灌浆(精选7篇)
采用充填灌浆封堵输水涵洞渗漏通道,分别从输水涵洞内外侧进行充填灌浆。在涵洞两侧分别布置一排灌浆孔,孔间距3.0m,深入涵洞底部2.0m,从坝顶进行灌浆。在涵洞内侧每隔3m设一个灌浆断面,每个断面设6个灌浆孔,洞顶及洞底中心及两侧各布置一孔,从涵洞内侧进行灌浆(水泥浆)。灌浆压力2×104Pa~4×104Pa,灌浆材料采用水泥粘土浆。
输水涵洞充填灌浆施工方法和技术要求如下:
1、制浆土料采用粉质粘土,其粘粒含量为20~45%,粉粒含量40%~70%,砂粒含量小于10%。制浆前,应先将土料过筛,去掉大于15 cm的石子和土块。泥浆密度在1.3~1.6g /cm3之间,按照“先用稀浆,后用浓浆”的原则控制泥浆浓度。
2、为防止孔口坍塌,在灌浆前,用套管打入孔口以下3~4m以保护孔口。灌浆应采用孔底注浆的方法,使泥浆由孔底翻向全孔。灌浆压力应小于50KPa之间。泥浆密度在1.3~1.4g/cm3之间。随后,视吃浆量的大小改变灌浆压力和泥浆浓度。灌浆时,应察看灌浆孔附近的坝顶、上下游坝坡有无漏浆、冒浆、开裂、串浆、塌陷和隆起等不良现象,发现问题应及时采取措施。
3、灌浆后,由于泥浆的排水固结,孔内泥浆会发生体缩,因此必须进行复灌,复灌宜采用浓度较大的泥浆。复灌要在7天以后进行。
4、终灌标准:在各孔无压的情况下反复不小于3次的轮灌,待孔内泥浆面基本上不再下降时,即可灌终。
1帷幕灌浆与充填灌浆概述
水库工程施工是大规模石堆体, 在透水性、渗流稳定性、强度、承载能力、压缩变形能力等性能方面要求较高, 特别是水库坝体灌注施工中, 必须做好坝体的防渗处理。而我国目前针对水库沙砾石坝体施工处理工艺中, 常使用的坝体施工处理工艺主要有帷幕灌浆工艺、粘性土截水槽、混凝土防渗墙和充填灌浆工艺等措施。
1.1 水库坝体的灌浆施工工艺
灌浆施工工艺流程包括:钻孔→清孔→灌浆→封孔。在灌浆施工中, 各个步骤紧密相连, 互相制约。如何在灌浆前期做好准备工作, 对浆液的性能、施工的水压比和灌浆的施工质量进行控制, 是目前我国水库坝体灌浆施工所要解决的重点问题。特别是对灌浆标准的审定, 一直是业内讨论的焦点。目前, 在我国水库坝体灌浆施工中, 常用的有帷幕灌浆和充填灌浆两种施工工艺。
灌浆施工的主要技术指标:①钻孔:孔深、孔段和终孔按照国家相关标准控制;②灌浆压力:设计灌浆压力一般按不小于1.5倍坝前水头设计;③浆液:严格控制水泥、砂浆的性能, 并按设计的水灰比进行灌浆;④灌浆施工方法:按分序加密的原则, 采用“小口径、孔口封闭、自上而下、孔内循环、高压灌浆”施工工艺;⑤结束标准:在设计压力下, 1~3段注入率小于0.4 L/min、以下各段小于1.0 L/min, 延续灌注时间不少于90 min;⑥灌浆合格标准:灌浆质量合格标准q≤1.0 Lu, 合格率应达90%以上。
水库坝体的帷幕灌浆施工工艺凭借适应性强, 施工灵活多变、施工效果良好等优点, 在水库坝体施工中得到广泛的应用。帷幕灌浆法是在水库地基和坝体的岩石或砂砾石中建筑的防渗帷幕工程。帷幕灌浆施工工艺一直是水工建筑物防渗处理的重要手段之一。
水库坝体的充填灌浆主要用于水库大坝这个庞大的石堆积实体, 充填灌浆的目的主要是对大坝堆石体内部孔隙灌浆, 从而提升溢流坝基底的应力, 促使坝体整体抗滑稳定性, 加强坝基防渗堵漏的能力, 浆液在自重和规定压力作用下, 填充坝体的空隙, 将其充实, 从而达到增强水库坝体整体稳定的目的。
1.2 水库坝体灌浆中出现的问题及措施
在我国水库坝体灌浆施工中, 经常出现诸多施工问题, 特别是灌浆施工中, 经常出现灌注串浆 (漏浆) 、断浆、涌水等问题。
1) 灌注串浆问题。
在水库坝体帷幕或充填灌注过程中, 施工人员对砂浆的浓度控制力度不足, 易造成在灌浆工序中浆体浓度不均。通常采用浆液加浓、降压等灌注措施, 当灌浆过程中的吸浆率出现改变时, 逐步提升灌浆的压力。倘若灌注中出现串浆, 必须起出栓塞, 待清扫孔后, 才能继续灌浆施工。
2) 灌浆的中断事故。
由于非人为的情况突然停电、泵输的灌浆机械故障、器材等问题出现而使连续施工的灌浆工序被迫中断, 应尽快恢复灌浆施工, 确保灌浆施工工序的顺利进行, 防止不连续灌浆导致灌浆柱的断裂等事故的发生。在恢复正常施工时, 应从稀浆开始灌浆施工, 慢慢增加灌浆的注入浓度, 直至中断前的灌浆浓度为宜;若灌浆恢复后的吸浆率减少很多, 则说明裂隙口被堵, 应综合分析成因, 起出栓塞开展扫孔工作, 然后再灌浆。
3) 灌浆的冒浆问题。
在灌浆过程中, 时常发生坝体表面出现冒浆的现象, 很大可能是由于钻孔过程中产生的漏洞或裂缝造成的, 应及时查明原因, 调控灌浆的工序, 避免带来严重的事故。
4) 特大灌浆量的问题。
在一般水库坝体灌浆施工中, 施工周期一般是在1~3 h之内, 灌注量应小于100~200 kg/min。其原因可能是地基地质情况复杂或坝体地基存在裂缝等问题, 通常采取进一步降低灌浆的压力, 并时刻控制或限制灌浆的吸浆率, 以减少浆液在缝隙里的流动速度, 促使砂浆沉积, 及时封堵通道或裂缝。
5) 涌水。
在水库坝体灌浆中, 时常出现涌水现象, 主要原因是由于坝基岩体裂隙在四周水库水压力作用下, 致使压力对灌注产生反作用, 削弱灌浆的注入压力, 从而产生涌水现象。对钻孔涌水问题, 施工人员常采用在涌水部位, 增加灌浆的孔深, 并改单排帷幕为双排帷幕, 增加灌浆的钻孔数量, 及时提高灌浆的注入压力, 并提高灌浆结束的标准。施工经验证明, 通过上述施工处理后, 涌水孔段灌浆涌水现象消失, 灌浆施工有序进行。
1.3 水库坝体灌浆的材质
水库坝体的灌浆施工采用的基础料主要是水泥、砂等建筑材料。在水库灌浆施工中, 对水泥的性能要求较高, 并根据灌浆的目标和水质的侵蚀作用等综合测试进行设计施工。水泥必须有生产厂家的检验合格证和进场验收报告, 并对不同的水泥品种进行抽检验质, 灌浆用水泥的性能必须符合GB175的标准规定。灌浆用水必须符合拌制混凝土的用水要求。原则上, 水泥灌浆一般使用纯水泥浆液, 根据施工需要, 通过现场灌浆进行试验, 并对灌浆液加入掺合料, 确保灌浆液的性能和品质。
