灌漿是水工建筑物巖石地基防滲處理的主要手段。水泥漿效果可靠.灌漿設(shè)備和材料成本不高,是最常用的灌漿漿液;水泥黏土漿成本低廉,但強(qiáng)度不高,多用于砂礫石層的防滲灌漿或強(qiáng)度要求不高的巖基灌漿。
1、灌漿方法
主要有自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法及孔口封閉灌漿法:當(dāng)前我國多采用孔口封閉灌漿法。但已灌各段重復(fù)灌漿引起地層的多次漿力劈裂造成灌漿時(shí)很大的水泥浪費(fèi),尤其在深孔灌漿時(shí)第一段和最后一段壓力相差很大,使第一段常常發(fā)生地面冒漿等事故;在病險(xiǎn)水庫壩肩進(jìn)行灌漿時(shí)需穿透壩體,過高的壓力會(huì)引起壩體變形等問題。因此對(duì)病險(xiǎn)水庫的防滲灌漿方法需做出單獨(dú)規(guī)定。
2、灌漿方式
“應(yīng)優(yōu)先采用孔內(nèi)循環(huán)法灌漿”。循環(huán)式帷幕灌漿是把漿液壓入鉆孔以后,一部分進(jìn)入巖層縫隙中,另一部分由回漿管路返回拌漿筒中。該方法一方面使?jié){液始終保持循環(huán)流動(dòng)狀態(tài),可以防止泥漿沉淀,灌漿效果好;另一方面又可以根據(jù)進(jìn)漿漿液比重的差值,判斷巖層的吸漿情況。它要求射漿管插入到距孔底不大于 50cm處,以保證剩余的漿液從孔底向上流動(dòng),阻止?jié){液在孔中沉淀。它不適宜于孔徑小于65cm的鉆孔;隨孔深的加大,施工越感困難;出現(xiàn)“埋射漿管”事故的機(jī)會(huì)較多。以往大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,循環(huán)式灌漿并不能十分有效地防止?jié){液沉淀。例如,當(dāng)吃漿量較大,需灌注稠漿時(shí),凡歷時(shí)達(dá)2h以上者,很可能會(huì)發(fā)生“固管”事故。只在有可能塌孔、涌人泥砂等個(gè)別不良地層中才子采用;在他們的有關(guān)文獻(xiàn)中很少強(qiáng)調(diào)過要用循環(huán)式灌漿。而純壓式帷幕灌漿是把漿液一次性壓入鉆孔,再擴(kuò)大到巖層縫隙里。該法施工設(shè)備簡單,操作方便,雖漿液流動(dòng)速度相對(duì)較小,容易產(chǎn)生沉淀,并堵塞巖層縫隙和管路,影響灌漿效果,多用于吸漿量大、并有大裂隙存在和孔深不超過15m的情況,但純壓式灌漿它的特點(diǎn)是:漿液進(jìn)入孔內(nèi)后,即不能再返回灌漿泵來:除被地層空隙吸收的以外,剩余的便留在孔中;在灌漿孔外和灌漿泵的附近,都還要再裝上1根回漿管,以便將剩余的漿液再循環(huán)回來,繼續(xù)使用。
3、灌漿壓力
灌漿壓力是控制灌漿質(zhì)量的重要指標(biāo),與孔深、巖層性質(zhì)和灌漿段上有無壓重等因素有關(guān),可根據(jù)不同的計(jì)算公式得出參考值,也可參考類似工程所用值進(jìn)行設(shè)計(jì),再根據(jù)現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定。對(duì)灌漿壓力和注漿率的掌握,應(yīng)執(zhí)行這樣一條原則:當(dāng)?shù)貙映詽{量很大、在低壓或“無壓”下即能順利地注入漿液時(shí),應(yīng)控制注漿率不能太快;當(dāng)?shù)貙映詽{量較小、注漿困難時(shí)。應(yīng)盡快將壓力升到規(guī)定值,不能長時(shí)間在低壓下灌漿:注漿率控制的大小,要考慮兩方面的條件:一是地層條件。對(duì)軟弱、多具水平向裂隙的淺部巖層,應(yīng)當(dāng)小些,以不大于20L/min為宜;對(duì)于堅(jiān)硬和深部巖層,可適當(dāng)大些,以不大30L/min為宜。