型水泥浆 33

二、注浆材料的使用数量 34

（一）体积法 34

（二）喷量法 35

三、择用浆液的原则 35

（一）工程强度要求 35

（二）固化时间要求 35

（三）材料来源 35

第三章 高压喷射注浆技术的设计与计算 36

第一节 概述 36

一、高压喷射注浆工法的一般规定与要求 36

二、高压喷射注浆设计的总体要求 37

第二节 高压喷射注浆设计前的工程勘察 38

一、岩土工程勘察 39

（一）岩土工程勘察内容 39

（二）钻孔间距 39

（三）钻孔深度 39

（四）绘制柱状图和地质剖面图 39

二、环境调查 39

第三节 高压喷射注浆技术参数与布孔设计 40

一、技术参数的设计 40

（一）喷射直径的估计 40

（二）单桩承载力 40

（三）固结土强度的设计 40

二、布孔设计 41

（一）堵水防渗 41

（二）加固地基 42

第四节 高压喷射注浆设计程序与方法 42

一、设计程序 42

二、固结体尺寸与强度设定 43

（一）固结体尺寸设定 43

（二）固结体强度设定 43

三、承载力的确定与变形计算 43

（一）单桩竖向承载力 43

（二）旋喷桩复合地基承载力 43

（三）复合地基变形计算 43

四、喷射注浆材料、配方与浆液量计算 44

五、高压喷射注浆孔设计 44

第五节 高压喷射注浆防渗止水帷幕的设计 46

一、防渗止水帷幕的形式 46

（一）柱列型 46

（二）柱墙型 46

（三）定喷防渗帷幕 46

（四）摆喷防渗帷幕 46

（五）复合型防渗帷幕 46

二、防渗止水帷幕设计 47

（一）高压喷射注浆孔的孔距计算 47

（二）插入深度确定 47

第四章 高压喷射注浆技术的施工与质检 50

第一节 高压喷射注浆的施工准备与施工工序 50

一、组织与准备工作 50

二、施工工艺 50

（一）钻机就位 51

（二）钻孔 51

（三）下注浆管 51

（四）喷射注浆作业 52

（五）冲洗器具 52

（六）回填注浆 52

三、施工要点 52

第二节 施工质量管理与要求 53

一、施工质量管理 53

（一）施工质量控制 53

（二）施工技术管理 53

（三）施工安全操作管理 54

二、高压旋喷承重桩的施工管理 54

（一）保证桩径施工质量对策 54

（二）保证桩身强度施工对策 55

三、高压喷射注浆的施工要求 56

第三节 高压喷射注浆的质量检验与施工监理 58

一、质量检验的主要内容 58

二、质量检验的数量与方法 58

（一）检验点布置 58

（二）检测方法 58

三、质量检验的要求 59

四、施工监理 60

中篇 高压喷射注浆技术的应用 62

第五章 高压喷射注浆技术在水利工程领域中的应用 62

第一节 高压喷射注浆技术在堤防工程防渗中的应用 62

一、辽河河堤防渗加固中的应用 62

（一）工程概况 62

（二）工程处理方案设计 63

（三）高压喷射注浆的施工 64

（四）工程质量及效果 64

二、长江堤防的垂直防渗工程实践 65

（一）垂直防渗工程建设的背景 65

（二）长江堤防垂直防渗工程规模及实施情况 65

（三）垂直防渗工程的设计 65

（四）垂直防渗工程主要施工工法和技术 66

第二节 高压喷射注浆技术在水库防渗和除险加固中的应用 68

一、高压喷射注浆技术在水库防渗加固研究与实践中的意义 68

二、在水库防渗中的应用 68

（一）高压喷射注浆工程设计 68

（二）高压喷射注浆施工 70

（三）灌浆质量检测 71

三、在水库除险加固中的应用 72

（一）高喷灌浆防渗板墙施工设备及施工工艺 72

（二）用围井试验确定施工参数 72

（三）高喷防渗板墙的施工 73

（四）特殊情况处理 73

第三节 高压喷射注浆技术在坝基渗漏处理中的应用 73

一、在坝肩渗漏处理中的应用 74

（一）地质概况 74

（二）高喷灌浆截渗板墙的设计与施工 75

（三）高喷灌浆效果分析 76

二、在水利枢纽主坝接缝渗漏处理中的应用 77

（一）高喷灌浆施工的机具设备 77

（二）高喷灌浆施工工艺及参数 78

（三）施工质量检查 78

第四节 高压喷射注浆技术在地下水库截渗坝建设中的应用 79

一、青岛崂山石人河地下水库截渗坝的施工实践 79

（一）工程概况 79

（二）工程地质水文地质条件 80

（三）高喷建坝技术指标 81