2水库坝体帷幕灌浆与充填灌浆施工工艺
在水库坝体的灌浆施工工艺中, 必须严格控制灌浆施工的质量控制, 特别是加强灌浆施工工序和施工质量的控制, 尤其是控制钻孔的位置和深度, 并对灌浆的建筑材料进行严格的审查, 确保施工质量和品质;同时控制灌浆施工的质量, 严格执行国家水库坝体灌浆的施工规范和标准, 并严格按照规范工序施工, 确保施工的有序展开。施工中的主要控制工序:①钻孔时应严格控制平稳度, 确保钻孔的深度和垂直度;②制浆时要保证浆液配比科学、适宜, 充分搅拌, 并保证在存放期限内灌注;③灌浆应严格按照国家有关灌浆施工的技术规范和施工设计要求, 确保灌浆的施工质量。
在水库坝体灌浆工程施工中, 施工单位应将施工质量全过程纳入到项目管理中。由工程技术人员对工程实施进度和质量进行管理, 全过程负责并制定现场质量管理规程和技术管理制度以及施工工艺技术、质量、安全等措施, 并由工程项目经理负责落实和执行。质量管理的目标是为了确保工程质量争创优良, 促使水库坝体灌浆工艺实施效果和总体质量。对水库坝体的施工材料, 必须严把质量关, 确保施工材料的质量和性能参数的良好。加强施工质量监督和检查工作, 制定行之有效的施工现场管理制度和质量监控制度, 做到灌浆施工全过程质量控制;采用先进的质量监控仪器, 实时监控钻探的孔洞、深度和灌注的深度、流量和质量, 并保证灌浆施工的连续性, 加强灌注施工的监控力度和施工质量, 并及时出具施工报告;在施工中应加强员工的质量和安全教育, 增强施工人员的质量意识, 并积极配合开展工程全过程监理, 确保水库坝体灌浆的施工质量。
3结语
随着国家对水库建设的重视及其后续安全、生态影响的重视, 对水库坝体的灌浆施工显得尤为重要。国家出台相关法律规范, 对水库坝体的灌浆施工进行规范和监管, 并进行强制性的约束, 增加施工单位的准入门槛和资质能力。对帷幕灌浆和充填灌浆两种使用普遍、技术成熟的灌浆工艺, 积极引入先进的施工和管理理念, 增强灌浆施工的质量和工作效率。同时, 强化灌浆材料的管理, 做到从基础上控制坝体施工的质量, 为水库区域城镇经济的快速发展提供安全保障和资源。
摘要:目前, 依托江河等地理优势的城市发展迅猛, 为保护城区的安全, 沿河流域堤坝和水库坝体起到关键的作用。而对坝体的施工, 特别是关键的灌浆施工, 受到社会各界的广泛关注。文章主要对水库坝体帷幕灌浆和充填灌浆的技术进行阐述;对灌浆施工中的通病进行简要的分析;并对类似的水库坝体灌浆技术提出建议, 以期有利于我国水库坝体灌浆施工的规范化、科学化。
关键词:水库坝体,帷幕灌浆,充填灌浆,问题及建议
参考文献
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【关键词】固结灌浆;帷幕灌浆;坝基;处理;应用
随着我国国民经济的发展,科学技术的进步,人们的生产生活与电力系统的关系日益密切,对电力系统运行的安全性和可靠性提出了更高的要求。因此,人们在水电站的施工建设的过程中,使用固结灌溉和帷幕灌溉这两种方式来对水电站的坝基进行处理,以提高水电站的质量。固结灌溉主要是针对水电站建设过程中所涉及到的岩石的整体性和均质性进行处理的,固结灌溉可以能够增加岩石所具备的的抗压强度和弹性模量,大大降低岩石发生变形或者是不均匀沉陷的几率。帷幕灌溉主要是针对水电站坝基中的渗水问题进行处理的,在坝基中设置一个防渗用的帷幕,从而有效的阻止或者是降低地下水向下渗透,以保障水工建筑物的正常运行,提高水电站运行的可靠性和稳定性。
1.习水县大合水电站工程的概述
我省的习水县大合水电站大坝工程是由进水口、拦河大坝以及引水隧洞等几个部分共同组成的,拦河大坝属于碾压砼重力坝的一种,坝顶高程是633.50m,坝顶的轴线距离是122.00m,最大坝高的距离为32.50m,这里所说的最大坝高距离并不包括齿槽的深度距离,在大坝上设置溢流表孔的数量是3个,溢流与堰顶之间的距离为3.00m,溢流表孔的宽度为6.00m。如果河流处于枯水期的话,河水面的高程距离是618.00mm,河水面的宽度在20-40m这个范围内,水深可达到2-5m。河谷的断面呈现出“V”字形,大坝的两岸地形较为陡峭,坝基和坝的两岸主要是砂岩层状,中间还夹杂着泥岩和泥质粉砂验等物质。
2.固结灌浆与帷幕灌浆在坝基处理中的应用
2.1灌浆工程量
此次工程施工包括很多方面,有隧道、大坝等方面灌浆施工工程,工程量涵盖620m的坝基固结灌浆、150m的洞内帷幕灌浆、770m的洞外帷幕灌浆。
2.2坝基施工布置
灌浆工程的安排可以依据工程施工的特点来进行施工布置。通过供风系统为隧道开挖和坝基开挖供风,并利用水泵来为坝基开挖供水,从离施工工地近的变压器接线,以用来供给建坝基所用的电。在坝基施工过程中产生的废水和废浆先用排水沟将其排到集水坑里进行沉淀,沉淀后,再用排污泵抽到施工区域以外即可。而对于岩芯以及坝基施工所产生的废渣等是需要人工将其集中后,再利用车辆进行运输,将它们运到指定的地点进行处理。全部灌浆需要根据所用的水泥液来进行集中制浆站的布置,再架设上管道用以输送,但是对输送管道的距离有明确的规定,不得大于200m。在制浆站里需要设置20m2的水泥库一个,普通的砂浆搅拌机200L左右的1台,高速搅拌机200L左右的1台;制浆站里还需要在输浆管道和灌浆工作面之间设置 100mm的输浆干管, 100mm的输浆干管上需要与 25mm的输浆短管相连接,有利于浆液可以在最短的时间内运输到各个灌浆机组。
在大坝坝基施工的过程中,需要先使用固结灌浆的技术,然后再使用帷幕灌浆技术。如果在大坝的坝基中,砼压重体已经达到了2米左右,这时就需要使用固结灌浆技术了,现将固结灌浆所用的周边孔钻出,然后再钻中间孔。该工程在帷幕灌浆与固结灌浆施工完成后,再进行钻孔灌浆技术的施工。帷幕灌浆与固结灌浆都需要按照对其进行加密处理。帷幕灌浆所使用的灌浆孔分为三序加密,并严格按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顺序进行施工;固结灌浆则需要按照二次序孔加密的方法进行加密。固结灌浆与帷幕灌浆都是在基础砼层的强度已经达到50%时,才能进行这两项技术的施工,帷幕灌浆孔应该先对坝体砼和基层接触段处的灌浆施工,然后再进行下段次的灌浆施工。
