探索注浆法在现代工程中的多领域应用

一、注浆法的定义

注浆法，一种利用气压、液压或电化学原理的技术，涉及将特定可固化浆液注入各类介质中的裂隙或孔隙。其核心目的在于改善地基的物理力学特性。具体而言，该方法通过将具有凝结能力的浆液注入地层或隧道围岩，利用填充、渗透和压密等方式来排挤土颗粒间或岩石裂隙中的水分。随后，当浆液凝结后，它会使隧道围岩或土体形成一个具有优异抗渗性和较高强度的整体，从而实现堵水和加固围岩或土体的目标。

二、注浆法的功能

(1) 防渗堵水

防渗功能主要用于防止水在微细裂隙中的渗透，例如在隧道与地下工程中，混凝土衬砌裂缝和施工缝的渗水问题可以通过注浆法得到解决。此外，它还广泛应用于大坝、防堤的防渗帷幕形成，以及垃圾处理场场地基底的隔离防渗加固等方面。

堵水功能则是为了防止隧道或地下建筑发生漏水现象。在修建水下隧道时，为了克服涌水问题，可以在隧道开挖之前沿其四周钻孔，并通过注浆泵将不透水的凝胶物质注入岩层裂隙中，从而挤走裂隙中的水，堵塞地下水的通路，减少或阻止涌水流入开挖面。这不仅有助于开挖和衬砌工作的顺利进行，还能固结破碎岩层。

(2) 加固补修

注浆法还能用于地基和边坡的加固。通过注浆，可以防止地表下沉和建筑物的变形，同时也能增强边坡的稳定性，防止滑坡现象的发生。此外，对于混凝土建（构）筑物，当其结构混凝土出现裂缝时，也可以采用注浆法进行修理补强，以恢复其整体性。

三、注浆法的应用领域

注浆法在多个工程领域中发挥着重要作用。其应用广泛，涵盖了基础工程、隧道与地下工程、水利工程等多个方面。通过注浆，可以解决一系列工程问题，如防渗堵水、地基与边坡加固等。

1、隧道工程中的注浆法应用。

在隧道工程中，注浆法扮演着至关重要的角色。通过注浆，可以有效地解决隧道施工中的多种问题，如岩体加固、止水堵漏等。这不仅保障了隧道施工的安全与质量，还提高了工程的整体效益。

