《砂层注浆理论与实践/中国隧道及地下工程修建关键技术研究书系》以地下工程常见的不良地质松散砂层为研究对象，以保障地下工程安全建设为目标，全面系统地对砂层注浆扩散及加固理论进行研究与总结，辅以模拟试验等手段加以验证，最终建立一套完整的砂层注浆理论体系，为相关研究与设计提供依据。
　　《砂层注浆理论与实践/中国隧道及地下工程修建关键技术研究书系》共分8章，主要内容包括概论、砂层物理力学特性及浆液基本性能、砂层注浆模式划分、砂层渗透注浆扩散理论、砂层注浆渗滤效应研究、砂层劈裂一压密注浆扩散理论、砂层注浆加固理论，以及相关工程案例分析。
　　《砂层注浆理论与实践/中国隧道及地下工程修建关键技术研究书系》可供从事地铁及地下工程、防灾减灾工程的相关专业人员、工程设计人员阅渎，也可供高等院校广大师生学习与参考。

的，主要对浆液在地层中的流动过程、被注介质变形过程进行分析，建立浆液扩散半径与注浆 参数、浆液流变参数之间的定量关系，用以指导注浆工程的设计和施工。目前，国内外学者在 渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆等扩散理论和机理研究方面均取得了一定进展，建立了一系列 注浆扩散理论模型。 （1）渗透注浆扩散理论 渗透注浆的基本假设为被注介质骨架不因浆液扩散作用而发生改变，在此基础上，相关学 者首先以浆液为牛顿流体的基础上研究了球形扩散理论、柱形扩散理论等，推导出了注浆扩散 半径、浆液流量和浆液压力之间的关系。在渗透注浆理论发展过程中，逐渐引入了浆液黏度时 变性、非牛顿流体本构模型等因素，使得渗透注浆理论的适用范围不断增加。比如在广义达西 定律及球形扩散理论模型的基础上，推导出了宾汉体及幂律流体浆液在砂土中进行渗透注浆 时有效扩散半径的计算公式，再或者基于宾汉体浆液的流变方程与流体黏度时变性方程，建立 了黏度时变性宾汉体浆液的流变方程与渗流运动方程，也有人在假定注浆浆液为黏度时变性 流体且浆液沿半球面扩散的前提下，应用达西定律得到了浆液扩散半径及对管片产生的压力的 计算式。随着研究的深入，渗滤效应逐渐被认识到是渗透注浆过程中不可忽视的影响过程。因 此，考虑动水影响效果、渗滤效应等因素，逐渐成为渗透注浆扩散理论的新的思路及合理的方向。 （2）劈裂注浆扩散理论 劈裂注浆过程是浆液在注浆压力作用下劈开王体并使劈裂通道不断扩展的过程，在劈裂 通道形成后浆液在劈裂通道内由注浆孔不断向起劈位置运移。目前，有关劈裂注浆扩散过程 的理论研究相对较少，相关学者通过试验研究证明劈裂注浆是一个先压密后劈裂的过程，浆液 在土体中的扩散流动可分为三个阶段一一鼓泡压密阶段、劈裂流动阶段、被动土压力阶段，进 而获得了劈裂注浆过程中注浆压力随时间增长规律与地层空隙率、超孔隙水压力的关系。在 研究初期很多研究成果基于平板窄缝模型对劈裂注浆扩散过程进行了研究，或者基于宾汉流 体本构模型，将劈裂通道假设为一条一次性生成的裂缝，建立了劈裂注浆扩散理论模型。随着 研究发展，也有学者在幂律型浆液平板窄缝流动模型的基础上，推导出了劈裂注浆时注浆参数 可最大扩散半径的计算公式。但是以上对于劈裂注浆的理论研究多假设注浆过程中一次劈裂 形成足够长的劈裂缝，而忽略了劈裂通道扩展的动态过程，更没有考虑浆液流动与被注介质应 力的耦合效应在劈裂通道扩展中的作用。注浆起劈压力方面，大部分研究是从被注介质起劈 时的介质破坏模式方面对劈裂注浆进行了研究，通过水力劈裂理论，基于霍克一布朗Hoek Brown强度准则确定Ⅱ型和复合型裂纹发生劈裂时的临界水头压力，并以此作为裂隙岩体劈 裂注浆的起劈压力，或者通过模型试验手段研究了多次劈裂注浆过程中浆液扩散规律，来揭示 注浆过程中地层应力场的反应特征。 （3）压密注浆扩散理论 在压密注浆的概念被提出时，压密注浆指的是浆液从注浆孔口进入地层后在注浆孔周围 不断积聚，并压密注浆孔附近的地层，以达到提升地层力学性能的目的。首先，对于压密注浆 理论的研究，很多学者基于柱孔扩张理论，研究压滤效应对压密注浆的影响，或者在考虑滤出 水渗流和土体弹性变形耦合的基础上，推导出考虑压滤效应时饱和黏土压密注浆柱孔扩张的 控制方程，研究压密注浆影响范围、超孔隙水压力消散及地层抬升效应，进而给出了各自的近 似求解公式。其次，室内试验方面，部分研究人员已开展了黏土中压密注浆及劈裂注浆室内模