3.灌浆技术的施工方法
3.1钻孔
在钻孔时,需要使用机钻进行全部钻孔的施工,一般情况下,都是使用轻型回转钻机、金刚石钻机以及硬质合金钻机等钻机进行施工。浅孔就不需要使用岩芯进行钻孔,可以通过冲击回转钻机进行钻孔的施工。
3.2灌浆
帷幕灌浆可以使用自上而下或者是自下而上的方法进行灌浆施工,灌浆接触段可以设置成2m,其余的段设置成5m为一个阶段进行施工,如果碰到特殊情况的话,可以根据施工现场的实际情况,对段进行适当的增减,但是不能超过10m。在岩基段进行固结灌浆孔的施工,孔之间的距离不得小于6m,使用全孔一次灌浆的方法进行;超过6m时,需要在监理人的指示下或者是和帷幕灌浆施工方法一致的施工方法进行。进行帷幕灌浆施工时,需要使用孔内循环方式的分级升压方式进行施工,在距离灌浆段底部0.5m处塞上灌浆塞,防止漏浆现象的出现。固结灌浆是通过孔内循环或者是纯压的方式进行施工。
自上而下的灌浆施工工艺流程如图一所示:
图一 自上而下的灌浆施工工艺流程
自下而上的灌浆施工工艺流程如图二所示:
图二 自下而上的灌浆施工工艺流程
3.3冲洗
灌浆孔在进行灌浆施工之前,需要对孔壁和裂隙进行冲洗,并且要到清洗水变清为止,一直持续10分钟左右就可以亭子,冲洗可以使用压水冲洗和风水联合冲洗两种方法进行。如果是单控冲洗时间不得少于30分钟,如果是孔与孔之间是串联的,则冲洗时间不得少于2个小时。灌浆孔或者是灌浆段在进行完裂隙冲洗之后,需要接着进行灌浆施工。在使用风水联合冲洗施工时,具备一定压力的风、水两个管道既可以同时与单管相接入,又可以分别与单管相连接,接入到孔底结束,孔口可以通过阀门进行控制,以此来控制孔口的开合程度,并向孔内交替传输水、风,孔内或者是缝隙内的杂物就可以随着风与水的混合体就可以流出来了,流出的水变清澈之后,时间再持续10分钟就可以结束灌浆孔的冲洗。
3.4压水试验
孔内冲洗结束之后,就可以对灌浆孔进行压水试验了,可以通过“简易压水”、“五点法”以及“单点法”等三种方式进行压水试验。压水试验时所用的压力是灌浆压力的五分之四左右,当该值比1MPa大时,就按1MPa进行。等压水试验进行20分钟之后,间隔5分钟就需要对压水流量的数值进行读取,最后读取的流量值可以作为计算流量使用,并将计算结果用透水率进行表示。通过五点法以及单点法这两种方式进行压水试验时,需要按照标准SL62-94中的附录A进行。
在帷幕灌浆的过程中,需要对灌浆孔自上而下进行分段的压水试验,并根据施工图纸上标注的方法进行。其他孔内的各个灌浆段可以先使用简易压水试验。如果想对孔进行检查,那么就得使用五点法压水试验。
在进行固结灌浆时,当进行到灌浆之前,就需要根据帷幕灌浆中的要求,进行简易的压水试验,并对钻孔内的耗浆情况进行计算,并对成果资料进行分析,在固结灌浆中,检查孔的数量应该占到整个固结灌浆孔总数的5%以上。
在进行压水试验之前,需要对灌浆孔内的稳定水位进行观测,如果孔的内部出现漏水,则还需要对孔内的漏水量进行测量。
压水试验的计算公式:
如果是通过单点法进行灌浆孔的压水试验,则可以通过下面的公式进行计算:q=Q/PL
公式中,Q——压入水的流量L/min;
P——进行压水试验的段中的全压MPa;
L——压水试验段的长度;
p——透水率Lu。
如果是通过五点法进行灌浆孔的压水试验,则可以通过下面的公式进行计算:q=Q/PL,只不过这个公式需要求出透水率的值,然后再根据各个阶段得到的压水试验的资料,将P与Q之间的曲线绘制出来,以供确定P与Q的曲线类型使用。
3.5灌浆材料
在坝基的灌浆施工中,通常都是使用普通的硅酸盐水泥或者是硅酸盐大坝水泥进行施工,水泥的标号是425#,与坝体接触并用来进行灌浆的水泥标号是525#,在大坝施工中,一定要保证使用的水泥质量。进行灌浆时所使用的水的温度,一定要保持在40℃以下,在水泥浆液中掺砂与粉煤灰时,它们的粒径要保持在2mm以下,细度模数要在2以下,粉煤灰的级别要在Ⅲ级,这些物质的掺入量必须要得到监理工作人员的认可。
3.6钻孔灌浆设备
一般情况下,坝基的钻孔都是使用XY—2PC型的轻型回转钻机,为了加快钻孔灌浆的施工进度,如果钻孔是一个浅孔且不需要取芯的钻孔,就可以使用XU150型号的冲击回转钻机进行施工。灌浆设备通常情况下,都是型号为35/100、100/100的灌浆机,每台灌浆机都有与之配套的高速和普通两种类型的搅拌机。
4.结语
综上所述,固结灌浆和帷幕灌浆已经成为坝基处理中的最主要施工手段,有利于提高坝基的施工质量,延长水工建筑物的使用寿命。只有严格按照固结灌浆和帷幕灌浆的操作标准进行,才能有效的避免质量事故的发生,只有在认真操作和熟练掌握原理、方法的前提条件下,才能更好地运用固结灌浆和帷幕灌浆。
【参考文献】
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一、工程概况:
××小区工程1#-4#楼框架结构,楼板为现浇混凝土结构板,由于诸多原因造成楼板出现一条贯穿裂缝及一条表面裂缝,裂缝小于1mm采用直接封闭的方法处理,为了保证结构的使用性不出现渗漏水现象,顺利交付业主使用,我项目部积极进行整改,特编制此裂缝灌浆施工方案。e
二、自动压力灌浆技术处理方案:
自动压力灌浆技术是混凝土裂缝灌浆领域包括材料、机具、施工的一项综合补强技术。该技术研制了可对混凝土微细裂缝进行自动压力灌浆的新型机具和适应各种形态裂缝修复的灌浆树脂、配套材料,提供了混凝土缺损维修的聚合物浆液,并对裂缝成因和微细裂缝注入理论进行了分析,通过深固加固技术大量工程实践,总结制定了一套自动压力灌浆操作细则和质量保证体系,为建筑物的维修补强改造提供了有价值的技术途径和实施手段!
