基于厚壁圆筒理论的袖阀管注浆开环压力计算方法及影响因素分析

目的袖阀管注浆技术已广泛应用于地层加固、路基病害治理、地铁站渗漏水处治等众多工程领域,然而袖阀管注浆的关键技术—开环压力的确定问题目前尚未有效解决。为解决此问题,方法基于厚壁圆筒理论模型,提出任意倾斜状态下袖阀管出浆口地层应力计算方法,结合第四强度准则,建立考虑多因素综合影响的袖阀管注浆开环压力理论计算公式,并进行开环压力影响因素分析。结果结果表明,袖阀管注浆开环压力随套壳料抗压强度、套壳料与土体泊松比比值、注浆深度、地层最小与最大水平主应力比值的增大而增大,随着套壳料内外半径比、套壳料与土体弹性模量比的增大而减小。套壳料抗压强度、套壳料内外半径比、注浆深度和注浆钻孔方向对开环压力的影响较显著。注浆钻孔方向对开环压力影响较大,α一定时,开环压力随β增大而减小;β一定时,开环压力随α增大而增大。将本文建立的袖阀管注浆开环压力计算公式应用于新建大冶北至阳新铁路DK107+105框架顶进涵工程,并与现有开环压力计算方法进行对比,利用本文方法计算得到的开环压力值更接近现场实测范围,并优于现有计算方法。结论研究结果可为袖阀管注浆理论发展和现场应用提供支持。

预应力钢锚管注浆锚索边坡加固力学特性

为解决传统预应力锚索在边坡支护应用中存在安全耐久性不足、加固效果有限等的问题,通过室内和现场试验研究了预应力钢锚管注浆锚索力学特性,开发了边坡复合加固方法。研究结果表明,锚索荷载-位移曲线的非线性变化特征更明显;钢锚管的加卸载刚度变化规律不一致,而锚索的加卸载刚度变化均表现为幂函数衰减的规律;钢锚管和锚索的弹性位移随荷载呈线性增长,而塑性位移随荷载呈增长幂函数变化。边坡现场工程试验结果显示,新型加固技术对于不同地质边坡均适用。对于完整地层,锚固结构受力时产生的变形较少且刚度变化不大,不可恢复变形小,边坡变形易达到稳定状态;对于破碎地层,裂隙增加了浆体渗透提高了其与岩土体的黏结强度,增加了锚固力,因而受力时变形大,刚度变化大,产生的不可恢复变形量大,相对于传统锚索支护,新型支护技术能够更好发挥不同结构间的协作。可见新加固方法可为类似工程边坡加固设计提供参考。

袖阀管注浆用套壳料配合比优化

套壳料质量的好坏是决定袖阀管注浆成功与否的关键。为确定适用于袖阀管注浆用套壳料的最优配合比,开展了水、水泥、膨润土、水玻璃等材料不同占比下的室内试验并进行套壳料微观结构分析。水灰比对套壳料抗压强度影响最显著,水灰比越大,套壳料抗压强度越小;膨润土和砂在一定程度上可以提高套壳料前期抗压强度,但对后期强度基本不产生影响;水灰比越小,套壳料初、终凝时间越短,水玻璃对缩短套壳料终凝时间更显著;膨润土含量以及砂的存在对套壳料凝结时间基本不产生影响。

袖阀管注浆技术在机场飞行区土溶洞中的应用研究

随着民航业的发展,机场选址地质越发复杂,岩溶地质问题频发,造成地基不均匀沉降或在荷载作用下产生塌陷,影响工程质量和安全性。常规地表深溶洞处理方式为强夯补强和灌注混凝土;浅溶洞常规处理方式为挖清爆后回填。为了能更好地处理填充型深土溶洞,文章提出了袖阀管注浆技术,并结合实际案例,对其进行理论分析、现场勘查和实验模拟等,发现该技术不仅能保证地基处理质量还可以避免大量土石方的挖填,具有施工方便、质量良好、工期短、经济合理等特点。

