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地质灾害注浆工程设计与施工

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地质灾害注浆工程设计与施工

中南大学地球科学与信息物理学院张 可 能2011年7月27日 长沙 13607489743 kencsuqq.com地质灾害注浆工程设计与施工中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工地质灾害注浆工程设计与施工提要1 概述 2 注浆工程设计 3 注浆工程施工 4 边坡、滑坡防治注浆技术 5 地面塌陷与地面沉降注浆技术 6 案例分析与讨论中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工地质灾害注浆工程设计与施工1.1 地质灾害与注浆相关领域1.2 注浆技术发展与现状1 概述中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工地质灾害注浆工程设计与施工地质灾害定义地球、地质体、地质环境在发展演化过程中, 由于各种自然作用和人类活动发生变化,其产生的 后果给人类和社会造成灾害就称为地质灾害。它包括自然因素或者人为活动引发的危害人民 生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面 塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害 。1.1 地质灾害与注浆相关领域中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工地质灾害注浆工程设计与施工地质灾害的属性特征 必然性人类活动区域日益广泛,地壳活动始终不断,必 然有各种地质灾害出现 随机性人类对地下活动认识有限,地质活动周期往往很 长,部分地质灾害发生有随机性 周期性部分地质灾害成因比较清楚,对其周期性有较多 的认识1.1 地质灾害与注浆相关领域中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工突发性突然爆发的地质灾害,火山、地震、崩落、泥石流等。 渐进性渐进发展的地质灾害,土壤退化、地面沉降、煤层自燃 等。 群体性地质灾害往往不是独立存在的,而是彼此相互影响,反复 发作 多元性崩落、泥石流、滑坡、地裂缝往往同时发作1.1 地质灾害与注浆相关领域中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工复发性滑坡多发区常常反复发作,例如,我国西部川 藏公路沿线的古乡冰川泥石流,一年内发生70多次 。 区域性地质灾害受地质体形态、自然环境和经济发展 水平影响,有明显的区域性我国的地质灾害受我国 南北分区、东西分带、交叉成网 的区域性构造格 局影响,有明显的区域性。1.1 地质灾害与注浆相关领域中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工地质灾害分级 地质灾害按照人员伤亡、经济损失的大小 ,分为四个等级 : ( 一 ) 特大型 : 因灾死亡 30 人以上或者直接经济损失1000 万元以上的 ; ( 二 ) 大型 : 因灾死亡 10 人以上 30 人以下或者直接经济损 失 500 万元以上 1000 万元以下的 ; ( 三 ) 中型 : 因灾死亡 3 人以上 10 人以下或者直接经济损 失 100 万元以上 500 万元以下的 ; ( 四 ) 小型 : 因灾死亡 3 人以下或者直接经济损失 100万元 以下的。1.1 地质灾害与注浆相关领域中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工对于山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、 地裂缝、地面沉降等地质灾害问题中的滑坡 、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降 , 根据不同情况,是可以用注浆技术进行填充 、加固或者作为辅助措施。1.1 地质灾害与注浆相关领域中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工注浆技术的发展具有很长的历史注浆技术的发展具有很长的历史应用范围非常广泛:水利矿山地基基础隧道地质灾害等1.2 注浆技术发展与现状背景中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工我国注浆技术发展背景我国注浆技术发展背景(1 1)我国注浆技术起步于上世纪)我国注浆技术起步于上世纪5050年代末或年代末或6060年代初年代初 , , 我国中科院著名化学家戴安邦研究员提出的硅酸聚合机理我国中科院著名化学家戴安邦研究员提出的硅酸聚合机理 ,较好地解释了水玻璃的凝胶现象,推动了我国水玻璃注,较好地解释了水玻璃的凝胶现象,推动了我国水玻璃注 浆材料的发展。浆材料的发展。(2 2)3030多年来通过科学研究和生产实践,不断改善了浆多年来通过科学研究和生产实践,不断改善了浆 液材料的性能和推出新的浆材。如:中科院广化所叶作舟液材料的性能和推出新的浆材。如:中科院广化所叶作舟 研究员等研制的高渗透性的中化研究员等研制的高渗透性的中化-798-798化灌材料,是一种环化灌材料,是一种环 氧树脂类补强固结浆材,其渗透性极好,达氧树脂类补强固结浆材,其渗透性极好,达10-8m/s10-8m/s。 (3 3)据不完全统计,目前我国从事注浆研究和施工的人)据不完全统计,目前我国从事注浆研究和施工的人 员、单位很多,大小注浆公司上百家,该行业中仅高级职员、单位很多,大小注浆公司上百家,该行业中仅高级职 称的专业人员就有称的专业人员就有300300多人。多人。1.2 注浆技术发展与现状背景中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工注浆材料注浆材料发展也具有悠久历史。目前注浆材料大体分 为无机系和有机系两大类。一般无机系常用水泥为注浆材 料,常用浆液为单液水泥浆液、水泥水玻璃浆液、水泥粘 土浆液等。 以水泥为主包括添加一定量的外加剂,用水配制成 浆液,采用单液方式注入,这样的浆液称为单液水泥浆。 所谓外加剂,系指水泥的速凝剂、早强剂、塑化剂、悬浮 剂等,复合注浆法常用的外加剂为速凝剂。