三、灌浆施工工艺流程总体如下:
表面清洁处理—封缝—埋设灌浆嘴—准备灌浆泵—试压—配制灌浆材料—灌浆—检验及表面处理。
1、清理裂缝:(1)清除裂缝表面的灰尘及杂物。
(2)剔除缝口表面的松散杂物,用气压为0.2MPa以上的压缩空气清除槽内浮尘。
2、埋设灌浆嘴: 清缝处理后,钻设灌浆嘴,灌浆嘴的间距沿缝长依缝的宽窄以35~40cm为宜,原则上宽缝可稀、窄缝可密,但每一条裂缝至少须各有一个进浆孔和排气孔。
3、封缝:对压浆区域的裂缝,无论缝宽大小,原则上都应同时封闭,以防裂缝相互贯通而跑气跑胶。
4、密封检查(气检):封缝材料固化后,沿缝涂刷一层肥皂水,并从灌浆嘴中通入气压0.2MPa的压缩空气,检查缝的密封效果。对漏气部位进行补封处理。
5、灌浆:(1)灌浆材料配制:根据现场施工的实际情况,进行化学灌浆的配置,灌浆材料均由双组分组成,在使用前需根据现场条件及使用要求由试验确定适宜的配比。实际施工时,按照配比将甲乙组分混合在一起,用搅拌器搅拌均匀后即可使用。一般情况下,灌浆材料配制后宜在二个小时内用完,故配制材料以一次性用量为宜。
(2)灌浆工艺:启灌之前,先接通管道,打开所有灌浆嘴上阀门,用气压为0.2MPa以上的压缩空气将管道及裂缝吹干净。灌浆顺序自上而下,由一端向另一端依次连续进行。灌浆压力以0.2~0.4MPa为宜,压力逐渐升高,防止骤然加压使裂缝扩大。
6、灌注操作程序:(1)接通管道;(2)将配制好的胶浆注入灌浆罐;(3)打开储气瓶阀门,调节压力;(4)打开灌浆罐通向灌浆嘴的阀门;(5)待相邻灌浆嘴冒浆后关闭此嘴的阀门,以下依次进行;(6)当出浆率小于0.1L/min时,持压5~10min后,即可停止该缝的压浆,关闭压浆嘴阀门。进行灌浆封闭的缝要进行取芯抽样或开孔内窥镜检查,以保证灌浆封闭质量。
7、宽度小于0.10mm的裂缝进行封闭处理方案: 对于宽度小于0.10mm的裂缝,无论其裂缝大小,在进行裂缝的灌浆过程时,一并封闭,不需要做处理。对外表颜色较深的原封缝物均要清除干净,重新采用107胶或801建筑胶水泥浆(混白水泥)刮抹,要求颜色与原混凝土表面颜色相近,外观平整。对于裂缝较多,可布置工作面的现场,可采用气泵-灌浆罐进行灌浆。对于裂缝不多,或工作面较小的情况下,可采用便携式灌浆泵进行灌浆。
8.主要材料:
自动低压灌浆器,灌浆树脂,快干封缝胶,其它材料。
四、施工关键技术措施: 1)根据水溶聚氨酯进浆特性和施工经验,若要达到满意的灌浆效果:裂缝宽度在0.5mm以上,设置灌浆咀的距离应在0.5m左右;裂缝宽度在0.4mm~0.5mm,灌浆孔距0.4m左右;裂缝宽度0.3mm~0.4mm,灌浆孔距0.3m左右;裂缝宽度在0.3mm以下,灌浆孔距0.2m左右。裂缝越窄,越容易堵塞,灌浆咀的孔距就应该越小。还需注意灌浆咀应设在缝隙明显且较宽的部位。在裂缝上安装的灌浆咀,多数是用于观察裂缝是否通畅、灌浆是否顺利。一旦某个灌浆咀不出浆,就要立即进行检查,分析原因、找出对策进行处理。否则就可能造成裂缝内的聚胺脂弹性体不连续,影响防渗效果。固定灌浆嘴的作用是灌浆和便于观察灌浆效果。灌浆嘴应固定在设计好的灌浆孔位置并采用骑缝的方式安装灌浆咀,裂缝尖灭处及断开、分岔部位应加密。当裂缝为干燥表面,灌浆咀采用钻孔法固定,使灌浆咀能承受一定压力。要保证孔眼与裂缝畅通,灌浆嘴不松动。
2)通气试验的目的是为了了解灌浆孔与裂缝是否通畅,检查封缝是否有效,确定可否灌浆。以不大于设定灌浆的压力气体充入裂缝中,详细观察每个灌浆孔的通畅情况:封闭后的裂缝是否漏气,周边混凝土是否有漏气孔。
3)根据裂缝的缝宽估计可灌程度,配制适宜的浆液。浆材配制时应置于容器中,用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌用容器内及搅拌器具不得有油污及杂质。应根据裂缝宽度、环境温度决定浆材的每次拌合量,并严格控制浆液不得长时间暴露在空气中。
4)按由下而上的顺序进行灌浆。灌浆过程中,应保持工作压力在0.1 ~0.3mPa,当灌到最后一个灌浆嘴时,应适当加大压力迸浆。迸浆期间应观察是否还在进浆,灌浆结束标准以不吸浆为原则,如果吸浆率小于0.01升/分钟,应维持至少10分钟,可做为结束标准,停止灌浆。要求进浆均匀,计量准确,计录详细无误。
××项目部
如果岩溶的深度超过50m时,我们会将这种岩溶地区称之为深层岩溶。因此,在进行深层岩溶的基础施工过程中,采用高压旋喷灌浆技术并不会对深层岩溶地区的基础灌浆起到较大的作用,使得灌浆工作面临着巨大的挑战。因此,针对这一问题,施工人员要根据现场实际的施工情况,必须采取快速有效的解决对策,选择出更好更快的基础灌浆方法,施工人员可以利用传统的灌浆方法来对岩溶地区周围土层进行灌浆,这样,当水泥浆渗入到深层岩溶中时,就会对填充物进行挤压,在这种挤压作用下,填充物会与水泥浆很好的融合在一起,并且逐渐硬化。
1.2混凝土裂缝灌浆技术深层岩溶地区实施基础灌浆
众所周知,混凝土裂缝是一种常见的质量危害,严重影响了水利工程的正常运行。而对于混凝土裂缝的灌浆技术,一般比较常见的是化学灌浆方法,通过利用压浆等机械设备,将水泥浆灌入到混凝土裂缝中,使其能够均需流入到混凝土缝隙中,在化学作用下,水泥浆将会逐渐凝固成形,从而达到良好的抗渗效果,确保水利工程项目整体的施工质量。
2针对吸浆加大的水利工程的灌注方法