富水炭质千枚岩隧道集束水平袖阀管注浆加固施工技术

针对富水炭质千枚岩隧道在开挖过程中,炭质千枚岩遇水软化呈流塑状,导致掌子面失稳发生溜塌无法掘进的问题,本文采用一种新的注浆工艺进行止水与围岩固结。超前注浆采用前进式分段注浆、钻杆后退式分段注浆、集束水平袖阀管分段注浆相结合的注浆施工工艺。结果表明:所采用的超前注浆加固方案合理、施工安全高效,能够对该段富水炭质千枚岩地层实现有效加固,研究成果可为同类工程借鉴。

袖阀管注浆技术在管桩引孔加固中的应用分析

文中阐述了预应力高强混凝土管桩采用引孔法施工出现的问题—管桩入土深度小于引孔深度,分析了引孔后管桩入土未及孔底的原因,制定并实施对于引孔后预制管桩进行袖阀管注浆的加固处理方案。经检测结果显示,袖阀管注浆技术可有效解决引孔后管桩施工出现的此类问题,对桩底沉渣及桩周松弱土体具有显著的加固作用,可规避桩身承载力无法满足设计要求的风险。

袖阀管注浆技术在处理天然地基建筑物沉降的应用研究

以某项目作为研究对象,在进行深基坑施工时,周围邻近建筑物多,且局部建筑为天然基础,条件较为复杂,对建筑物变形控制要求高,需对建筑物周围进行提前加固。项目利用袖阀管注浆技术,以实验的方式确定了注浆的条件与参数,介绍了袖阀管注浆工法的原理,概述了该技术的施工要点。通过监测数据显示,建筑物沉降处于稳定状态,未超过监测预警值。

袖阀管注浆在富水砂层明挖隧道中的应用研究

富水砂层具有含水量大、承载力小、自稳定性差等特点,此类地质条件下明挖隧道施工难度较大。郑州市航空港区冀州路项目隧道段采用明挖法施工,项目所在地层为富水砂层,隧道下方拟建有地铁线路,为避免富水砂层对施工安全、质量的影响,采用袖阀管注浆技术对隧道地基进行处理,防止在交通荷载作用下产生沉陷及对后续地铁施工造成不利影响。工程应用结果表明,注浆后结构沉降满足要求,土层加固效果明显,为袖阀管注浆技术在类似地质条件下的推广使用提供了参考与指导。

黄土塬区高铁隧道软塑基底袖阀管注浆技术加固特性研究

袖阀管注浆技术以其造价低、净空受限小、加固效果好等优点广泛应用于沿海、沿江软基处理工程中;然而,黄土塬区高铁隧道软塑基底加固机理及静、动荷载作用下力学响应特性研究仍相对较少。依托银西铁路黄土隧道软塑基底加固实际工程项目,建立袖阀管注浆加固黄土塬区高铁隧道软塑基底数值模型,通过针对黄土地区隧道现场结果的对比分析,验证本文所建立的数值模型的准确性与可靠性;续而,着重开展静、动荷载作用下未加固地基与加固后地基的力学响应特性,并对加固效果进行对比分析。研究结果表明,仰拱中心点在袖阀管注浆加固前/后沉降值分别约为100 mm和0.18 mm;袖阀管注浆后基底极限承载力提高了67%;动荷载作用下袖阀管注浆加固后土体振动明显减弱,且随着加载幅值、加载频率、加载时间的增大而增大。