（四）高喷建坝施工工艺 81

（五）高喷灌浆围井试验 81

（六）工程布置及参数选择 81

（七）工程特殊情况处理 82

（八）质量检查及效果分析 82

二、烟台夹河地下水库截渗坝的设计与施工实践 83

（一）工程概况与场地水文地质和工程地质条件 83

（二）卵砾石层中地下截渗坝设计参数的确定 85

（三）卵砾石层中地下截渗坝施工参数的确定 86

（四）地下帷幕坝施工工艺与质量控制 88

（五）效果分析与结论 90

第五节 高压喷射注浆技术在围堰施工中的应用 90

一、在水利枢纽围堰施工中的应用 90

（一）工程概况 90

（二）高喷灌浆施工布置 91

（三）施工工艺及流程 91

（四）高喷灌浆施工 91

（五）高压摆喷施工中易出现的问题及解决方法 93

二、在船坞围堰施工的应用 93

（一）新二重管法简介 93

（二）工程概况及地质、水文条件 94

（三）围井试验 94

（四）施工工序及基本参数 97

（五）工程施工难点及应对措施 97

（六）帷幕效果及结论 99

第六节 高压喷射注浆技术在水闸地基纠偏与加固中的应用 100

一、高压喷射注浆技术在水闸地基加固和纠偏中的重要性 100

二、高压喷射注浆技术纠偏基本原理 101

（一）迫降机理分析 101

（二）高压喷射纠偏机理 102

三、在水闸地基纠偏中的应用 103

（一）工程基本情况 103

（二）工程加固方案选定 105

（三）水闸地基的加固施工 106

（四）深层掏土纠偏施工 108

（五）加固和纠偏效果分析 110

四、在闸桥底板地基加固中的应用 112

（一）工程概况 112

（二）渗流破坏原因 114

（三）防渗加固方案 115

（四）施工技术及现场布置 115

（五）防渗加固施工方法 115

（六）质量检查及防渗加固效果 118

第六章 高压喷射注浆技术在土木工程领域中的应用 119

第一节 高压喷射注浆技术在特殊地基处理中的应用 119

一、在软土地基处理中的应用 119

（一）高压喷射注浆技术在软土地基处理中的应用前景 119

（二）工程应用实例分析 120

二、高喷灌浆技术在流砂地层的固沙、补强中的应用 122

（一）工程概况 122

（二）设计要求 123

（三）施工工艺 123

（四）质量检测 123

第二节 高压喷射注浆技术在基坑工程护坡防渗加固中的应用 124

一、目前基坑防渗常用的几种工艺及其结构形式 124

（一）目前基坑防渗常用的几种工艺比较 124

（二）基坑防渗帷幕的几种结构形式 125

二、高压喷射注浆技术应用于护坡防渗工程的条件、要求 127

（一）护坡防渗中“高喷”与钻孔灌注桩的结合 127

（二）护坡防渗对“高喷”板墙的要求 127

（三）护坡防渗施工中应注意的几个问题 128

（四）深基坑高喷灌浆防渗加固技术 129

三、高压喷射注浆技术在地下开挖防渗止水中的应用 132

（一）工程概况 132

（二）地质条件 132

（三）高喷灌浆的设计与施工 133

（四）防渗止水效果分析 134

四、高压喷射注浆技术在基坑工程防渗帷幕的施工实践 135

（一）武汉建银大厦基坑防渗帷幕工程 135

（二）北京嘉利来世贸中心基坑桩间高喷止水工程 141

（三）烟台商检大厦基坑高喷防渗帷幕工程 149

（四）华通电脑惠州厂房深层搅拌法与高压旋喷注浆法防渗工程 154

（五）郑州金博大城高压喷射注浆防渗帷幕工程 156

第三节 高压喷射注浆技术在地基变形加固中的应用 161

一、高压喷射注浆技术在建筑物、构筑物地基变形加固中的应用 161

（一）办公楼不均匀沉降的地基加固 161

（二）高炉倾斜的地基加固 163

二、高压喷射注浆技术在大型油罐的基础加固实践 168

（一）油罐不均匀沉降概况 168

（二）油罐加固处理方案 169

（三）工程布置与施工工艺 169

第四节 高压喷射注浆技术在地铁隧道加固中的应用 171

一、广州地铁基坑内土体加固 172

（一）工程概况 172

（二）工程地质条件 172

（三）高压旋喷注浆的设计 173

（四）高压旋喷桩的施工 173

（五）施工效果 174

二、南京地铁隧道地基加固 174

（一）工程概述 174

（二）工程地质条件 175

（三）高压旋喷桩地基加固 176

（四）高压旋喷桩施工工艺优化 176

第五节 高压喷射注浆技术在桩基工程缺陷的处理加固实践 178

