编者按:《注浆技术》详尽地总结了我国近几十年来注浆技术的实践经验,用大量的重要工程实例阐明了注浆技术应用的效果。本书是近几十年来比较全面地介绍注浆技术的专业书籍,作者张永成汇聚了我国煤炭、水电、冶金、铁道、交通、军事等方面从事注浆工作的专家、教授,他们在总结我国注浆技术并吸取英国、法国、德国、南非、美国、日本和苏联等国家注浆技术经验的基础上编成此书。本书可作为教学、工程施工、科研等方面的参考书。
一、序言
注浆技术从1802年法国开始应用至今已有200多年的历史。当今,注浆
技术主要应用于各类矿山工程、建筑工程、军事工程、水电工程、水利工程、
交通运输工程等。注浆技术的应用很好地解决了各类工程施工中出现的水患
松软岩石及基础工程加固等方面的难题,对保证安全施工,加快工程进度,
降低工程造价起到了重要作用。
本书详尽地总结了我国近几十年来注浆技术的实践经验,用大量的重要
工程实例阐明了注浆技术应用的效果。如在煤炭行业中,由于煤矿开采深度
的加大,立井井筒深度达1000多米,基岩上部覆盖500~600m的冲积层,20
世纪90年代末至今打的200多个立井、90多个斜井,大部分都使用了注浆堵
水及加固技术,并且在工艺上采用了冻结、注浆、凿井“三同时”工艺,保
证了立井深井安全施工,且大大加快了工程进度,井筒成井速度由原来平均
月进50~60m提高至100m左右。水电行业中的青铜峡、葛洲坝、三峡等水
电站工程均应用了注浆技术,铁路、交通行业也在许多隧道工程中采用注浆
堵水和围岩加固技术。目前,我国的注浆技术已达到国际先进水平,在注浆
工艺、设备、材料等方面都取得了突出的研究成果与专利,此时编写这样一
本全面总结注浆技术的图书是非常必要和及时的。
本书是近几十年来比较全面地介绍注浆技术的专业书籍,作者江聚了我
国煤炭、水电、冶金、铁道、交通、军事等方面从事注浆工作的专家、教授
他们在总结我国注浆技术并吸取英国、法国、德国、南非、美国、日本和苏
联等国家注浆技术经验的基础上编成此书。本书可作为教学、工程施工、科
研等方面的参考书。
最后,向本书的编审人员及为本书的编写工作提供帮助和支持的所有人员表示衷心感谢。
陈明和(原煤炭部总工程师)
二、前言
为了全面深入地总结和呈现注浆技术,推动注浆技术的不断进步,满足
广大注浆科研人员、工程技术人员和注浆施工现场的需要,我们组织了煤炭、
冶金、水电等系统的科研机构、施工企业的多位注浆专家,编写了这本《注
浆技术》。和以往相比,本书的内容是较为丰富的,既包含矿山建设时期的地面预注浆、立井工作面注浆、井巷工程后注浆、巷道注浆、高压喷射注浆等内容,
又包含矿井生产时期的工作面注浆、煤层顶底板注浆、煤壁注浆、采区边界
注浆、采空区注浆、帷幕截流注浆以及岩土岩溶堵水加固注浆等,还详细介
绍了注浆材料、各种注浆工艺以及注浆设备等,并探讨了注浆理论、注浆水
文地质以及注浆施工管理等方面的问题。为方便读者理解和运用,本书列举
了大量的注浆工程实例,这些实例来源于实践现场,我们期待它们具有指导、
借鉴和参考价值,能为读者更好地掌握注浆技术的关键和要点提供帮助。总
之,本书所集结的内容,我们力求科学、实用,使之能最大限度地满足注浆
工程从设计到施工再到质量验收的实际需要。
本书的编审工作从2009年11月份开始启动,到现在为止已有两年半时
间,经历了调研、搜集资料、编写、自审、修改、外审、再修改的复杂编审
过程。在这期间,召开了多次主编会议和审稿会议对书稿内容和质量进行审
查把关,与此同时对书稿进行了多次修改和完善,有的章节修改多达四五次
才最后成型。
本书在编写过程中,得到了主编单位、参编单位的大力支持,得到了有
关专家的无私帮助,他们提供了丰富的基础资料和宝贵的修改意见,我们还
引用和参考了同行的文献资料,在这里一并表示衷心感谢。本书的编审,
管我们做了很大的努力,付出了很多的劳动,但由于受专业知识、技术能力
