地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工

1、 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院張 可 能2011年7月27日 長地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工提要1 概述2 注漿工程設(shè)計3 注漿工程施工4 邊坡、滑坡防治注漿技術(shù)5 地面塌陷與地面沉降注漿技術(shù)6 案例分析與討論 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工1.1 地質(zhì)災(zāi)害與注漿相關(guān)領(lǐng)域1.2 注漿技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀 1 概述 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工地質(zhì)災(zāi)害定義地質(zhì)災(zāi)害定義 地球、地質(zhì)體、地質(zhì)環(huán)

2、境在發(fā)展演化過程中，由于各種自然作用和人類活動發(fā)生變化，其產(chǎn)生的后果給人類和社會造成災(zāi)害就稱為地質(zhì)災(zāi)害。 它包括自然因素或者人為活動引發(fā)的危害人民生命和財產(chǎn)安全的山體崩塌、滑坡、泥石流、地面山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質(zhì)作用有關(guān)的災(zāi)害。1.1 地質(zhì)災(zāi)害與注漿相關(guān)領(lǐng)域 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工地質(zhì)災(zāi)害的屬性特征地質(zhì)災(zāi)害的屬性特征必然性必然性 人類活動區(qū)域日益廣泛，地殼活動始終不斷，必然有各種地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)隨機性隨機性 人類對地下活動認識有限，地質(zhì)活動周期往往很長，部分地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生有隨機性周期

3、性周期性 部分地質(zhì)災(zāi)害成因比較清楚，對其周期性有較多的認識1.1 地質(zhì)災(zāi)害與注漿相關(guān)領(lǐng)域 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工突發(fā)性突發(fā)性 突然爆發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害,火山、地震、崩落、泥石流等。漸進性漸進性 漸進發(fā)展的地質(zhì)災(zāi)害,土壤退化、地面沉降、煤層自燃等。群體性群體性 地質(zhì)災(zāi)害往往不是獨立存在的，而是彼此相互影響，反復(fù)發(fā)作多元性多元性 崩落、泥石流、滑坡、地裂縫往往同時發(fā)作1.1 地質(zhì)災(zāi)害與注漿相關(guān)領(lǐng)域 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工復(fù)發(fā)性復(fù)發(fā)性 滑坡多發(fā)區(qū)常常反復(fù)發(fā)作，例如，我國西部川藏公路沿線的古鄉(xiāng)冰川泥石流，一年內(nèi)發(fā)生70多次。區(qū)域性區(qū)域性 地

4、質(zhì)災(zāi)害受地質(zhì)體形態(tài)、自然環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展水平影響，有明顯的區(qū)域性我國的地質(zhì)災(zāi)害受我國 南北分區(qū)、東西分帶、交叉成網(wǎng) 的區(qū)域性構(gòu)造格局影響，有明顯的區(qū)域性。1.1 地質(zhì)災(zāi)害與注漿相關(guān)領(lǐng)域 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工地質(zhì)災(zāi)害分級地質(zhì)災(zāi)害分級地質(zhì)災(zāi)害按照人員傷亡、經(jīng)濟損失的大小 ,分為四個等級 :( 一 ) 特大型 : 因災(zāi)死亡 30 人以上或者直接經(jīng)濟損失1000 萬元以上的 ;( 二 ) 大型 : 因災(zāi)死亡 10 人以上 30 人以下或者直接經(jīng)濟損失 500 萬元以上 1000 萬元以下的 ;( 三 ) 中型 : 因災(zāi)死亡 3 人以上 10 人以下或者直接經(jīng)濟損失 1

5、00 萬元以上 500 萬元以下的 ;( 四 ) 小型 : 因災(zāi)死亡 3 人以下或者直接經(jīng)濟損失 100萬元以下的。1.1 地質(zhì)災(zāi)害與注漿相關(guān)領(lǐng)域 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工對于山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降地裂縫、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害問題中的滑坡、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降 ，根據(jù)不同情況，是可以用注漿技術(shù)進行填充、填充、加固加固或者作為輔助措施。輔助措施。1.1 地質(zhì)災(zāi)害與注漿相關(guān)領(lǐng)域 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工應(yīng)用范圍非常廣泛：

6、水利水利 礦山礦山 地基基礎(chǔ)地基基礎(chǔ) 隧道隧道 地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)災(zāi)害 等1.2 注漿技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀背景 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工1.2 注漿技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀背景 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工注漿材料 注漿材料發(fā)展也具有悠久歷史。目前注漿材料大體分為無機系無機系和有機系有機系兩大類。一般無機系常用水泥水泥為注漿材料，常用漿液為單液水泥漿液、水泥水玻璃漿液、水泥粘土漿液等。 以水泥為主包括添加一定量的外加劑，用水配制成漿液，采用單液方式注入，這樣的漿液稱為單液水泥漿。所謂外加劑，系指水泥的速凝劑、早強劑、塑化劑、懸浮速凝劑、早強劑、塑化劑、懸浮