一般情况下,在实际的水利工程建设中,会对岩缝中的灌浆时间进行严格的控制,这是因为水泥的用量是有规定的,不能太多,也不能够太少,施工人员会根据现场岩缝面积的.大小来确定最终的水泥用量。所以,对于一些吸浆能力比较强的岩缝,施工人员会采取普通的灌浆方法。然而,也有部分岩缝会出现大量吸浆的现场,从而导致现有的水泥用量无法充分满足实际的需求,大大影响了吸浆灌注工作的质量。因此,针对这一问题,施工人员必须事前做好一切的准备措施,一定发生问题,就要及时采取相对的解决方案,从而促进水利工程施工的顺利开展。
3灌浆施工技术在严重漏水的情况下使用
现在,很多的水利工程建设中,普遍存在基础严重漏水的问题,而出现这种现象的主要原因是由于水利工程所选的建设位置不正确,大多数施工单位都会在可溶性岩石地区进行水利工程的建设,这样不仅无法真正发挥灌浆技术的重要作用,还大大增加了水利工程建设的成本费用。因此,本文具体归纳了以下两种对基础处理的灌浆方法:
3.1采用模袋灌浆的处理方法
采用模袋灌浆处理方法是因为模袋具备较强的耐磨能力,施工人员可以在膜袋中装有适量的水泥砂浆,并对模袋进行挤压,这时,模袋中的水泥砂浆中的水分就会流出,剩下水泥和沙土,这样有利于砂浆的快速凝固,并且在模袋的限制下,沙土也不会流失掉,还能够起到理想的阻塞效果。采用模袋灌浆的施工方案如。
3.2采用填充级配料进行处理
如果选择填充级配料处理方法时,需要特别注意砾石的大小,一旦砾石没有起到较大的作用时,就要选择其他性能较高的填充级配料,一般会采用的是水泥冲灌级配料,这种材料能够形成一个较强的反过滤层,可以对杂质进行很好的过滤,并且,充分保留了砾石和沙土。其次,施工人员要根据实际的施工需要来确定材料的使用数量,从而避免不必要的浪费。
4结束语
1材料与方法
1.1材料
供试品种有上育397(S)和绥粳3号(Y)。
1.2方法
1.2.1试验设计2002-2003年在黑龙江八一农垦大学科研 所防雨棚 中进行2a盆栽控水 试验。供试土壤为草甸白浆土,速效氮203.43mg·kg-1, 速效磷76.88mg·kg-1,速效钾353.00mg·kg-1, 有机质81.80 mg·kg-1,pH7.05。在抽穗后1~ 30d进行控水 处理,试验设4个处理,SCK: 0kPa(有水层),S控水:-65~ -60kPa,YCK: 0kPa(有水层),Y控水:-65~ -60kPa。根据情况对于控水的处理应该提前2~3d停止浇水, 以达到控水要求。每日7∶30、9∶30、11∶30、13∶30及16∶30时3~5次读表,根据处理要求及时补水,大约每降5kPa需浇水50mL左右,浇水后大约10~20 min表值降回 控水要求,并记录浇 水量。
4月5日浸种,4月12日播种(水9L·m-2,可溶性育苗专用肥60g·m-2,移栽灵2mL·m-2,三者混匀喷施苗盘),4月21日出苗,秧田管理正常进行,5月26日进行移 栽,每盆3穴,选叶龄均 为3.1~3.5的秧苗,均匀分布。6月4日施分蘖肥尿素0.40g·盆-1(60kg·hm-2)。6月23日施调节肥硫酸铵0.24g·盆-1(37.5kg·hm-2)。7月4日施穗肥尿素0.19g·盆-1(30kg·hm-2)。开始控水时安装负压式土壤湿度计,安装时陶头中部离土表10cm,在土表湿度计管的周围用泥将缝隙塞严,以免影响试验效果。
1.2.2测定项目及方法从每个处理中选具有代表性的植株8穴,调查穗数、穗粒数和结实率, 测定千粒重,实收测产。将上部3个一次枝梗上的籽粒划分为优势粒,下部3个一次枝梗上所有二次枝梗上的籽粒划分为劣势粒,摘下每穗中的优势粒和劣势粒,调查优势粒和劣势粒结实率,测定千粒重。
在抽穗时将同日始花、生长整齐一致的稻穗挂牌标记80个,开花到成熟每隔5天取标记穗, 共取样6次。分别摘下优势粒和劣势粒,剔除空粒,然后去壳称实粒重。参照朱庆森等[3]方法应用Richards方程W =A/(1+Be-Kt)1/N对两个粒位的籽粒灌浆过程进行拟合,计算导出相关灌浆参数及各次级参数,式中A为最终生长量、B为初值参数、K为生长速率参数、N为形状参数,W为生长量,t为开花后天数;各次级参数包括R2为决定系数,R0为起始生 长势、Vmax为最大灌 浆速率、t-Vmax为达最大灌浆速率时间、T99为有效灌浆时间(达到最终粒重99%的时间)、Va为平均灌浆速率。将灌浆过 程分为3个阶段,分别为前 期(0~t1)、中期(t1~t2)和后期(t2~t99),令t的二阶导数为零,求出各时期灌浆持续时间(T)、平均灌浆速率(MGR)和贡献率(RGC)。
2结果与分析
2.1持续控水对水稻产量和构成因素的影响
从表1可以看出,与CK比较,灌浆结实期持续-65~-60kPa控水对两品种经济产量没有显著影响,对产量构成四要素穗数、穗粒数、千粒重和结实率也没有显著影响,对两品种优势粒和劣势粒千粒重也没有显著影响;但从结实率看,无论控水与否,结实率都较低,并且优势粒结实率明显低于劣势粒,表明这两个品种在花器官形成期发生了障碍性冷害,对优势粒结实率影响显著大于劣势粒;从两个品种来看Y品种结实率相对较低,表明Y品种对低 温敏感,灌浆结实 期持续 -65~ -60kPa控水提高 了Y品种优势 粒结实率。
同列中数据不同小写字母表示在 5% 水平上差异显著 。 Different lowercases indicate significant difference at 0.05level.
