适应深厚复杂岩土层防渗灌浆的可控性黏土水泥稳定浆材及快速配制

深厚复杂岩土层同一钻孔的可灌性差异显著,灌浆材料要随机应变,灌浆工艺方法要适应性强。现有的灌浆材料可控性不足,可灌性单一;目前的灌浆方法在每一灌浆孔段,逐级变浆,浆材扩散难以控制,弃浆浪费严重,施工工效低。充分考虑灌浆施工工艺的实际要求、灌浆材料性能优化等,通过大样本室内试验,利用黏土的良好性能、水玻璃系浆液塑性黏度和屈服强度很低、水泥等的固化和强度特性以及改性剂,研制一种可控性黏土水泥稳定浆材,不仅性能指标满足一般工程的防渗要求,而且浆液流变参数、凝结过程、结石体参数等可在较大范围内调整。对于复杂地层,依据受灌岩土体性质的差异,选用研制的可控性浆材和相应的供料方式,可实现浆材的快速配制,变浆便捷,弃浆少,成本低。在托口水电站河湾地块防渗帷幕工程中,已完成的灌浆试验表明,与传统浆材和施工方法相比,注入量降低约65%,施工台月效益(m/(台.月))提高约30%,灌浆质量达到设计要求,研究成果可在该工程及类似工程中推广应用。

水泥和速凝剂掺量对红黏土浆液性能影响研究

针对云南地区红黏土在注浆工程中理论研究尚不成熟的现状,充分考虑注浆工程对浆液可灌注性的要求,以及对注浆材料性能优化以适应不同地质条件等,本文通过室内试验,对比研究不同水泥和速凝剂掺量对黏土水泥浆液性能的影响,试验时控制修正后原浆黏度在25~30 s之间,确定水泥掺量水平为5、10、15 g/100ml原浆,速凝剂掺量水平为1、3、6 g/100ml原浆。结果表明:黏土水泥浆液析水率随水泥掺量增加而增大,浆液稳定性降低,速凝剂掺量对浆液析水率影响不显著,试验中各组浆液析水率都小于5%,为稳定浆液;浆液的胶凝时间随速凝剂掺量变化从几十分钟至几秒钟可调,速凝剂掺量为3 g/100ml原浆时,黏土水泥浆液的胶凝时间最短,仅7 s;浆液结石率随速凝剂增加而增大,6 g/100ml原浆时出现膨胀现象,水泥掺量越多浆液结石体收缩越明显;黏土水泥浆液的渗透系数随着水泥掺量的增加而减小,速凝剂掺量对渗透系数影响不显著;对黏土水泥浆液结石体3天、7天、28天抗压强度进行分析,浆液结石体早期强度发展缓慢,后期增长较快,3天最小强度0.13 MPa,28天最大强度3.35 MPa,各试验组浆液结石体抗压强度均达到注浆材料要求。根据以上变化规律可以针对不同地质条件实现浆液的快速配置,有效提高对浆液注浆过程中可灌注性的控制,减少弃浆,降低成本。