在矿山法隧道施工中，面对富水地段、软弱地层以及破碎岩层等复杂情况，注浆法被广泛应用于堵水和加固处理，确保施工的安全与顺利进行。

2) 在隧道施工过程中，为防止地表沉降，常采用隧道拱顶的回填注浆技术。

3) 在隧道的地中接合过程中，为确保施工安全，会形成止水保护套，以阻断地下水。

4) 盾构法隧道施工中，为控制沉降，常采用同步注浆及二次补注浆技术。

2、坝基防渗注浆技术。

3、各类塔基础的稳固增强。

4、处理基岩中的断层破碎带及软弱泥化夹层。

5、混凝土建筑物的裂缝修复与强化。

6、对高大建筑物的基础进行加固，以防止沉降。

7、在深基坑开挖时，采取措施防止基底回弹；同时，对挡土墙外侧进行防渗加固，以确保邻近构造物不会发生沉降。

8、确保边坡的稳定性，进行必要的加固措施。

9、对桥梁和道路的基础进行稳固增强，同时，对公路、铁路和机场路道的路基进行稳定加固，以保障交通的安全与顺畅。

10、对地下连续墙的接头进行防渗止水处理。

11、针对地下工程，如军事地下工程、地下停车库、地下工业厂房等，进行全面的防渗和加固工作。

注浆法在铁路、公路、水工、隧道、矿井等多个领域都有广泛的应用。国内外众多成功的工程实例证明了其有效性。例如，日本青函海底隧道和我国某大河流水下隧道都成功运用了注浆法来解决海底或河底的涌水和不良地层问题。在法国巴黎地铁隧道的修建过程中，注浆法被用来加固地层，有效防止了地面沉陷对古老历史建筑的影响。此外，我国的多条铁路隧道和公路隧道也通过注浆法克服了大断层、岩溶淤泥及泥石流等困难。北京地铁复八线工程以及后续新线工程也在注浆法的帮助下，在第四纪地层中成功完成了工程建设。近年来，我国注浆技术取得了显著发展，应用范围持续扩大。它不仅用于新建地下工程的加固和防渗，还用于处理已建成地下工程中的变形和渗漏水问题，效果显著。可以说，在现代隧道和地下工程施工中，注浆法已成为一项不可或缺的辅助工法。

四、注浆工艺流程图

注浆工艺流程图展示了注浆过程中各个环节的衔接与操作，从注浆准备到注浆实施，再到注浆完成后的质量检查，每个步骤都紧密相连，确保注浆工作的顺利进行。通过该流程图，可以清晰地了解注浆操作的每个环节，为实际施工提供有力的指导。

五、基面处理

在混凝土结构物上，将裂缝两侧剔凿成“V”形沟槽，其宽度通常设定为2至3厘米，深度则控制在1至2厘米范围内，具体尺寸可根据裂缝的实际大小进行调整。完成剔凿后，必须对沟槽进行彻底清理，以确保能够有效地封闭并观察水源。

六、钻孔

钻孔的方法可以根据施工条件选择，手工或机械均可。对于深度较浅的孔，可以采用手工或风钻进行，而对于深一些的孔，则适合使用机钻。在钻孔时，需要注意注浆孔眼的大小，它通常需要比注浆嘴的直径稍大一些，一般是大1至2毫米。

七、注浆嘴的埋设

注浆嘴的埋设是注浆施工中的关键步骤。根据不同的施工需求，可以选择不同类型的注浆嘴，如压环式、楔入式、埋入式和粘贴式。在埋设过程中，需要确保注浆嘴与孔壁紧密连接，以保证注浆效果。同时，注浆嘴的间距也是影响注浆效果的重要因素，需要根据裂缝的大小、走向以及漏水情况来合理确定。

八、封缝

封缝是混凝土裂缝注浆中不可或缺的一环。其核心目的在于预防浆液外泄，从而增强注浆压力，确保浆液能顺畅地注入裂缝深处。若封缝效果不理想，注浆工作将难以顺利展开。因此，封缝工作应在注浆嘴安装完毕后立即进行。具体来说，封缝的对象应涵盖所有可见的裂缝口，确保无一遗漏。

封缝的步骤如下：

首先，彻底清除裂缝表面的杂质和灰皮；随后，利用封缝材料对裂缝进行封闭。若缝内存在水流，需用力压住封缝材料，待其凝固后再释放压力。

九、压水（或压气）试验

压水（或压气）试验需在裂缝封闭且注浆嘴埋设达到一定强度后进行。此试验旨在检验封缝与注浆嘴的强度，若发现漏水则应及时修补。同时，它还能疏通裂缝，揭示各条裂缝与各注浆嘴之间的连通状况，从而为选定注浆参数（如凝胶时间、注浆压力和配浆量等）提供依据。

在压水试验中，采用有颜色的水便于观察裂缝的渗漏水和贯通状况，进而确定浆液的凝胶时间。浆液的凝结时间可参考压水时间来设定，而压水时间则定义为从开始压水到最远注浆嘴出现颜色水的间隔时长。需注意，压水（或压气）的压力应与注浆压力保持一致。