袖阀管注浆对盾构隧道抬升纠偏效果研究

为研究斜向袖阀管注浆对已发生沉降隧道的抬升纠偏效果和影响规律,利用土体体积膨胀来模拟注浆作用,基于随机介质理论和剪切错台与刚体转动协同变形模型,分别推导出了注浆引起的附加应力和隧道抬升纠偏量计算公式,并研究了不同注浆段长度、袖阀管倾斜角度和注浆段深度对隧道抬升纠偏量的影响规律。研究结果表明:由推导公式得到的规律与实测数据的规律一致,隧道中心最大抬升纠偏量仅差0.97 mm;斜向袖阀管注浆能减小上部隧道的沉降变形,中心最大纠偏量为17.83 mm,纠偏效果显著;注浆段越长,注浆纠偏效果越显著;袖阀管倾斜角度越小,纠偏效果就越显著;注浆段深度越小,越靠近隧道下方,纠偏效果就越显著。

隧道拱顶跟管注浆施工技术的研究和应用

目前国内的长大隧道施工屡创纪录,为克服各种施工难题,施工中采用更加先进的施工技术。同时在质量细节方面也会采用新技术、新材料、新工艺和新设备等辅助现场施工,保证质量和安全符合要求,但隧道二衬顶部空洞问题一直未达到理想的解决效果。隧道跟管注浆技术主要为隧道二衬拱顶空洞及局部不密实孔洞提供了有效的解决途径,通过二衬浇筑前在紧贴拱顶防水板内侧预埋纵向注浆花管及排气花管,很好的解决了二衬顶部空洞及局部孔洞的注浆问题,且可多板联合注浆,在保证了隧道衬砌质量的同时,减少了施工投入,提高效率。

海域环境断层破碎带袖阀管注浆加固技术研究

针对海域地层环境断层破碎带袖阀管注浆施工工艺,本文以左炮台站-太子湾站区间泥水盾构穿越前海域地层断层破碎带袖阀管注浆加固为例,为解决实际海域地层常规的地面袖阀管注浆面临成孔困难,套壳料施工困难,海底袖筏管注浆与海水连通,受海水侵入影响,注浆浆液在海水地层中难以凝结等问题,通过优化技术措施,调整注浆配合比等方式形成了一套可行的海域地层断层破碎带袖阀管注浆技术。可为类似工程提供良好的借鉴。

袖阀管注浆技术改性土体研究及效果评价

注浆技术作为一种有效的岩土工程施工方法,理论研究远落后于工程应用。在简要分析袖阀管注浆原理及注浆机制类型的基础上,采用岩土颗粒流程序,从微观上模拟了单孔条件下不同注浆压力对土体改性效果的影响,认为随注浆压力的提高,土体出现显著的压密效应,拉应力增加且范围扩大,并产生劈裂注浆效应,尤其是注浆孔周围土体,空间置换率较大;同时模拟了多孔状态下浆液扩散、土体压密及劈裂效应产生的过程,认为对于土体改性存在一合理的注浆压力,浆液挤压土体并在土体中产生劈裂缝,在多孔之间贯通、交叉,形成网状浆脉,土体得到整体改性。模拟结果与现场注浆试验取得了较为一致的结果,土体改性效果良好。

袖阀管注浆法加固地基技术的改进与应用

针对传统袖阀管注浆法的跑浆串浆现象以及在地基中产生明显的挤土效应问题,提出了双阀布袋袖阀管注浆法,即在常规袖阀管外套上高强纺织土工密封布袋,并在外侧固定配有阀门的塑料排水板;结合梅汕高速公路工程现场试验,探讨了双阀布袋袖阀管注浆法的应用对桥台、路基变形及孔隙水压力的影响。结果表明:双阀布袋袖阀管注浆法可以有效控制串浆跑浆现象,注浆间歇期各深度孔隙水压力消散较快,挤土影响范围可控制在6m左右且持续时间相对较短;运营期加固处理工程不宜直接设置塑料排水板。

