隧道地铁注浆手册.pdfVIP

4.8 灌 （注）浆 法 4.8.1 概 述 灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过灌浆管把浆液均匀灌入地层 中，浆液以填充、渗透和挤密等方式赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后 占据其位置，经一定时间后，浆液将原来松散的土颗粒或裂隙胶结成一个整体， 形成一个结构新、强度高防水性能及化学稳定性良好的固结体。 1802 年，法国的土木工程师查理斯·贝里格尼（Chares Rerigny)，采用灌 浆技术来修复被水流侵蚀了的挡潮闸的砾土地基。在修复基础的木板桩后，通过 闸板钻间距为 1m 的孔，采用一种“压浆泵”（blow pump），把塑状粘土通过钻孔 注入。压浆泵由一个内径为 8cm 的木制圆筒组成，筒内装满塑状粘土，在顶部安 装了一个木制活塞，用此将粘土强制挤入孔内。重复这一步骤，直至粘土完全充 填基础底板与地基之间的空隙。第一次灌浆的初步应用取得了巨大成功，修复的 挡潮闸又投入使用，这是在基础工程的历史上第一次有记载的灌浆技术应用。 1845 年，美国 W．E．沃森（W．E．Worthen）在一个溢洪道陡槽基础下采用 “压浆泵”灌入水泥砂浆，1854 年又进行了闸墩砌体的加固。那时，灌浆仅仅 作为对有缺陷的基础的补救措施来使用，并不被认为是一种施工方法。 1886 年，英国豪斯古德（Hosagood）在印度建桥时采用化学浆液固砂，自 此，化学浆液在印度问世。1886 年，金尼普尔（Kinniple）采用粘土水泥砂浆 阻止尼罗河的达梅塔（Dmietta）和罗萨塔（Rosetta）坝坝基下的地下渗流。此 时，英国研制出了“压缩空气灌浆泵”，促进了水泥灌浆法的发展。1887 年德国 的杰沙尔斯基（Jeziorsky）利用一个钻孔灌注水玻璃，另一个相邻钻孔灌注氯 化钙，创造了原始的硅化法。灌浆技术的进一步发展和广泛应用，是在矿山竖井 的建设中用于防止竖井开挖时地下水的渗入。 1920 年荷兰采矿工程师尤斯登 （E．J．Joosten）首次论证了化学灌浆的可靠性，采用了水玻璃、氯化钙双液 双系统两次压注法，于 1926 年获得了专利。灌浆技术有系统的改进始于美国科 罗拉多河上的胡佛坝（Hoover）因地基开挖引起的裂缝所进行的岩石固结灌浆。 根据胡佛坝基的灌浆工程实践，制定了灌浆工程的设计和施工规范。40 年代， 日本的丸安隆和博士在灌浆时采用了水玻璃、铝酸纳双液单系统的 1.5 次灌浆 法，为以后加快浆液凝胶时间的使用创造了条件。此时也出现了粘土水泥系的灌 浆材料。50 年代美国研制了粘度接近水，凝胶时间可任意调节的丙烯酸胺类树 脂浆液（AM-9）。以后又出现了丙烯酸盐类、尿醛树脂类、木质素类等多种灌浆 材料。 灌浆方法是改善灌浆工程的灌浆效果的重要环节。最初采用比较经济、简便 的填压式灌浆法，相继又出现了循环式灌浆法、双管灌浆法、花管套壳料灌浆法 及电渗灌浆法等工艺，大幅度改善了灌浆效果。从脉状灌浆、渗透灌浆发展到应 用多种材料的复合灌浆法。从无向压灌发展到通电、抽水、压气和喷射等多种诱 导灌浆。通过预处理以及孔内爆破等方法，来提高浆液的可灌性。以及应用定向 钻进、多孔同时灌浆等方法来缩短灌浆工期。 灌浆设备的改进、灌浆技术的管理以及灌浆效果的测定方法也是灌浆技术发 展中的重要方面。目前在灌浆设备方面已使用了轻型液压钻机及能自行的履带式 全液压钻机、高速搅拌机、集中制浆系统和各种新型止浆塞和混合器。灌浆设备 机具已向专用化、组合化、系列化发展的趋势。在灌浆过程的控方面，已研制出 了自动记录、集中管理和自动化监控。在灌浆效果的测定方面，应用了压水或注 水、抽水试验，电测、弹性波探测、各种物理力学测试、放射能探测、微观测试 等多种检测仪器和手段。 灌浆技术的研究和应用在我国起步较晚，50 年代开始初步掌握灌浆技术， 1953 年开始研究应用水玻璃作为灌浆材料。随着我国水利、水电、高速公路等 工程建设的发展，我国灌浆材料在种类、性能上得到了快速的发展。细水泥和超 细水泥、稳定浆液、混合浆液、酸性水玻璃、丙强、弹性聚氨脂、水溶性聚氨脂、 丙烯酸盐、不饱和聚脂、热沥青、木质素类、脲醛树脂类和不同的外加剂等在各 种灌浆工程中也得到应用。 我国在配套灌浆设备机具和检测手段等方面也相应地获得了重大的发展。配 套灌浆的灌浆钻孔钻机、高压灌浆泵、高速搅拌机、高压耐磨阀门、止浆装置以 及自动记录仪、集中制浆系统等设备仪器的出现，为我国灌浆技术的稳步发展创 造了条件。在检测方面，从目测样品、压水试验等常现力法，发展到声波监测、 变形检测、电子显微镜等多种宏观