在土体、岩体两种介质中注浆时由于介质的孔隙率特征不同,在注浆压力下浆液渗过它们的方式不同。因此,两者的密度、强度、渗透性和变形性的易变以及各自因时、因地不同的性质而有不同的注浆效果。为了正确进行注浆设计与施工,就需要深入了解土体和岩体的性质,以选择合适的注浆工艺和注浆材料。
1.2 浆技术发展历程
1.2.1 注浆技术发展史
注浆技术的历史大致可分为四个阶段:原始黏土浆液阶段(1802~1857年),初级水泥浆液注浆阶段(1858~1919年),中级化学浆液注浆阶段(1920~1969年),现代注浆阶段(1969年以后)。
1802年法国人查理斯·贝里格尼在修理第厄普(Dieppe)冲刷闸时,用一块木制冲击筒装置,人工锤击方法向地层挤压黏土浆液,被称为注浆的开始。此后,法国在19世纪中叶,应用这种注浆方法对建筑物的地基进行加固。这种方法相继传人英国和埃及。从1802年到1857年期间,注浆技术处于原始萌芽阶段,注入的方法比较原始,浆液材料主要是黏土、火山灰、生石灰等简单材料。
1862年,英国的阿斯普丁研制成功硅酸盐水泥。1845年,美国沃森在一个溢洪道陡槽基础下灌注水泥砂浆。英国的基尼普尔在1856~1858年间,用水泥作为注浆材料进行了一系列试验,并获得成功,这是第一次用水泥材料注浆。1864年,巴洛利用水泥浆液在隧洞衬砌背后充填注浆并用于伦敦、巴黎地铁。1876年,美国的托马斯、霍克斯莱利用浆液下流方式向腾斯托尔水坝的岩石地基注入硅酸盐水泥浆液。1880~1905年,他们又相继研制了压缩空气和类似目前的压力注浆泵等注浆设备。同时,在法国北部和秘鲁煤矿工作的罗伊曼科斯、玻蒂埃尔等人,在涌水量大的立井施工中,用硅酸盐水泥进行注浆试验,对注浆材料的配方、注浆泵和注浆工艺做了不少改进,为现在岩层注浆技术奠定了基础。日本最早于1915年在长崎县松岛煤矿的立井施工中,采用水泥注浆。1924年为了处理旧丹那隧道的涌水事故,也使用了水泥浆液。硅酸盐水泥的发明和注浆泵的相继出现,为注浆技术的应用创造了条件。
荷兰采矿工程师尤斯登在1920年首次用水玻璃、氯化钙双液双系统压注法,被认为是应用化学注浆技术的开始。实际上,化学注浆的历史比这还要早。1884年英国的豪斯古德(Hosagood)在印度建桥时就用化学药品固砂。
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