2.2持续控水对水稻灌浆特征的影响
2.2.1籽粒增重动态和灌浆速率两个品种不同部位的籽粒增重在两个拐点之间差别较大,持续控水使上育397(s)劣势粒和绥粳3号优势粒籽粒增重曲线的形状发生一些变化,但籽粒增重的模拟方程和决定系数表明(数据未列出),两品种不同部位籽粒灌浆的所有模拟方程决定系数在0.991 5以上,均较大,说明不同控水条件下水稻不同部位籽粒的灌浆过程可用Richards模型描述。
由图1可知,灌浆结实期控水对两个品种不同部位籽粒增重的影响程度不同。与CK比较, 上育397控水处理的劣势粒灌浆受到显著抑制, 在花后12~18d出现一个 明显的缓 慢增重期, 优、劣势粒间差距加大。这6d中,CK优势粒和劣势粒百粒重分别增加40.76%和32.42%,控水处理百粒重分别增加38.45%和16.72%。绥粳3号控水处理不 同部位籽 粒增重与 上育397不同,在花后12~18d未出现缓慢增重期,但优势粒增重变缓,优、劣势粒间差距变小,CK优势粒和劣势粒百粒重分别增加36.87%和47.05%,控水处理百粒重分别增加34.00%和35.69%。因此在11~20d籽粒体积快速增大的主要时期,控水处理对上育397劣势粒的影响较大,对绥粳3号劣势粒的影响相对较小。
从图2可以看出,灌浆结实期控水处理对两个品种不同粒位籽粒灌浆速率的影响不同。控水处理明显影响了上育397劣势粒灌浆速率,使劣势粒双峰曲线间的低谷变得更低,这表明当优势粒快速灌浆时劣势粒灌浆速率降低的更大。抽穗后18d时CK优势粒和劣势粒灌浆速率分别为0.118、0.053g·(100粒·d)-1,控水处理 分别为0.105、0.024g·(100粒·d)-1,降低幅度 分别为11.0%和54.7%,控水后劣势粒的降低幅度明显大于优势粒,这主要是由于控水处理加剧了灌浆中期优、劣势粒间营养竞争的矛盾,使处于竞争弱势的劣势粒灌浆明显受到抑制。绥粳3号抽穗后18d时CK优势粒和 劣势粒灌 浆速率分 别为0.116、0.084g·(100粒·d)-1,控水处理 分别为0.090、0.056g·(100粒·d)-1,降低幅度 分别为22.4%和33.3%,控水后优势粒和劣势粒降低幅度相差不大。因此控水处理对上育397劣势粒灌浆速率的影响较大,对绥粳3号劣势粒的影响相对较小。
2.2.2籽粒灌浆特征参数由表2可以看出,S、 Y品种优、劣势粒CK的形状参数(N)值均大于1,各处理劣势粒N值大于优势粒,S品种优、劣势粒间CK的N值差为3.1,而Y品种为2.1,S品种各处理 间变幅为1.6~4.1,而Y品种为0.2~2.7。与CK比较,控水处理上育397最终生长量(A)优势粒和劣势粒均增加,绥粳3号的最终生长量A各部位籽粒均增加。控水处理上育397劣势粒起 始生长势 (R0)降低,优势粒增 加,绥粳3号起始生长势R0各部位均降低,说明水分胁迫降低了上育397劣势粒起始生长势,但却增加了优势粒起始生长势,这可能是不同部位籽粒增重不同的一个原因。与CK相比,控水使得两品种不同部位最大灌浆速率(Gmax)和平均灌浆速率(G)均减小。控水处理两品种达到最大灌浆速率的时间均表现劣势粒>优势粒,绥粳3号达最大生长速率的时间13.82~22.99d,明显短于上育397的14.24~24.90d。上育397优势粒和劣势粒拖后0.29、1.82d,绥粳3号各部位籽粒拖后1~2d。控水处理籽粒有效灌浆时间均比CK延长,上育397各部位延长2.68~3.02d,绥粳3号各部位延长6.99~8.94d。因此持续高强度控水延长了籽粒有效灌浆时间,而寒地水稻生育期短,受温度影响较大,这可能会使籽粒的活跃生长期并不都是在适宜的温度下,这对寒地水稻生产来说是十分不利的。
由表3可知,两品种各处理平均灌浆速率均为中期最大,前期次之,后期最小;CK处理的上育397各部位前 期平均灌 浆速率表 现为:优势粒>劣势粒,中后期表现为:优势粒≥劣势粒;CK处理的绥粳3号前、中、后期平均灌浆速率均表现为:优势粒>劣势粒;与CK比较,控水处理降低了两品种各时期平均灌浆速率,上育397前中期平均灌浆速率均表现为优势粒>劣势粒,后期优、 劣势粒平均灌浆速率相近;绥粳3号前、中、后期平均灌浆速率均表现为优势粒>劣势粒。控水处理使两品种劣势粒前期灌浆时间延长,优势粒前期灌浆时间缩短,各部位中、后期都延长。与对照比较,控水处理提高上育397劣势粒前期贡献率, 降低中、后期贡献率,优势粒则与之相反。绥粳3号各部位贡献 率均表现 为前期降 低,中、后期增高。
3结论与讨论
有研究认为干旱胁迫对产量的影响效应由弱到强依次为:无效分蘖期、灌浆成熟期、有效分蘖期、拔节孕穗期、开花灌浆期[4]。也有研究认为, 不同生育期干旱对产量的影响程度依次为穗分化后期>抽穗期>穗分化前期>有效分蘖期>灌浆期>无效分蘖期[5]。王成瑷认为抽穗前干旱胁迫的敏感时期主要是孕穗中期、孕穗后期和分蘖中期。抽穗后,抽穗到乳熟期均较蜡熟期对干旱敏感,但对土壤水分变化较抽穗前迟钝[6]。郑桂萍研究[7]认为长穗期控水对产量的影响程度较大, 其次是分蘖期和抽穗后1~10d控水;分蘖期控水对茎数影响最大,长穗期控水使分枝数显著增加,从而导致穗部性状的变化,进而影响产量,因而节水栽培要充分注意控水处理对分蘖和分枝的影响。