拟试验，通过试验发现在黏主注浆中压滤效应贯穿于整个注浆过程。以上压密注浆理论单纯 研究注浆孔孔口范围内的地层压密过程，实际上，劈裂注浆过程中随时伴随着劈裂通道两侧地 层的压密过程，通过对劈裂通道两侧地层的压密，可有效提升通道两侧被压密地层的各项性能 指标，但是目前对于劈裂通道两侧地层的压密过程及压密效果还未见系统性的成果

1.2.3渗滤效应 （1）表层渗滤效应 有关表层渗滤的研究，相关学者首先从浆液的可注性方面入手，证实了浆液悬浮颗粒粒径 与被注介质骨架粒径对表层渗滤效应的影响，得出了悬浮颗粒粒径与被注介质粒径比值的临 界值为0.008。当比值小于0.008时，可以忽略表层渗滤效应的影响，浆液可较好地注人被注 介质；而当比值大于0.008时，表层渗滤效应将较为明显，渗滤系数和悬浮颗粒粒径与被注介 贡骨架粒径的比值呈线性关系，在此研究基础上，又进行了不同水泥基材料在不同试验装置下 的表层渗滤效应的研究，得出裂隙可注人的极限开度为75μm；对于表层渗虑影响因素的研究 也在继续，研究者找到了悬浮颗粒粒径、介质孔率、介质孔隙直径对手表层渗虑的影响，当悬 浮颗粒粒径远小于孔隙直径时，表层渗滤效应对颗粒滤出的影响将减弱，但介质骨架对悬浮颗 粒的吸附阻拦将增强；后对可发生变形的土骨架进行了渗透注浆试验研究，通过综合考多孔 介质骨架的形变、浆液悬浮颗粒的滞留滤出、浆液运移过程中的稀释而建立了理论模型，逐渐 揭示了悬浮颗粒在多孔介质中滤出的作用机理。 （2）深层渗滤效应 国内学者多借助室内试验的方法研究深层渗虑效应的影响。一是对相关试验装置进行了 改良及研发，比如研制了气压控制式注浆试样制备装置，进行高围压和高渗压差条件下的化学 注浆固砂体的渗透试验，并提出了化学注浆固砂体的孔径结构分类及其孔喉简化模型，获得了 化学浆液在半胶结砂岩柱中的扩散规律、化学注浆固砂体的孔隙结构与渗透性的关系；进行了 高压封闭条件下砂层化学注浆模拟试验，建立了高压环境下浆液在砂层中运移扩散的宏观及 微观数学模型。二是在不同的粒径和渗流速度条件下进行了悬浮颗粒的室内土柱试验，确定 了渗流速度存在临界值，大于该临界值时渗流速度变化率对悬浮颗粒迁移的影响很小，但当渗 流速度小于该临界值时则粒径对深层渗滤效应的影响就越明显。另外，在理论研究方面的，现 有文献已在浆液可注性判据的基础上，建立了球孔扩散条件下的水泥浆渗滤模型及运移模型， 研究了不同注浆时间和不同水灰比条件下深层渗滤效应对注浆加固的影响等。 国外学者一是通过室内土柱试验发现大的悬浮颗粒的迁移速度要大于小颗粒的迁移速 度，证实了悬浮颗粒迁移过程中的大小排除效应。二是从理论上角度方面，基于质量守恒方程 及浆液运移的网状模型，提出了多孔介质对颗粒型浆液的深层渗滤效应，基于质量守恒方程 定量评价了深层渗滤效应下多孔介质孔隙率、水泥浆液浓度与时间的关系，基于动态方程及线 性滤过定律，研究了悬浮颗粒在多孔介质内的滤出滞留机理，得到了特定条件下的渗滤系数试 验值。三是建立新的模型，比如建立了饱和砂土介质注浆模型，研究了0.7MPa注浆压力下硅 胶在饱和砂土介质中的扩散机制，或者考感了浆液的运移、弥散以及多孔介质骨架的形变，提 出了深层渗滤效应下颗粒型浆液渗透的宏观模型。四是通过有限元数值模拟，研究了水泥悬 浮液在砂土介质内做平行流时的运移扩散，证实了深层渗滤效应明显影响水泥颗粒的迁移