1.2 注浆技术发展与现状注浆材料中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工水泥水玻璃浆液在水泥水玻璃浆液中,水泥浆液中加入水玻璃,有 两种作用,一种是将水玻璃作为速凝剂加入浆液中促进浆 液很快凝结;另一作用是作为浆液中的组成成分,将水泥 浆液和水玻璃溶液按照一定的比例,使用双液灌浆施工方 法,进行灌浆。前者水玻璃的用量少,在水泥浆液中加入 一般多为水泥重量的15;后者用量较多,其具体用 量根据灌注对象的情况和要求浆液应有的性能而定。1.2 注浆技术发展与现状中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工双液注浆定义及其特点双液注浆就是利用液压及化学原理,通过双 液泵和注浆管等设备,将水泥-水玻璃浆液注入地 基土体内,以充填、渗透、挤密和(或)劈裂的方 式,注入地层或缝隙内使其扩散、胶凝或固化,以 达到加固地层或防渗堵漏目的的一种注浆方式。1.2 注浆技术发展与现状中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工双液注浆原理双液化学注浆通过对淤泥、淤泥质土、流塑、软塑可塑粘性土、 粉土、砂土、黄土、素填土、碎石土及饱和性质的粉砂、中细砂以及卵 石的补强加固效应可视为由渗透、劈裂扩散、填充和挤密四部分组成, 浆液在压力作用下向钻孔周围土体中发生渗透、劈裂、扩散。浆液包裹 泥土团,浆液中水泥-水玻璃颗粒排出土颗粒孔隙中的水分和空气,并 填充其空间,减小地基土体孔隙比,水泥中的硅酸二钙发生水解和水化 反应,产生氢氧化钙。氢氧化钙与水玻璃迅速发生凝固反应,生成细分 散状的凝胶体水化硅酸钙。凝固后,原来地基松散的土颗粒或裂隙 胶结成一整体,形成一个结构新、强度大、防水性能好、化学性能稳定 的人造“结石体”,从而使地基挤密,固结强度增高,达到加固地基、充填 空洞、预防病害和形成固结帷幕止水带的目的。1.2 注浆技术发展与现状中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工注浆如何应用于地质灾害防治?1.3 问题讨论中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工注浆加固工程竣工资料清单: 1 岩土工程详细勘察报告; 2 注浆方案设计; 3 注浆施工组织设计; 4 施工单位和试验或检测单位资质证书; 5 注浆施工记录表; 6 钻孔、注浆孔施工记录表; 7 注浆材料送检报告和合格证书; 8 注浆材料试验报告; 9 静载法、标贯实验、静力触探法、动力触探法和取样法的试验或检 测报告。2 注浆工程设计中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工注浆堵水防渗工程原始资料和成果资料清单: 1 岩土工程详细勘察报告; 2 注浆方案设计; 3 注浆施工组织设计; 4 施工单位和试验或检测单位资质证书; 5 注浆施工记录表; 6 钻孔、注浆孔施工记录表; 7 注浆材料送检报告和合格证书; 8 注浆材料检验报告; 9 检查孔岩芯柱状图; 10 检查孔压水试验成果一览表。 2 注浆工程设计中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工主要内容: 1 勘察资料和现场状况分析; 2 注浆目的和方案分析; 3 注浆方案设计-钻孔布置、注浆深度、注浆浆 液、注浆压力、注浆量、注浆设备、异常状况处理 、注浆质量检测和验收标准; 4 注浆试验 5 具体注浆参数及修正2 注浆工程设计中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工案例说明 1 相山大道六号坡 2 流星岭滑坡2 注浆工程设计中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工06-滑坡防治工程设计与施工技术规范DZ-T 0219-20062 注浆工程设计中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工2 注浆工程设计基本内容特点分析技术和艺术中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工13 注浆工程施工中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工1 施工与其它方法没有本质区别,但施工人员的经 验有重要影响3 注浆工程施工中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工测量 钻孔 制浆 注浆 结束3 注浆工程施工中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工一些施工照片3 注浆工程施工中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工相山大道六号坡4 边坡与滑坡防治注浆技术中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工滑坡要素示意图4 边坡与滑坡防治注浆技术中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工滑坡形成条件 内在因素 岩土类型 结构松软、抗剪强度和抗风化能力较低、在水的作用下其性质易发生变化的岩 土 地质构造 节理、裂隙、层理面、岩性界面、断层发育 地形地貌 斜坡、前缘 水文地质条件软化岩石、产生动水压力、软化滑动面4 边坡与滑坡防治注浆技术中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工外在因素 自然原因 地震、降雨降雪、地表水的冲刷、浸泡 人为原因 开挖坡脚 蓄水排水 堆填加载 破坏植被4 边坡与滑坡防治注浆技术中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工16 案例分析与讨论中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工16 案例分析与讨论中南大学地球科学与信息物理学院地质灾害注浆工程设计与施工16 案例分析与讨论

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