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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