阻燃标准1.2.4注浆加固理论

渗流压力场特征等。大量的模拟试验研究发现，多孔介质的渗透率、孔隙率及迁曲度是决定惯 生系数β的关键因素，因此有学者通过数值模拟得到了惯性系数β定量关系式，分析了β值对 非达西渗流场非线性现象的影响规律，并成功再现了含断层煤层开采时底板裂隙产生、断层活 化及突水通道发展的全过程，揭示了采矿扰动及水压驱动下完整底板由隔水层变为突水通道 的演化机制。 随着数值模拟的不断发展，相关学者基于库仑剪切模型，以接触面单元代表断层上、下盘 的接触状态，分别模拟了工作面从上盘向断层回采及从下盘向断层回采的过程，研究了断层接 融面上应力的时空演化机理：利用快速拉格朗日有限差分法，研究了管棚注浆对围岩应力场 位移场的影响，定量分析了管棚注浆法的加固治理效果：采用联合网络模型对岩体三维不连续 面进行了仿真模拟。研究表明，各类仿真软件可以较为精确地反映不同工况下被注介质的注 浆过程，因此模拟手段在研究注浆加固机理方面具有较大的适用性

1.3.1现有注浆材料类型

应用较厂泛的无机类注浆材料以普通水泥浆类、水泥黏土类、水泥一水玻璃浆液类等为 主，较常用的有机类注浆材料包括酚醛树脂类、聚氨酯类、环氧树脂及丙烯酸盐类等材料。 1.3.2注浆材料发展及应用 注浆材料的发展推动着注浆技术的发展，注浆材料研究是注浆技术发展的必然选择，也是 注浆技术质变的关键因素。自19世纪初，注浆技术开始被用于工程建设过程中，其发展历史 已有200多年，注浆技术每个阶段的标志性发展都体现在注浆材料的突破与发展。 近年来，对注浆材料的选型、创新、工程适用性及性价比等方面提出了越来越高的要求 国内外学者及工程师针对工程现场需求，在注浆材料科学研究与工程应用方面开展了大量研 究工作。 普通硅酸盐水泥最早在1838年的波兰应用于注浆材料，并成功地应用于法国格鲁布斯 Grosbois）大坝裂隙中，起到了很好的防渗加固作用。随着普通硅酸盐水泥注浆材料的发展 成熟，各国科学家对其进行了更加深入的研究，成功将砂、碎石及黏土等掺人水泥原料制成新 型浆材，并应用到水库溢洪道基础和坝基砂砾石加固工程中。近年来，针对地下工程富水破碎 君体注浆材料孔隙留存率低、管线变形反应敏感等技术难题，相关学者利用水泥基材料抗分散 能力强、凝胶速度可控等优势，研究出富水破碎岩土体封堵及加固的新型硫铝酸盐水泥基材 料，并开展了富水破碎岩体注浆模拟试验，浆液扩散效果及注浆加固效果良好，并成功应用于