并提出抽穗前尤其是长穗期不宜持续进行土壤水势为-35~-30kPa以下的控水,这与杨建昌等低限土壤水势控制在 -40~ -20kPa的报道不一致[8]。研究表明水分胁迫对灌浆结实期影响相对较轻,对抽穗后产量的影响也只表现在抽穗的1~15d较明显,产量降低主要是由于这一时期水分胁迫使结实率和千粒重显著降低[9]。 陆建飞等[10]认为土壤水势在-80~-75kPa时, 水稻产量显著下降。而有的研究认为在结实期持续进行土壤水势-20~-18KPa以下的控水处理,产量才明显降低[11]。本试验中抽穗后持续控水的处理(-65~-60kPa)已属于土壤较干旱程度,千粒重和产量并没有显著降低,相反产量有增加趋势。千粒重不减少可能是由于较重的水分亏缺虽使灌浆速率下降,粒重增量减少,但持续控水延长了有效灌浆期时间,因而千粒重并未显著降低。而产量的不降低可能是水稻植株在持续水分亏缺条件下所表现出的一种自我调节能力[12,13]。 因此,对持续水分亏缺条件下根系的形态功能、植株生理生化方面进行研究将有助于揭示内在的响应机制。在各时期衡量影响产量显著降低土壤水势控制的下限标准并不一致,研究结果的差异可能是由品种耐旱性、气候条件、土壤类型和质地、 盆栽或大田土壤环境等原因造成,因此确定各时期水势的下限指标以及控水影响产量的内在机理对于指导节水栽培技术的改进具有重要的意义。
朱庆森等[3]研究表明当强弱势粒的N值均小于1时,其灌浆类型为同步灌浆型 (弱势粒的N<1,其灌浆曲线向左偏);当强势粒N<1而弱势粒N>1时,其灌浆类型为异步灌浆型(弱势粒的N>1,其灌浆曲线向右偏),并认为这是品种所具有的固有特征。顾世梁等[14]将强弱势粒达到最大灌浆速率的时间间隔大于5~10d以上的划分为异步灌浆型,小于5d的划分为同步灌浆型。 袁继超等[15]将强弱势粒达到最大灌浆速率的时间间隔大于10d以上的划分为异步灌浆型,小于8d的划分为同步灌浆型。本试验与他们的结果不同,两品种优、劣势粒对照和控水处理N值均大于1,因此不能仅据N值趋势是否一致来判断灌浆类型。上育397优劣势粒达到最大灌浆速率的时间间隔(对照为9.13d)大于绥粳3号(对照为7.88d),控水处理下优劣势粒达到最大灌浆速率的时间间隔分别为10.66和9.17d。上育397优、劣势粒灌浆高峰不同步,优、劣势粒间N的差值较大,R0值的变幅较大;绥粳3号优、劣势粒达灌浆高峰的时间相近,优、劣势粒间N的差值较小,R0值的变幅较小;优、劣势粒间N值、R0差值与强弱势粒达到最大灌浆速率的时间间隔具有相同规律,因此本研 究结合灌 浆速率图 认为上育397属于异步灌浆型品种,绥粳3号属于同步灌浆型品种。但是否可以根据优、劣势粒间N的差值、R0差值以及达到最大灌浆速率时间差值大小来判断其灌浆类型是同步还是异步灌浆型需要更多的品种进行验证。
摘要:为探明土壤水分持续胁迫对水稻籽粒灌浆特性的影响,通过盆栽控水试验,以上育397和绥粳3号为材料,应用Richards方程比较了灌浆结实期1~30d土壤水势0kPa(正常供水)和-65~-60kPa(水分胁迫)两个处理水稻优、劣势粒籽粒灌浆特性。结果表明:灌浆结实期持续-65~-60kPa控水对两品种产量没有显著影响。控水使两品种优势粒和劣势粒最大灌浆速率和平均灌浆速率降低,粒重增量减少,但持续控水延长了籽粒有效灌浆时间,因而千粒重并未显著降低。控水使上育397优势粒起始生长势增加,劣势粒起始生长势降低,而使绥粳3号各部位起始生长势R0均降低;使两品种各部位到达最大灌浆速率的时间均拖后。控水使两品种优势粒前期灌浆时间缩短,劣势粒前期灌浆时间延长,中、后期灌浆时间延长。
关键词隧道;灌浆;加固技术;力学分析
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0135-01
由于我国隧道工程数量众多,难以避免地遇到各种不良地质问题,如断层破碎带、软岩膨胀地层、涌水涌泥、瓦斯、高地应力和高地温等。隧道施工通过这些不良地质地段时,施工作业效率往往会大大降低,甚至出现衬砌或机械设备严重损坏的事故。其中,断层破碎带和涌水问题是隧道施工过程中遇到的最常见的不良地质情况。目前,处理断层破碎带和涌水问题最为有效的措施是采用超前灌浆措施来固结松散围岩、阻断渗水通道。对于超前灌浆法的超前支护机理尚缺乏系统的研究,围岩-支护系统耦合及退耦行为欠全面认识。在应用方面,必须全面分析超前灌浆在加固技术的基础上。
1灌浆技术加固
①增加地基土的不渗水性。防止流砂,防止钢板桩渗水、水坝坝基漏水和遂道开挖时的涌水,以及改善地下工程的开挖条件。②防止桥墩或边坡护岸的冲涮。③整治坍方滑坡,处理路基病害。④提高桩周或桩端等处地基土的承载力,减少地基的沉降。⑤实施托换技术,对古建筑地基进行加固。
1)浆液材料。灌浆工程中所用的浆液一般由主剂、溶剂(水或其他溶剂)及各种外加剂按一定比例配制而成。
2)灌浆技术应用的特点。①水坝坝基中几乎都要进行灌浆防渗和加固,在铁道、市政、交通等工程中灌浆技术也有重要的应用。②可用的浆材品种越来越多,浆材性能越来越好。③目前一般的灌浆工程中仍以水泥浆系和水玻璃系浆材占主导地位,但高价的有机浆材为解决特殊工程问题提供了更有效的手段。④一些比较发达的国家,已在灌浆施工中运用电子计算机监测系统。压浆技术参数如表所列。
2质量措施
