理论教育 灌浆材料的选择与应用场景

灌浆材料的选择与应用场景

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于不同的灌浆对象,选用的灌浆材料往往是某一种浆液为主、几种浆液交替使用以达到最佳效果。对于灌注大溶缝、溶蚀管道等宽缝通道型的灌浆材料,由于灌浆量大,宜选用水泥-水玻璃浆液。当遇岩溶管道、涌水量200L/s以上或压力较大时,一般是采用混凝土平压堵头、模袋灌浆等方式,将动水变为相对静水后再进行灌浆,灌浆材料仍主要选择水泥-水玻璃浆液或防冲膏状浆液。

灌浆材料的选择与应用场景

岩溶涌水封堵灌浆材料研究的重点要求是具有合适流动性,能采用现有灌浆方式灌注,且具有一定抗冲能力的水泥浆液,以达到提高水泥浆液的灌浆封堵效果,降低施工成本的目的。根据以上目标,隧洞岩溶涌水灌浆材料选择原则为:浆材选择应从工程要求、岩溶水文地质条件、施工目的、浆材性能、灌浆工艺及设备、成本等因素综合考虑,合理选择浆材,使之达到较理想的技术经济指标。另外,选择灌浆材料时要综合考虑浆材的耐久性、高强性、收缩性和无污染性。

灌浆材料基本分为水泥基浆液和非水泥基浆液两种。水泥基浆液常用的有普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆、超细水泥-水玻璃双液浆以及抗分散性能和堵水效果好的HSC浆液和TGRM浆液等。非水泥基浆液灌浆材料主要为聚酯类产品。对于不同的灌浆对象,选用的灌浆材料往往是某一种浆液为主、几种浆液交替使用以达到最佳效果。国内外类似工程处理调研表明,用于高压、大流量的堵水处理基本上还是以水泥-水玻璃类的材料为主,而作为快速堵水的材料则大多以防冲膏状浆液为主,辅以聚氨酯和树脂类的材料加快封堵。

(1)静水高压灌浆材料选择。在岩溶裂隙中,地下水流速不大情况下,采用单液水泥浆灌注比较方便,而且完全可以达到预想的效果,这种情况已经在以往的灌浆试验中得到验证。对于灌注大溶缝、溶蚀管道等宽缝通道型的灌浆材料,由于灌浆量大,宜选用水泥-水玻璃浆液。水泥浆液容易稀释、胶凝时间长、结石率低,水泥-水玻璃浆材除结石体具有较高强度外,胶凝时间容易控制,便于控制浆液的扩散和降低浆材的消耗。当过水或储水通道过大时,应灌注相应的填充材料或采取其他的辅助措施。

(2)动水高压灌浆材料选择。对通道大、压力高、流量大的岩溶管道涌水的灌浆封堵技术,不同于破碎岩层灌浆及裂隙、孔隙渗透灌浆,也不同于黏土淤泥的劈裂灌浆技术,其特点是管道(缝、洞)大、连通性好、流速快、涌水量大并具突发性,对浆液凝胶体的冲蚀激烈,在管道内不易形成堵塞体。故灌浆材料多选择单液水泥浆液、防冲膏状浆液、水泥-水玻璃浆液、聚氨酯类和树脂类化学灌浆材料。(www.daowen.com)

在动水情况下如何选择单液水泥浆液和水泥-水玻璃浆液是工程界一直争议较大的问题,目前一般根据地下水流速和涌水量来确定,根据工程施工经验,当地下水流速不大、压力不高且通道规模较小时,根据浆液沉积原理,一般采用水泥浆液或水泥-水玻璃浆液进行灌注,种用浆液随着地下水的流动逐渐沉积、封闭的特性,达到封闭涌水通道的目的;当地下水流速大于25m/h时,则采用水泥-水玻璃双液浆。当处理岩溶管道及断层破碎带时,由于地下水流速大,则宜先注入惰性材料,如中、粗砂或岩粉及防冲膏状浆液等,以充填过水通道,降低有效流通断面,增加浆液流动阻力,减少跑浆,然后注入水泥-水玻璃双液浆或聚氨酯类和树脂类化学灌浆材料进行封堵。

当遇岩溶管道、涌水量200L/s以上或压力较大时,一般是采用混凝土平压堵头、模袋灌浆等方式,将动水变为相对静水后再进行灌浆,灌浆材料仍主要选择水泥-水玻璃浆液或防冲膏状浆液。灌浆时为防止浆液的大量流失,首先对主要岩溶管道采取模袋、钢格栅+模袋等工艺快速固结封堵,其浆液可考虑注入惰性材料:骨料+单液水泥浆、骨料+水泥-水玻璃浆、单液水泥浆等,亦可考虑采用塑性屈服强度大的膏状浆液,此种浆液在大孔隙、耗浆量大及灌浆易失控的情况下有较好的效果,以阻隔地下水主要通道,岩溶管道快速固结封堵后,其余空隙可采用缓慢充填式灌浆封堵。

为提高浆液的抗水流冲击能力,一般首先提高浆液的初始黏度,使水流无法将水泥浆冲走;其次是提高浆液的抗水溶解侵蚀能力,使水无法稀释水泥浆,保证水泥浆的初始黏度不因水的溶解稀释而降低,从而保证水泥的连续堆积和凝固。根据以上分析,具有速凝特点的膏状浆液可以满足上述条件,实现堵漏和控制浆液扩散距离的目的。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