1.4地下工程注浆控制方法

（1）注浆过程控制 富水砂层灾害防治是一个动态的过程，注浆过程控制是确保治理效果最为核心的因素 生富水砂层灾害注浆控制研究中，对注浆过程进行控制可以把浆控制在所要治理的范围内 并且控制浆液达到注浆要求。传统的注浆控制方法主要有定量控制法和定压控制法，即分别 以注浆量和注浆压力为注浆结束评判标准，当注浆量或注浆压力达到设计值时，认为已达到有 加固，注浆结束。注浆是地下隐蔽工程，涉及因素较多，很难直观地对注浆过程进行控制，也 没有相关完善、统一的理论来进行指导，急需开展相应的精确化注浆控制理论与方法研究，以 实现有效注浆加固的目的。 （2）注浆加固体性能计算方法及注浆效果评估 富水砂层注浆后由于浆液留存方式的不同导致注浆加固体各向异性明显，对于注浆加固 本力学参数的计算方法研究是定量化描述注浆效能的基础，但是目前这方面的研究尚属空白， 注浆效果评估是采用一定的方法手段对影响注浆效果的各个要素进行评估分析，由于注浆工

程的隐蔽性特点，需要借助水力学现场试验和多种物探方法对注浆加固效果进行检测，国内外 学者多采用透水性检测、声波检测、地质雷达方法、钻孔检查法、注浆量分析法、检查孔法进行 效果评价。注浆加固性能描述及注浆效果评估方面自前国内外还没有一个统一的注浆质量描 还方法及有效的评价方法体系，仍有待于进一步研究。 本书主要致力于明确砂层注浆中的浆液运移扩散模式的划分，研究浆液运移规律及加固 机理，最终实现对砂土层的注浆加固，为隧道开挖及修建提供一个安全的施工环境。本书以 砂层注浆加固机理与实践”为主线，将各章衔接起来，有“面”有“点”，希望可以为砂层注浆 究和实践提供有益的参考

我国砂土层地域性分布特征主要为：甘宁冀内蒙古主要分布砂黄土，闽东南沿海主要分布 每岸沉积砂，华北平原、松辽平原及长江三角洲等地区存在数十米至数百米厚的第四系砾砂 泥砂及黏土沉积.内陆河流沿岸、废弃古河道主要分布沉积河砂。因此，基础设施建设过程中 会不可避免地遭遇涌水溃砂、边坡滑塌、结构失稳等砂土层地质灾害，但相应的地质灾害发生 条件、灾变演化机理及灾害处治体系尚有不足，工程建设中由于无法制定科学化、精细化、准确 化的预警措施及处治方案，因而灾害的发生给我国造成了巨大的经济损失和人员伤亡，由于第 四系砂土层具有结构松散破碎、自稳定性差、承载能力低、富水性强、易受扰动等特点，成为滨 海城市隧道修建过程中涌水溃砂灾害主要的地质灾害源。 本章首先针对被注介质，即富水砂层物理力学性质展开研究，以青岛地区地铁修建穿越的 典型砂层地段为例，通过室内土工力学试验对其砂层各项性能参数展开测试工作，详细分析室 内土工试验得到的结果，讨论其对于注浆工程的影响。紧接着对注入介质，即浆液进行科学合 理的分类，讨论其各项流体特性，从而为后续的注浆设计工作提供参数依据

2.1砂层物理力学性质我

天然密度是指砂层单位体积的质量，是砂层的基本物理性质指标之一，它综合 质组成和结构特征。砂的天然密度按下式计算，精确至10kg/m：

式中：Po—表观密度，g/cm； Pw——水的密度，1000g/cm； G烘干试样的质量，g； G,一试样、水及容量瓶的总质量，g； Gz水及容量瓶的总质量，g； 采用环刀法对四种典型地层的天然密 粗砂（试样2）、中~粗砂层（试样3）以及含

砂土体天然密度测试结果

式中：W一含水率，%； G一铝盒质量，名； G一一烘干前铝盒质量和试样质量，g； G2一烘干后铝盒质量和试样质量，g。 原砂的含泥量多少对砂土体的强度、渗透性、流动性等都有很大的影响。黏土的存在，会 显著提高砂层本身较低的黏聚力，同时也会因为亲水矿物使得砂层内部出现结合水而不易排 出，通常采用冲洗法进行测定。 含泥量计算公式如下：

