黏土水泥膏浆在强岩溶地区帷幕注浆中的施工应用技术

黏土水泥膏浆材料可操作性好,抗冲蚀性强,浆液扩散半径可控,已逐步成为动水条件下帷幕注浆工程中最主要的灌浆材料之一。在强岩溶区动水条件下,采用黏土水泥膏浆进行帷幕注浆,国内研究尚很少,其工艺中帷幕注浆方式、注浆压力、结束标准、注浆材料流体性能等缺乏经验数据或参考依据。通过对大型石灰石矿岩溶区的涌水进行帷幕灌浆处理,开展了黏土水泥膏浆在强岩溶地区动水条件下的相关工艺、技术参数研究,取得了一定的经验,可供类似工程参考。

黏土水泥系列浆材黏度时变特性研究

为系统研究黏土水泥系列浆材的黏度时变特性,利用Brookfield+R/S流变仪对浆材进行了黏度试验,并选取典型试验结果深入研究黏度时变特性,得到拟合系数较高的黏度时变数学模型。结果表明:普通黏土水泥浆材黏度随水固比的升高而降低,但随黏土掺量的增加而增大,黏度随时间变化可划分为下降期、上升期和固化期3个阶段;黏土水泥膏浆或砂膏浆的黏度值均随固化剂掺量增大而增大,但水泥膏浆的黏度变化分为低黏期、上升期和稳定期3个阶段,而水泥砂膏浆的黏度变化只有下降期和稳定期两个阶段。

水下岩溶浆液抗分散性质试验研究及工程应用

开发了一种水下岩溶注浆材料抗分散性质测试装置,能科学评价注浆浆液的抗分散性质。利用该装置进行了改性黏土水泥膏浆充填水下岩溶的抗分散性质试验,采用留存率指标对浆液在不同水固比、岩溶水流速下的抗分散性质进行了定量评价,并对留存体进行物理力学性能测试。试验表明,改性黏土水泥膏浆抗分散性能受浆液水固比、岩溶充填物及岩溶水流速等因素影响明显,在不大于0.8 m/s的岩溶水流速下浆液抗分散性能良好,随着浆液水固比或岩溶水流速的减小,浆液留存率呈增大趋势,而充填物的存在会显著提高浆液的留存率。取留存体进行物理力学性能测试,留存体密实度受充填物影响较大,浆液水固比次之,岩溶水流速影响较小;动水岩溶环境下注浆时,浆液顺水扩散距离大于逆水扩散距离,浆液黏度对扩散距离影响明显,岩溶水流速有利于浆液沿顺水流方向扩散而抑制浆液沿逆水流方向扩散;留存体28 d抗压强度受抗冲条件影响明显,影响因素中充填物对留存体的抗压强度影响最大,其次为浆液水固比和岩溶水流速,岩溶水养护环境下28 d抗压强度明显小于淡水环境养护,但仍可达3 MPa。经工程应用原型试验表明,改性黏土水泥膏浆可用于一定岩溶水流速下的岩溶区治理,室内试验提出的水下岩溶治理工程浆液配比选取原则可行,可为盾构隧道水下岩溶注浆治理提供理论指导。