①注浆管的连接必须牢固密封,它与钢筋笼必须绑扎稳固且下笼时应注水检查,确保灌浆管密封完好,同时在下笼时严禁强力冲撞,做到轻提慢放,避免损伤注浆管。②在桩侧注浆时,钢筋笼须下到孔位中心,其偏差不得超过20mm,以确保注浆时注浆液能冲破表层砼。③经常检修压浆泵、搅拌系统,确保其运行良好,并对所使用水泥浆经3mm×3mm滤筛过滤。④灌浆管堵塞时,应在紧靠桩身处另打两小孔,进行桩底灌浆,且必须满足压浆技术参数要求。⑤当桩端、桩侧压注水泥浆达到设计值或压浆泵压力达到3.5MPa时,认为压浆合格,可结束压浆工作。
3超前灌浆作用机理的论述
1)对破碎地层的作用。破碎岩石的预灌浆加固机理是以该类岩石的自身结构为骨架,通过高压渗入的浆液充填构造裂隙,在岩石中形成新扩散相,并在矿物颗粒表面形成大量的新相萌芽,随着浆液凝固发育,萌芽彼此交错联结,裂隙孔隙又为坚固的骨架所贯穿,形成由原生矿物颗粒与浆液凝结物的共混结构体,使自身的强度、完整性及抗渗性能得到大大提高。
2)对含水地层的作用。地下洞室未开挖前,初始应力场与渗流场处于相对静止的动态平衡中,而开挖破坏了岩体的原始应力场,应力场的改变引起渗流场的变化,导致岩体渗流场发生突变,引发突水及岩体渗透变形等。采用渗透灌浆法充填岩体裂隙,可将裂隙或孔隙中的水排挤出并形成一道防渗帷幕,阻止地下水对岩体渗透,使水压作用在固结体外围。在预灌浆设计时,必须先确定允许的最大渗漏量,并期望预灌浆在洞室掌子面前方形成一不透水区来减少渗流量,以确保施工安全。
4灌浆施工技术
灌浆系统由储浆筒、压浆泵、压力表、压浆管等组成,压浆泵的最大压力应不小于10MPa。在成桩5d左右,桩身砼强度达到设计值50%时,便可灌浆,当注浆量达到设计标准时,即停止压浆。施工流程图如图1所示。
图1
压浆管的布设:钻孔桩成孔清孔完成后,分置于钢筋笼两侧的2根通长压浆管进入沉渣或桩尖土30~40cm处,压浆管采用内径25~35mm钢管,下端加工成注浆花管,为防止桩身砼浆液堵塞压浆管,在放置压浆管之前,应采取诸如生胶带、橡胶带等措施予以绝对密封。压浆管之间的丝扣连接应用生胶带止水。根据地层情况,若采用桩侧灌浆,可在桩侧安装两根直径20mm压浆管,以环向管联结,在环向管外侧钻上花孔并暂用生胶带等密封,随钢筋笼一起安装到位。钢筋笼下到设计标高时,将注浆管顶部用堵头密封,以防灌注砼桩身时砂浆等物堵塞浆管。
5超前灌浆浆材力学分析
1)超前灌浆浆材特性。在进行隧道超前灌浆时,浆材的选择是决定灌浆效果和造价的关键因素。随着灌浆技术的发展,灌浆浆材的品种日益繁多,目前主要有两大类:水泥浆液和化学浆液。水泥浆液主要有单液水泥浆、水泥-水玻璃浆、黏土水泥浆等。化学浆液主要包括水玻璃类、丙烯酰胺类、木质素类、环氧树脂类、铬木素类、聚氨脂类等。在实际预灌浆工程中,常用的浆材主要为单液水泥浆、水泥水玻璃浆液等,化学浆材价格较高且常具有毒性,因而多在特殊工程以及紧急情况下使用。
2)水泥水玻璃浆材性能。作为速凝剂使用,掺量较少,一般约占水泥重量的3%~5%;作为主材料使用,掺量较多,可根据灌浆的目的和要求而定。这种浆液克服了单液水泥浆的凝结时间长且不能控制、结石率低等缺点,提高了水泥灌浆的效果,扩大了水泥灌浆的适用范围。可用于防渗和加固灌浆,在地下水流速较大的地层中采用这种混合型的浆液可达到快速堵漏的目的。对于水泥水玻璃浆液,根据灌浆工程的需要,一般可分为加固和堵水两个方面。对于堵水,特别是水压较大,水流速较快或充填岩土的大空隙,要求浆液的凝结时间短且具有一定的抗压强度;对于加固地基或围岩,则要求浆液具有足够的抗压强度。水玻璃能显著加快水泥浆的凝胶时间。凝胶时间随水玻璃浓度、水泥浆浓度(水灰比)、水玻璃与水泥浆的体积比以及温度等因素的变化而变化。当其他条件相同时,水泥浆浓度与胶凝时间近似呈直线关系,即随着水泥浆浓度的增加,水灰比越小,水泥与水玻璃之间的反应加快,凝胶时间缩短。当其他条件相同时,随着水玻璃浓度的减小,凝胶时间缩短,并呈直线关系。水泥浆越浓,反应越快;而水玻璃越稀,反应越快。当其他条件相同时,水泥浆与水玻璃的体积比变化范围为1:0.3~1:1时,胶凝时间与其呈直线关系。对于水泥水玻璃浆液,决定其浆液结石体抗压强度的主要因素是水泥浆的浓度(水灰比)。其它条件一定时,水泥浆越浓,其抗压强度越高。当水泥浆浓度较大时(如水灰比为0:5时),随着水玻璃浓度的增高,抗压强度增高;当水泥浆浓度较小时(如水灰比为1:5时),随着水玻璃浓度的增加,抗压强度降低。但当水泥浆浓度处于中间状态时(如水灰比为1时),则其抗压强度变化比较复杂。水泥浆与水玻璃的体积比对抗压强度也有较大的影响。当水泥浆与水玻璃的体积比在一定范围时,反应进行的最完全,强度也就最高。实际上,浓水泥浆需要浓水玻璃;稀水泥浆需要稀水玻璃。水玻璃过量反而会使整个体系的水泥浓度降低,以致于使抗压强度下降。灌注水泥-水玻璃双液浆时,控制好灌浆材料的胶凝时间是预灌浆能否成功的关键,浆液凝结时间一般控制为1~2min,如遇大涌水封堵时采用快凝型浆液灌浆,凝结时间为10~30s。在碰到大涌水或较大裂隙时,C-S浆液是预灌浆首选的灌浆材料。综合考虑凝胶时间、抗压强度、施工及造价等因素,水泥水玻璃浆液的适宜配方为:水泥为425或525普通硅酸盐水泥,水泥浆的水灰比为0.6:1-1:1,水泥浆与水玻璃的体积比为1:0.5-1:0.7,水玻璃模数为2.4~3.4,浓度为22~40Be。
6结束语