一、桥墩基础旋喷压浆固结处理钻孔灌注桩塌孔 178

（一）钻孔灌注桩塌孔的处理分析 179

（二）旋喷固结工艺 179

二、钻孔灌注桩断桩的加固处理 182

（一）断桩情况 182

（二）断桩处理方案研讨 182

（三）旋喷防渗帷幕桩的基本原理 183

（四）旋喷防渗帷幕桩设计要点 183

（五）旋喷防渗帷幕桩的施工 184

（六）旋喷防渗帷幕桩处理断桩的效果验证 185

第七章 高压喷射注浆技术在矿山工程领域中的应用 186

第一节 高压喷射注浆技术在矿山边坡防渗中的应用 186

一、姑山矿采矿场东帮概述 186

二、采矿场东帮工程地质、水文地质条件 187

（一）地层状况 187

（二）水文地质条件 188

（三）影响边坡及河堤稳定性的因素 189

三、防渗加固墙的设计思路与方案 190

（一）主要设计思路 190

（二）防渗加固总体方案 190

四、方案的比较和优化 191

（一）东帮边坡的安全性 191

（二）成本概算 192

（三）对环境的影响 193

（四）姑山矿的可持续发展 194

（五）环境条件的制约 194

（六）结论 194

第二节 高压喷射注浆技术在矿山堵水、防排水工程中的应用 195

一、在矿山堵水中的应用 195

（一）高压喷射注浆技术在露天开采矿山堵水中的应用 195

（二）高压喷射注浆技术在地下开采矿山堵水中的应用 197

二、在矿山防排水中的应用 203

（一）高压喷射注浆截水方案设计 203

（二）高压喷射注浆工程施工情况 204

（三）防渗效果的检查 205

第三节 高压喷射注浆技术在矿山海泥和流砂治理中的应用 206

一、矿区概况 206

二、海泥、流砂治理 206

（一）治理方法 206

（二）高压喷射注浆技术参数设计确定 207

第四节 高压喷射注浆技术在矿山建井止水工程中的应用 208

一、在竖井井筒止水工程中的应用 208

（一）某井筒工程地质及水文地质条件 208

（二）注浆方案设计 208

（三）注浆止水效果 211

（四）有待进一步改进的几个问题 211

二、在斜井止水工程中的应用 212

（一）工程地质概况 212

（二）高压旋喷注浆方案和注浆机理 212

（三）注浆施工工艺 213

（四）注浆效果 213

第八章 高压喷射注浆技术在环境工程领域中的应用 214

第一节 高压喷射注浆技术在垃圾填埋场防渗处理中的应用 214

一、垃圾填埋场的典型防渗技术 214

（一）填埋场防渗系统的分类与标准 215

（二）垂直防渗系统及其施工方法 215

二、填埋区防渗工程设计与施工 217

（一）场区水文地质条件 217

（二）一期填埋区总体设计 218

（三）防渗工程的设计与施工 218

（四）高压喷射注浆防渗效果评价 219

第二节 高压喷射注浆技术在城市河道治理中的应用 220

一、工程试喷 220

（一）工程地质概况 220

（二）试喷工艺 220

（三）板墙开挖质量检验 221

（四）围井注水试验 221

（五）渗透系数计算 222

（六）试喷结论 222

二、施工质量保证技术措施 222

（一）确定隔水层深度 223

（二）孔斜率 223

（三）高喷操作 223

三、质量检查 223

（一）围井注水试验 223

（二）开挖削顶检查 223

第三节 高压喷射注浆技术在污水管道围封与加固中的应用 224

一、在污水管道变形加固中的应用 224

（一）工程概况 224

（二）加固工程方案及设计 225

（三）管线地下位置探测 227

（四）单孔试验 227

（五）试验工程 228

（六）施工经过及结果 229

（七）质量检验和检测 230

二、在大口径污水管道渗漏围封加固中的应用 230

（一）工程概况 230

（二）场地条件 231

（三）堵漏措施 231

（四）高压喷射注浆围封技术 231

（五）工程加固效果 234

第四节 高压喷射注浆技术在污水库防渗加固处理中的应用 235

一、工程概况 235

（一）基本情况 235

（二）工程地质与水文地质条件 235

（三）渗漏原因分析 236

二、防渗加固处理 237

第五节 高压喷射注浆技术在环境岩土工程问题治理中的应用 238

一、高压注浆预应力锚固技术加固失稳挡土墙作用机理分析 238

（一）高压注浆加固土体的力学机理 238