工作经历和时间精力的限制,内容不免存在错误和不足,欢迎读者批评指
并不吝赐教,以便我们及时进行修正。
《注浆技术》编审委员会
三、目录
0 注浆技术概论
0.1 注浆技术的发展与进步
0.2 注浆技术创新研究
0.3 注浆材料、工艺和设备的研发
0.3.1 注浆材料
0.3.2 注浆工艺
0.3.3 注浆设备与仪器
0.3.4 注浆规范、规程和标准
0.4 注浆法分类
0.4.1 按照含水层揭露前后分类
0.4.2 按注浆采用的材料分类
0.4.3 按浆液注入工艺分类
0.4.4 按浆液在地层中产生能量的方式分类
0.4.5 按注浆工程地质条件分类
0.4.6 按注浆目的分类
0.5 注浆技术研究内涵
0.5.1 工程地质和水文地质调查
0.5.2 室内配方试验和模型试验
0.5.3 注浆现场工业性试验
1 注浆理论探讨
1.1 概述
1.2 浆液的流变理论
1.2.1 流变性分类
1.2.2 黏性流体
1.2.3 塑性流体
1.2.4 黏性变流体
1.2.5 浆液流态
1.2.6 黏度
1.3 化学注浆概论
1.3.1 岩土注浆渗流机理
1.3.2 地下水对浆液扩散过程的影响
1.3.3 化学浆液对黏土渗透性能的影响
1.3.4 浆液在低渗透介质中的渗透规律
1.4 岩(土)体渗透注浆理论
1.4.1 孔隙土体渗透注浆理论
1.4.2 岩体裂隙渗透注浆
1.4.3 悬浊型浆液在岩土中的渗流
1.4.4 渗透注浆研究评述
1.5 压密注浆原理
1.5.1 压密注浆的浆液
1.5.2 压密注浆的加固作用
1.6 劈裂注浆原理
1.6.1 劈裂注浆的三个阶段
1.6.2 压密注浆与劈裂注浆的关系
1.7 电动化学注浆原理
1.7.1 电渗原理
1.7.2 电化学效应
1.7.3 电渗固结原理
2 注浆水文地质工作
2.1 井筒检查孔
2.2 井筒工作面钻孔涌水量测定与计算
2.3 竖井井筒涌水量测定与计算
2.3.1 抽水试验方法
2.3.2 渗透系数计算
2.3.3 井(孔)排水影响半径计算
2.3.4 井筒涌水量计算
2.4 流量测井
2.4.1 混合抽水流量测井法
2.4.2 流量测井涌水量计算
2.5 钻孔涌水量计算曲线方程法
2.5.1 曲线类型判别
2.5.2 求a、b系数
2.5.3 求井筒涌水量
2.5.4 井径换算
2.6 矿井水患复矿排水试验的水量计算
2.6.1 浮标测流法
2.6.2 水泵排量法
2.6.3 井巷容积法
2.6.4 淹没容积法
……
3 注浆材料概述
4 颗粒性注浆材料
5 无颗粒性注浆材料
6 立井地面预注浆
7 立井工作面注浆
8 巷道注浆
9 井巷工程后注浆
10 矿区帷幕截流注浆
11 高压喷射注浆
12 岩土岩溶堵水加固注浆
13 采区注浆
14 钻机与钻具
15 注浆泵与止浆塞
16 注浆工程配套设备
17 注浆技术在水利、建筑等工程中的应用
18 注浆工程管理与监督
四、著者简介
张永成,教授级高级工程师,曾任北京建井研究所所长,国家发明奖评审委员会工程建设专业组委员,中国煤炭学会理事等,目前从事矿山井巷工程施工规程的修改工作。负责组织领导并参加我国第一台竖井大型钻机ZZS-1型的试验研究工作,1969年在淮北朔里矿钻凿风井,取得成功,填补了国内应用钻井法凿井的空白。担任天津钻井机、太湖钻井机、ND-1型上海大钻机、BZ-1型钻井机等的总体设计。获得“煤炭部特等奖”等多项奖励。参加两淮会战,与其他单位一道负责研究并解决了400m以内冻结法凿井与500m以内钻井法凿井的几十项关键技术问题。长期从事钻井法凿井、冻结法凿井、注浆工程、堵水、降水等特殊凿井方法的试验研究工作。曾赴德国讲学,在许多国际会议上发表过论文,参加编辑《井巷施工手册》《建井工程手册》《立井经验汇编》,译有《立井注浆技术》并发表论文数十篇。
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