一般說來,大量吃漿并非都是有很大的空洞未被灌滿,而常常是沿著連通得很遠(yuǎn)的裂隙跑到了該灌的范圍以外,從或明或暗的“露頭”漏失掉了。在此情況下,采用細(xì)流慢灌可促使?jié){液在近處沉淀、淤塞而不必?fù)?dān)心充填距離的不足。二是設(shè)備和人員工作條件,當(dāng)前我國通用的150L和200L高速漿液攪拌機(jī),從加料到攪拌均勻至少需3-5min,因此若將注漿率加大到50L/min以上,實(shí)際上是做不到正常供漿的。注漿率過大,將導(dǎo)致人員忙亂、配料不準(zhǔn)、拌漿質(zhì)量降低、設(shè)備負(fù)荷加大、事故增多。從有利于將裂隙充填飽滿、密實(shí)的角度考慮,灌注速率稍慢一點(diǎn)更加有利,這樣可使?jié){液有更多的時(shí)間和機(jī)會(huì)排除多余水分,形成更加密實(shí)的結(jié)石。
4、漿液的變換
灌注漿液應(yīng)遵循由稀到濃,逐級(jí)變換的原則。漿液水灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1或0.5:1等6個(gè)比級(jí),遇注入率大時(shí),也可越級(jí)變濃。水泥漿體中的水有兩方面的作用。(1)與水泥顆粒起水化反應(yīng),使之凝結(jié)硬化。(2)使水泥漿體具有足夠的分散性和流動(dòng)性,這時(shí)水對(duì)水泥顆粒起著分散和運(yùn)載作用。超過水泥水化水以外的那部分水,在它完成顆粒分散和運(yùn)載作用之后,即成為“多余水”了。“多余水”容易造成水泥顆粒在漿體中的沉淀分層,影響漿體的穩(wěn)定性和水泥漿液結(jié)石性能,導(dǎo)致充填水泥的連續(xù)性中斷,形成空囊、水泡及泌水通道。當(dāng)水灰比由0.5逐漸增大到0.85時(shí),漿液的粘度、粘聚力和比重逐漸減小,初凝時(shí)間增長,析水率增大?梢姕p小水灰比使用稠漿能改善漿液的穩(wěn)定性,但減小水灰比,又可使粘聚力增大,漿液的流動(dòng)性變差。
主要有自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法及孔口封閉灌漿法:當(dāng)前我國多采用孔口封閉灌漿法。但已灌各段重復(fù)灌漿引起地層的多次漿力劈裂造成灌漿時(shí)很大的水泥浪費(fèi),尤其在深孔灌漿時(shí)第一段和最后一段壓力相差很大,使第一段常常發(fā)生地面冒漿等事故;在病險(xiǎn)水庫壩肩進(jìn)行灌漿時(shí)需穿透壩體,過高的壓力會(huì)引起壩體變形等問題。因此對(duì)病險(xiǎn)水庫的防滲灌漿方法需做出單獨(dú)規(guī)定。
2、灌漿方式
“應(yīng)優(yōu)先采用孔內(nèi)循環(huán)法灌漿”。循環(huán)式帷幕灌漿是把漿液壓入鉆孔以后,一部分進(jìn)入巖層縫隙中,另一部分由回漿管路返回拌漿筒中。該方法一方面使?jié){液始終保持循環(huán)流動(dòng)狀態(tài),可以防止泥漿沉淀,灌漿效果好;另一方面又可以根據(jù)進(jìn)漿漿液比重的差值,判斷巖層的吸漿情況。它要求射漿管插入到距孔底不大于 50cm處,以保證剩余的漿液從孔底向上流動(dòng),阻止?jié){液在孔中沉淀。它不適宜于孔徑小于65cm的鉆孔;隨孔深的加大,施工越感困難;出現(xiàn)“埋射漿管”事故的機(jī)會(huì)較多。以往大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,循環(huán)式灌漿并不能十分有效地防止?jié){液沉淀。例如,當(dāng)吃漿量較大,需灌注稠漿時(shí),凡歷時(shí)達(dá)2h以上者,很可能會(huì)發(fā)生“固管”事故。