（二）高压注浆改善挡土墙后土体性质作用机理 238

（三）高压注浆现场试验及分析 239

（四）预应力锚杆加固力学机理 239

（五）土层高压注浆提高预应力锚杆承载力作用机理 239

（六）挂网喷射混凝土加固作用机理 240

二、在失稳加筋土挡土墙加固中的应用 241

（一）工程加固方案 241

（二）工程加固效果 241

三、在路堑边坡失稳加固中的应用 242

（一）加固方案 242

（二）稳定性分析 243

四、在路基病害治理中的应用 248

（一）既有线路基病害原因分析 248

（二）路基病害整治措施 248

（三）柔性钻高压旋喷注浆技术介绍 249

（四）柔性钻高压旋喷注浆的应用 249

下篇 高压喷射注浆技术的问题探索与发展展望第九章 高压喷射注浆技术的问题与处理 252

第一节 高压喷射注浆的施工方案确定问题 252

一、水文、工程地质资料的获取 252

二、模拟试验 252

（一）试验模型的建造 252

（二）围井试验 253

三、高压喷射注浆孔的布置形式和施工参数的确定 253

第二节 高压喷射注浆的施工材料与施工工艺问题 254

一、灌浆材料 254

二、水泥消耗过大问题 254

三、材料改进更新问题 254

四、施工工艺与劳动强度问题 255

第三节 高压喷射注浆施工质量的控制问题 255

一、影响施工质量的主要因素 255

（一）施工准备不足 255

（二）施工参数不合理 255

（三）施工操作、工序不当 255

（四）使用不合格材料 256

（五）设备残旧老化 256

（六）地层因素 256

（七）管理缺失 256

二、预防与控制措施 256

（一）加强施工组织设计，提高人员素质 256

（二）保证施工设备的完好率 257

（三）加强管理，规范施工行为 257

（四）加强材料查验，把好材料质量关 257

（五）加强施工质量自检，提高质量保证率 258

三、施工问题的处理措施 258

（一）不冒浆或断续冒浆 258

（二）大量冒浆压力稍有下降 258

（三）压力骤然上升 258

（四）流量不变而压力突然下降或排量达不到要求 259

第四节 高压喷射注浆的工艺创新及与其他工法的配合应用问题 259

一、高压喷射注浆技术的工艺创新问题 259

（一）卵石层应用问题 259

（二）水中高压喷射问题 259

（三）参数自动记录仪器 260

二、高压喷射注浆技术与其他工法的配合使用问题 260

（一）工程概况 261

（二）加固纠偏设计 261

（三）施工情况 262

（四）全面联合注浆加固 263

（五）加固纠偏效果及评价 264

第十章 高压喷射注浆技术发展展望 265

第一节 水平旋喷及其发展 265

一、水平旋喷技术的基本原理与工艺 265

（一）水平旋喷概况 265

（二）水平旋喷施工顺序及工艺 265

（三）水平旋喷机具和浆料 267

二、水平旋喷技术的应用 268

（一）工程概况 268

（二）场地工程水文地质条件 269

（三）工程布置 270

（四）施工方案及方法 271

（五）施工程序及步骤 271

（六）质量问题及处理 273

（七）工程质量检查 273

三、水平旋喷技术的发展 273

（一）日本水平旋喷技术的发展现状 274

（二）欧美水平旋喷技术的发展现状 276

（三）我国水平旋喷工法现状 277

（四）水平旋喷注浆机械研究动态 278

第二节 振孔高压喷射注浆技术及应用 279

一、振孔高压喷射技术的工作原理与特点 279

（一）工作原理 279

（二）振孔高压喷射技术特点 280

二、振孔高压喷射技术的应用 280

（一）工程概况 280

（二）防渗加固设计 280

（三）地质条件 280

（四）定喷施工 281

（五）质量检查 281

（六）防渗效果 282

第三节 高压喷射注浆技术的近期发展 282

一、Super Jet工法 282

（一）基本参数试验 282

（二）野外试验及应用 284

二、MJS工法 284

（一）MJS工法的特点 284

（二）MJS工法的工作原理 285

（三）MJS工法的应用 285

三、RJP工法 286

四、深层喷射搅拌混合工法 287

（一）JACSMAN工作法 287

（二）DMSWM工法 290

（三）LDJCM工法 292

（四）WJDCG工作法 295

参考文献 297