砂土体天然含水率及含泥量测试结果

第2章砂层物理力学特性及浆液基本性食

二 m×100% m

从颗粒大小分布曲线可以看出，试样4淤泥中~粗砂层各粒径分布较不均匀，颗粒直径为 1~10mm的粒径占了总质量的75.6%，不均匀系数与曲率系数均较小，分别为6.2、0.93；试样 7含中~粗砂层颗粒粒径分布也较不均匀不均匀系数与曲率系数分别为7.4、0.88；试样12 含黏性土粗～砾砂层级配较好，各粒径砂土分布均匀，无论是不均勾系数还是曲率系数都明显 高于试样4和试样7的砂，不均匀系数为26.2，曲率系数为0.95。 此外，在涉及有关渗滤效应的研究时，往往需要界定一个可以宏观上界定砂颗粒分布状态 的指标，因而也可以采取计算其细度模数M.的方法。其表示方式为

式中：AA2A3A4vAsAg4.75mm2.36mm1.18mm、600μm.300μm、150μm筛的累积筛 余百分率

砂层自身性质对浆液可注性的影响体现在砂层骨架所形成的孔隙尺寸及孔隙结构，砂层 的孔隙尺寸及空隙结构主要由砂层颗粒级配指标确定，一般而言，浆液的可注性由被注介质颗 粒孔隙直径与注入浆液颗粒之比确定。因而，相同条件下，砂层颗粒粒径越天，其所形成的孔 相应也越大，更有利于浆液进行渗透扩散。 2.1.5压缩性测试 固结试验的目的是测定各层位砂土体在各级垂直荷载作用下产生的变形，计算出各级荷 载下相应的孔隙比，最终确定各层位砂土体的压缩系数和压缩模量，以最终评价其压缩性的高 氏。而砂（土）的压缩性又与浆液以劈裂及压密的方式在砂（土）层中扩散的过程直接相关 砂层的压缩性指标通常采用压缩系数及压缩模量进行衡量，确定方法分别为：

验的自的是测定各层位砂主体在各级垂直荷载作用下产生的变形，计算出各统 孔隙比，最终确定各层位砂土体的压缩系数和压缩模量，以最终评价其压缩性白 ）的压缩性又与浆液以劈裂及压密的方式在砂（土）层中扩散的过程直接相 生指标通常采用压缩系数及压缩模量进行衡量，确定方法分别为：

第2章砂层物理力学特性及浆液基本性能

2.1.6 渗透系数测试

持性是指水在土中渗透时水的渗透流速与水力梯度之间的关系，是土体的重享 内渗透试验有“常水头法”和“变水头法”两种。前者适用于测定透水性大的码 于渗透系数很小的黏性土。考虑到砂层中仍含有部分黏土及淤泥质，对典型均

砂层的渗透系数越大，浆液进人砂层就越容易，即使是颗粒型浆液例如水泥浆液，也更容 易进人到砂层中进行注浆加固。因此，一般而言，砂层的渗透系数越大，砂层可注性就越好，注 浆加固效果也越好。 根据以上对各主要岩土层的室内力学参数试验，得到了各典型砂层的岩土层的主要物理 力学参数。综合分析，各砂层的含水率较高，在18.7%~28.6%，孔隙比为0.46~0.72，处于 较密实状态，通过压缩系数与压缩模量参数分析可知，除试样1中~细砂层属于低压缩性土层 外，其他砂层试样均属于中等压缩性土层，内摩擦角及黏聚力均较高，试样4黏性土粗~砾砂 层的内摩擦角与黏聚力最大，级配最好

2.1.7抗剪强度测试

第2章 学特性及实液基本性

抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，也是评价隧道围岩稳定性以及计算王层承 载力的重要指标，一般用内摩擦角和黏聚力c两个指标进行描述。隧道开挖过程中，地表建 构）筑物的安全和稳定以及洞内围岩的稳定性与岩土体的抗剪强度直接相关。因此，开展地 铁隧道砂土体前后抗剪强度的变化规律研究，对避免地表建筑物破坏、保证隧道安全开挖均具 有极强的指导意义。