7、劑等劑等，復(fù)合注漿法常用的外加劑為速凝劑。1.2 注漿技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀注漿材料 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工水泥水玻璃漿液 在水泥水玻璃漿液中，水泥漿液中加入水玻璃，有兩種作用，一種是將水玻璃作為速凝劑加入漿液中促進漿液很快凝結(jié)；另一作用是作為漿液中的組成成分，將水泥漿液和水玻璃溶液按照一定的比例，使用雙液灌漿施工方法，進行灌漿。前者水玻璃的用量少，在水泥漿液中加入一般多為水泥重量的15；后者用量較多，其具體用量根據(jù)灌注對象的情況和要求漿液應(yīng)有的性能而定。1.2 注漿技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工雙液注漿定義及其特點 雙液注漿

8、就是利用液壓及化學(xué)原理，通過雙液泵和注漿管等設(shè)備，將水泥-水玻璃漿液注入地基土體內(nèi)，以充填、滲透、擠密和（或）劈裂的方式，注入地層或縫隙內(nèi)使其擴散、膠凝或固化，以達到加固地層或防滲堵漏目的的一種注漿方式。1.2 注漿技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工雙液注漿原理雙液注漿原理 雙液化學(xué)注漿通過對淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑可塑粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土、碎石土及飽和性質(zhì)的粉砂、中細砂以及卵石的補強加固效應(yīng)可視為由滲透、劈裂擴散、填充和擠密四部分組成，漿液在壓力作用下向鉆孔周圍土體中發(fā)生滲透、劈裂、擴散。漿液包裹泥土團，漿液中水泥-水玻璃顆粒排出土顆粒孔隙

9、中的水分和空氣，并填充其空間，減小地基土體孔隙比，水泥中的硅酸二鈣發(fā)生水解和水化反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧化鈣。氫氧化鈣與水玻璃迅速發(fā)生凝固反應(yīng)，生成細分散狀的凝膠體水化硅酸鈣。凝固后，原來地基松散的土顆?；蛄严赌z結(jié)成一整體,形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、防水性能好、化學(xué)性能穩(wěn)定的人造“結(jié)石體”,從而使地基擠密，固結(jié)強度增高，達到加固地基、充填空洞、預(yù)防病害和形成固結(jié)帷幕止水帶的目的。1.2 注漿技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工注漿如何應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害防治?1.3 問題討論 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工注漿加固工程竣工資料清單：1 巖土工程詳細勘

10、察報告；2 注漿方案設(shè)計注漿方案設(shè)計；3 注漿施工組織設(shè)計；4 施工單位和試驗或檢測單位資質(zhì)證書；5 注漿施工記錄表；6 鉆孔、注漿孔施工記錄表；7 注漿材料送檢報告和合格證書；8 注漿材料試驗報告；9 靜載法、標貫實驗、靜力觸探法、動力觸探法和取樣法的試驗或檢測報告。2 注漿工程設(shè)計 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工注漿堵水防滲工程原始資料和成果資料清單：1 巖土工程詳細勘察報告；2 注漿方案設(shè)計注漿方案設(shè)計；3 注漿施工組織設(shè)計；4 施工單位和試驗或檢測單位資質(zhì)證書；5 注漿施工記錄表；6 鉆孔、注漿孔施工記錄表；7 注漿材料送檢報告和合格證書；8 注漿材料檢驗報告

11、；9 檢查孔巖芯柱狀圖；10 檢查孔壓水試驗成果一覽表。 2 注漿工程設(shè)計 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工主要內(nèi)容：1 勘察資料和現(xiàn)場狀況分析；2 注漿目的和方案分析；3 注漿方案設(shè)計-鉆孔布置、注漿深度、注漿漿液、注漿壓力、注漿量、注漿設(shè)備、異常狀況處理、注漿質(zhì)量檢測和驗收標準；4 注漿試驗5 具體注漿參數(shù)及修正2 注漿工程設(shè)計 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工案例說明1 相山大道六號坡2 流星嶺滑坡2 注漿工程設(shè)計 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工06-滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范DZ-T 0219-20062 注

12、漿工程設(shè)計 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工 2 注漿工程設(shè)計基本內(nèi)容特點分析技術(shù)和藝術(shù) 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工13 注漿工程施工 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工1 施工與其它方法沒有本質(zhì)區(qū)別，但施工人員的經(jīng)驗有重要影響3 注漿工程施工 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工測量鉆孔制漿注漿結(jié)束3 注漿工程施工 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工一些施工照片3 注漿工程施工 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工相山大道六號坡4 邊坡與滑坡防治注漿技術(shù) 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工滑坡要素示意圖滑坡要素示意圖4 邊坡與滑坡防治注漿技術(shù) 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害注漿工程設(shè)計與施工滑坡形成條件滑坡形成條件內(nèi)在因素巖土類型結(jié)構(gòu)松軟、抗剪強度和抗風(fēng)化能力較低、在水的作用下其性質(zhì)易發(fā)生變化的巖土地質(zhì)構(gòu)造節(jié)理、裂隙、層理面、巖性界面、斷層發(fā)育地形地貌斜坡、前緣水文地質(zhì)條件 軟化巖石、產(chǎn)生動水壓力、軟化滑動面4 邊坡與滑坡防治注漿技術(shù) 中南大