偏压隧道洞口段坡体钢花管注浆加固效果分析

为了解决偏压隧道施作套拱初期致局部坡体滑移的问题,提出3种边坡加固方案进行对比分析,采用有限元强度折减法,建立相应的计算模型,分析3种加固方案下边坡安全系数、侧坡总位移、有效塑性应变、最大剪应变及隧道开挖的地表竖向位移值。通过对3种加固方案的对比及坡体测点的位移监测数据分析表明:对边坡施作工况3(对坡面挂网喷浆支护、坡体施作锚杆支护和局部钢花管注浆)的支护方式加固后坡体的稳定性明显优于工况1与工况2这2种坡体加固方案,工况3加固方案不仅提高了边坡的整体稳定性,而且能最大程度减小隧道开挖对地表变形的影响,在工程应用中取得了较好的经济效益与社会效益。

格构梁与锚管注浆复合结构加固裂隙岩质边坡的应用研究

格构梁与锚管注浆复合结构是治理滑坡的一种有效措施。文中系统阐述了格构梁与锚管注浆复合结构的作用机理,将锚管对格构梁的作用视为集中力作用,集中力的大小按照剩余推力法计算,将格构梁简化为受多个集中力作用的弹性地基梁,分析了格构梁的内力并计算出梁的配筋。通过现场试验,得到注浆浆液配比以及加固影响范围,并据此对常张高速公路K 129裂隙岩体边坡进行加固处理,取得了满意的结果。

莫高窟崖顶强风化层PS花管注浆加固试验研究

敦煌莫高窟崖体顶部及陡坎地带表层松散的风化堆积物,在大风条件下极易发生滚石和流砂,威胁着游人和洞窟的安全。针对以往的加固保护措施,本研究提出了PS花管注浆加固新工艺,即利用打入风化堆积层的花管将PS浆液引入一定的深度固化,形成固化柱,再对表面喷洒PS,使注浆形成的固化柱与表面加固层连成一体。现场试验表明,除花管管径外,PS溶液浓度、堆积物组分以及含水量均对PS固化半径产生重要的影响。固化半径随着PS溶液浓度增大而减小,但是在较低含水量情况下,固化半径却随着堆积物中细颗粒含量的增大而显著增大。声波测试结果表明,经过PS固化后,地层波速增大20～70%,形成的固化体强度明显增大。试验证明,PS花管注浆形成的固化柱能将表面防风化加固层连成一体,将会提高莫高窟强风化地层的加固效果。

非均匀地应力下袖阀管注浆开环压力研究及应用

基于对深厚地层套管、水泥环的理论研究,建立了非均匀地应力下套壳料力学模型进行弹性分析并推导套壳料的应力分布表达式,结合第四强度准则讨论注浆压力和侧压力系数对套壳料开环的影响。研究结果表明:袖阀管注浆开环压力小于套壳料的养护强度,随着侧压力系数的增大所需的注浆压力也增大。理论推导的袖阀管注浆开环压力和汉宜(武汉—宜昌)高速铁路施工测量数据相吻合。研究结果对完善袖阀管注浆技术和确定注浆压力有实用价值。

格构梁与锚管注浆复合结构加固裂隙岩质边坡的应用研究

格构梁与锚管注浆复合结构是治理滑坡的一种有效措施,文中系统阐述了格构梁与锚管注浆复合结构的作用机理、格构梁简化为受多个集中力作用的弹性地基梁进行计算的原理与步骤以及锚管注浆加固裂隙岩体的设计实施过程,并将其应用于常张高速公路K129边坡的治理中,取得了满意的结果,可为同类工程提供有意义的参考。

袖阀管注浆法在松散地层防渗处理中的应用

以西龙池抽水蓄能电站1号拦沙坝防渗加固处理为例,介绍了一种注浆加固松散地层的特殊施工方法—袖阀管注浆法。该方法使松散地层的土体强度与防渗效果在多次注浆后得到提高,土体与水泥凝结体结合在一起,增强整体抗滑、抗压和防渗能力。根据不同地层情况,该方法采用不同的材料,选择不同注浆参数,用一根注浆管进行注浆作业。采用此方法对松散地层基础进行防渗处理后,能够满足设计要求。此方法施工工期短、施工工艺简单、易操作、造价低,对类似坝基的防渗加固效果较好。