十、注浆

在进行了注浆量计算和压水试验后，我们可以根据试验结果和注浆过程中的浆液损失情况，来估算实际所需的配制浆液用量。通常，配浆量会稍大于实际注入的有颜色水量。

开始注浆前，务必对注浆系统进行全面的检查，确保注浆机具运行正常且管路畅通无阻。接下来，按照预定的注浆顺序进行操作。

.对于倾斜裂缝（包括垂直裂缝）的注浆，应首先从最低点的注浆嘴开始，并确保所有注浆嘴均已打开。随着注浆的进行，浆液会逐渐在裂缝中上升。当浆液升至上部相邻的第一个注浆嘴时，该注浆嘴会有浆液流出，此时应立即关闭该出浆嘴。按照此方法，随着注浆的持续进行，可以依次关闭第二个、第三个等注浆嘴。每当发现新的注浆嘴出浆时，就应及时封闭它。若最上部的注浆嘴在几个注浆嘴出浆后不再出浆，那么应重新从最低的不出浆的注浆嘴开始注浆。重复此过程，直至最上部的注浆嘴出浆，表明裂缝已完全填充，此时可以结束注浆。

特别需要注意的是，倾斜裂缝的注浆必须遵循自下而上的原则。若从上部开始注浆，由于重力作用，浆液可能会自动向下流动，导致判断困难。在靠上的注浆嘴进行注浆时，下面的注浆嘴可能都会出浆，从而无法准确判断裂缝的填充情况。因此，注浆嘴不仅用于注浆通道，还发挥着监测注浆进程和效果的重要作用。

2) 对于水平裂缝或接近水平的裂缝，由于这些裂缝的表面高程差异较小，因此在注浆过程中排气条件相对较差。为了改善排气效果并实时监控注浆进度，建议从裂缝的一端连续注浆至另一端。具体操作时，可遵循与倾斜裂缝类似的步骤：随着浆液的流动，当相邻注浆嘴出现出浆时，应立即封闭该注浆嘴。如此依次进行，直至最后一个注浆嘴出浆，此时即可结束注浆。

对于特别长的水平裂缝，也可以考虑从两端同时向中间注入浆液，但在此过程中需密切注意各注浆嘴的出浆情况。

3) 急流动水下的注浆问题

在一般的注浆流程中，我们首先会埋设注浆嘴并保持其敞开，随后使用封缝材料对缝隙进行封闭，以确保漏水能够通过短管集中引出。当封缝材料固化并达到一定强度后，我们便开始通过注浆嘴进行注浆。然而，在某些情况下，如急流中的高压力和高流速漏水，这一常规流程可能难以奏效。面对这类挑战，我们可以采取以下策略：

图-4展示了一条漏水裂缝AB，其中箭头指示了裂缝内水流的方向。B点代表漏水溢出的位置，而CD则表示注浆孔的位置，其中D点，即注浆孔与裂缝的交汇处，被称为注点。

①进行“漏水流时”测定试验，具体操作是：通过注浆孔注入带颜色的水，并测量该颜色水从D点流至B点所需的时间。

②根据所测时间，调整浆液的凝胶时间，确保其小于上述测量时间。

③若注浆孔较深，建议使用注浆管进行注浆，并在注浆孔内安装止浆塞，其位置应尽量靠近裂缝，以减少孔内占浆。

④向裂缝内注入浆液，并密切观察漏水情况的变化。若浆液凝胶时间控制得当，注浆后漏水应能迅速被堵住。

⑤在注入聚氨酯或环氧树脂时，需在结束注浆前用丙酮或其他有机溶剂将管路中的浆液顶入缝中。当管路被丙酮（或水）充满后，应立即停止注浆并关闭进浆阀门。随后，打开泄浆阀门，待管路和混合器中的浆液完全排出后，需立即清洗注浆机具。

⑥封孔与防水涂料涂抹

在确认注浆孔无渗漏水现象后，使用水泥砂浆将孔口补平并抹光。对于某些防水要求极高的工程，如人防工程、地铁车站或地下变电所等，通常会在注浆后，在渗漏部位再涂抹一层防水涂料。涂抹前需确保混凝土面干燥，且一般需涂抹2～3次。