只在有可能塌孔、涌人泥砂等個(gè)別不良地層中才子采用;在他們的有關(guān)文獻(xiàn)中很少強(qiáng)調(diào)過要用循環(huán)式灌漿。而純壓式帷幕灌漿是把漿液一次性壓入鉆孔,再擴(kuò)大到巖層縫隙里。該法施工設(shè)備簡單,操作方便,雖漿液流動(dòng)速度相對(duì)較小,容易產(chǎn)生沉淀,并堵塞巖層縫隙和管路,影響灌漿效果,多用于吸漿量大、并有大裂隙存在和孔深不超過15m的情況,但純壓式灌漿它的特點(diǎn)是:漿液進(jìn)入孔內(nèi)后,即不能再返回灌漿泵來:除被地層空隙吸收的以外,剩余的便留在孔中;在灌漿孔外和灌漿泵的附近,都還要再裝上1根回漿管,以便將剩余的漿液再循環(huán)回來,繼續(xù)使用。
3、灌漿壓力
灌漿壓力是控制灌漿質(zhì)量的重要指標(biāo),與孔深、巖層性質(zhì)和灌漿段上有無壓重等因素有關(guān),可根據(jù)不同的計(jì)算公式得出參考值,也可參考類似工程所用值進(jìn)行設(shè)計(jì),再根據(jù)現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定。對(duì)灌漿壓力和注漿率的掌握,應(yīng)執(zhí)行這樣一條原則:當(dāng)?shù)貙映詽{量很大、在低壓或“無壓”下即能順利地注入漿液時(shí),應(yīng)控制注漿率不能太快;當(dāng)?shù)貙映詽{量較小、注漿困難時(shí)。應(yīng)盡快將壓力升到規(guī)定值,不能長時(shí)間在低壓下灌漿:注漿率控制的大小,要考慮兩方面的條件:一是地層條件。對(duì)軟弱、多具水平向裂隙的淺部巖層,應(yīng)當(dāng)小些,以不大于20L/min為宜;對(duì)于堅(jiān)硬和深部巖層,可適當(dāng)大些,以不大30L/min為宜。一般說來,大量吃漿并非都是有很大的空洞未被灌滿,而常常是沿著連通得很遠(yuǎn)的裂隙跑到了該灌的范圍以外,從或明或暗的“露頭”漏失掉了。在此情況下,采用細(xì)流慢灌可促使?jié){液在近處沉淀、淤塞而不必?fù)?dān)心充填距離的不足。二是設(shè)備和人員工作條件,當(dāng)前我國通用的150L和200L高速漿液攪拌機(jī),從加料到攪拌均勻至少需3-5min,因此若將注漿率加大到50L/min以上,實(shí)際上是做不到正常供漿的。注漿率過大,將導(dǎo)致人員忙亂、配料不準(zhǔn)、拌漿質(zhì)量降低、設(shè)備負(fù)荷加大、事故增多。從有利于將裂隙充填飽滿、密實(shí)的角度考慮,灌注速率稍慢一點(diǎn)更加有利,這樣可使?jié){液有更多的時(shí)間和機(jī)會(huì)排除多余水分,形成更加密實(shí)的結(jié)石。
4、漿液的變換
灌注漿液應(yīng)遵循由稀到濃,逐級(jí)變換的原則。漿液水灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1或0.5:1等6個(gè)比級(jí),遇注入率大時(shí),也可越級(jí)變濃。水泥漿體中的水有兩方面的作用。(1)與水泥顆粒起水化反應(yīng),使之凝結(jié)硬化。(2)使水泥漿體具有足夠的分散性和流動(dòng)性,這時(shí)水對(duì)水泥顆粒起著分散和運(yùn)載作用。超過水泥水化水以外的那部分水,在它完成顆粒分散和運(yùn)載作用之后,即成為“多余水”了。“多余水”容易造成水泥顆粒在漿體中的沉淀分層,影響漿體的穩(wěn)定性和水泥漿液結(jié)石性能,導(dǎo)致充填水泥的連續(xù)性中斷,形成空囊、水泡及泌水通道。當(dāng)水灰比由0.5逐漸增大到0.85時(shí),漿液的粘度、粘聚力和比重逐漸減小,初凝時(shí)間增長,析水率增大?梢姕p小水灰比使用稠漿能改善漿液的穩(wěn)定性,但減小水灰比,又可使粘聚力增大,漿液的流動(dòng)性變差。