详直剪试验抗剪强度测

2.2国内主要地铁城市砂层物理力学性质统计分

青岛地区各主要砂土层物理力学参数统计（平）

国内主要地铁城市砂层物理力学性质统计表

第2章 砂层物理力学特性及浆液基本性食

除被注介质即砂层的物理力学特性外，浆液的基本性能也会直接影响浆液的注入效果 自前存在的注浆材料种类繁多，按浆液所处的状态可分为真溶液、悬浮液和乳化液；按工艺性 质可分为单浆液和双浆液：按浆液颗粒可分为粒状浆液和化学浆液按浆液主剂性质可分为无 机系列、有机系列和近年兴起的通过有机物对无机注浆材料进行改性而得到的新型注浆材料 本书主要采用分散系粒径分类 分散系是指一种或几种物质分散在另一种介质中所形成的体系。被分散的物质称为分散 相，而连续介质称为分散介质。按分散相质点的大小不同可将分散系分为三类，这三类分散系 对应着三种不同的浆液类型。 2.3.1颗粒型浆液 颗粒型浆液对应着粗分散系。其粒子的线形大小在100nm以上，用肉眼或普通显微镜即 可观察到。由于其颗粒较大，能阻止光线通过，因而外观上是浑浊、不透明的，且易受重力影响 而自动沉降，因此不稳定。常见的颗粒型浆液主要是水泥浆，其在注浆工程领域应用最广，普 适性最强。包括普通硅酸盐水泥浆材，超细硅酸盐水泥浆材和硅粉水泥浆材等，一般用于固 结、雌幕灌浆以防渗补强以及基础加固等等。但颗粒型浆液由于其本质为两相介质，因而容易 在外界结构或压力作用时产生两种介质的分层和离析效果，即在工程上常表现为渗滤效应 因此，在使用颗粒型浆液进行注浆设计一定要考虑到渗滤效应对于浆液扩散距离的影响 2.3.2凝胶型浆液 凝胶型浆液对应着胶体分散系。胶体分散系即胶体溶液，其粒子的线形大小在1， 100nm，属于这一类分散系的有溶胶和高分子化合物溶液。由于胶体粒子比低分子分散系的 分散相粒子大，而比粗分散系的分散相粒子小，外观上胶体溶液浑浊，用肉眼或普通显微镜均 不能辨别。高分子物质（如纤维素、蛋白质、橡胶以及许多合成高聚物）在适当的溶剂中溶解 虽可形成真溶液，但它们的分子量很大，因此表现出的许多性质（如溶液的黏度、电导等）与低 分子真溶液有所不同，而在某些方面（如分子大小）却有类似于溶胶的性质，所以高分子溶液 直被纳入胶体化学进行讨论。 凝胶型浆液一般具有凝结时间短、浆液致密黏稠、动水下不易分散、结石体强度高等特性 司时由于其一般表现出显著的非牛顿流体效果，对于水的驱替效应较好，因而特别适用于高 压、大流量下地下结构的堵漏与加固工作。常见的凝胶型浆液有膨润土灌浆浆材、纳米水泥浆 材、水泥水氯化钙浆材。此外，凝胶型浆液还可用于泥浆护壁，基岩、围岩与坡岩加固。 2.3.3溶液型浆液 溶液型浆液对应着低分子（或离子）分散系。其粒子的线形大小在1nm以下，因分散相

型浆液对应着低分子（或离子）分散系。其粒子的线形大小在1nm以下，因分散 能阻止光线通过，所以溶液是透明的。这种溶液极稳定，无论放置多久，分散相 力作用而下沉，不会从溶液中分离出来

常用注浆加固浆材理化特性表

密度是指浆液中物质的质量与其体积的比，即 p=m/V 式中：m——物质质量，g； V一浆液体积，cm。 浆液重度

随着浆液密度变大，浆液的流动性变差，在砂层注浆时易发生浆液堵塞。浆液的密度越 小，浆液的填充率越高。这是因为浆液密度过大，在砂层注浆时，注入浆液达到一定量之后 会限制出浆口的注人，此时注浆速率会显著下降，注浆压力明显提升，不利于浆液在砂层的 注入

不同浆液浓度的表示方式是不同的，下面分别介绍儿种常用的浓度表示方 （1）百分比浓度 般浆液的浓度用百分比浓度来表示，表达式为：

第2章砂层物理力学特性及浆液基本性能

分比浓度=（溶质质量/浆液质量）×100

农度是在该浆液所有组分混合后，在凝胶前测完。如果凝胶时间太快，可对A 后按其在配方中用量多少计算。 和浆液密度可以换算。故浆液浓度对砂层注浆的影响效果如同上节分析

是量度浆液黏滞力大小的物理量，它表示浆液在流动时由于相邻之间流动速 内摩擦力的一种指标。内摩擦力t与沿接触面法线方向n的速度梯度dv/dn成 身的性质有关，而与接触面的压力无关，即

的关系。但在工程上，常用锥形漏斗，测量一定浆量从漏斗流出的时间长短，来表示浆液 黏度。 浆液黏度还有运动黏度

式中：U一一运动黏度，m/s。 注浆过程中浆液的黏度是随时间增大的，也就是浆液具有黏度时变性。浆液的黏度越大， 浆液的扩散距离就越小，因为浆液黏度越大，其在砂层扩散遇到的摩擦阻力越大，浆液的可注 性就越差。所以为实现注浆效果，浆液的黏度不能过大。 2.4.5初终凝时间 凝胶时间，是指化学浆液从全部成分混合至凝胶体形成的一段时间，凝胶时间再细分可 分为： 初凝时间一一浆液凝胶至部分失去塑性所经历的时间 终凝时间一一浆液凝胶体已达到最终固有的性质，化学反应已终止 化学浆液凝胶时间可用凝胶时间测定仪测定。 凝结时间，是指水泥浆液水化反应所需的时间。由于水化反应缓慢，水泥浆液的凝结时间 较长，水泥浆的凝结时间可用试锥稠度仪测定。 注浆过程中，当希望浆液渗透或者扩散半径（或距离）足够远时，要求浆液的凝结时间要 长一些。当地下水运动时，为了防止浆液过分稀释或被冲走，要求浆液在注入过程中速凝。另 外，在加固过程中，为了减少瞬时沉降，也希望缩短水泥浆也的凝结时间。浆液的凝胶时间和 凝结时间可以通过改变浆液组合比例或加入外加剂来调节

浆液的稳定性是针对悬浊型浆液而言的，是指浆液在其流动速度减慢及完全静止后其均 可性变化的快慢。它是搅拌好的浆液在停止搅拌和流动后，其继续保持原有分散度和流动时 间。维持的时间越长，稳定性越好：时间越短，稳定性越差。 稳定性测定方法是将刚搅拌均匀的浆液倒入特制的量筒中，静置24h后测量上半部与下 半部浆液的相对密度，算出差值。其差值即稳定性 反映稳定性的另一个指标是浆液的初始析水速率V。，用斯托克斯公式近似表示为：

式中：V 颗粒下沉速度，cm/s； 重力加速度，cm/s； Po—球形颗粒的密度，g/cm; dR水泥颗粒的直径建筑节能，cm; u一浆液黏度系数，Pa·s。 颗粒的初始析水速率（颗粒的下沉速度）越小，稳定性越好。初始析水速率越大，稳定性

越差。 不稳定浆液的颗粒沉淀分层将引起机具管路和地层孔隙的堵塞，严重时会造成注浆过程 过早结束。注浆结束后，颗粒的沉淀分层使浆液在垂直方向上密度发生变化，使浆体的均匀性 变差，结石率减小，上部形成空洞，因此在选用悬浊液时一定要考虑浆液的稳定性

越差。 不稳定浆液的颗粒沉淀分层将引起机具管路和地层孔隙的堵塞，严重时会造成注浆过程 过早结束。注浆结束后，颗粒的沉淀分层使浆液在垂直方向上密度发生变化，使浆体的均性 变差，结石率减小，上部形成空洞，因此在选用悬浊液时一定要考虑浆液的稳定性

对于水泥浆液来说，砂层的可注性及注浆压力的大小是决定砂层注浆扩散加固模式的最 主要的两个因素，砂层可注性决定了浆液能否以渗透形式进入砂层内部孔隙，而注浆压力决定 了浆液是否能克服地应力及砂层的黏聚力使浆液以劈裂浆脉形式进行扩散

3.1砂层注浆模式划分依据

电力标准3.1.1 砂层可注性