缓凝型水泥浆液配合比优化及锚孔浆岩界面特性影响研究

针对预应力锚杆后张法施工中自由段浆液流动性和缓凝效果差的工程难题,提出使用标准型聚羧酸减水剂作为掺加剂以实现水泥浆液缓凝并提高其工作性能,探究其对锚孔浆岩界面特性的影响。采用室内试验、SEM电镜扫描等手段,结合Matlab多目标优化等方法,对掺加减水剂的缓凝型水泥浆液的锚固性能及配合比优化展开研究,得出适用于预应力锚杆自由段的注浆材料及其最优配合比,并与现行规范推荐配合比进行锚孔横断面结石特性对比试验。研究结果表明:1)随着水灰比增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率和抗压强度减小;随着减水剂掺量的增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率减小,减水剂对浆液抗压强度影响较小;2)未掺加减水剂时,浆液结石体致密性随着水灰比的增大而降低,掺加减水剂使得浆液结石体表面局部存在相对较大尺度的孔或孔隙,对宏观结石体强度有一定影响;3)通过Matlab多目标优化方法推荐了缓凝型水泥浆液最优配合比为水灰比0.3,减水剂掺量1.85%,相关性能参数符合规范要求,且流动度与抗压强度较规范推荐配合比分别提升了72.3%和107%;4)浸水围岩会弱化浆岩界面的抗剪强度,因此在锚杆灌浆过程中保证横断面结石率有利于提高浆岩界面的抗剪强度,本文提出的最优配合比浆液抗剪强度优于规范推荐配合比浆液。

袖阀管注浆用套壳料配合比优化

套壳料质量的好坏是决定袖阀管注浆成功与否的关键。为确定适用于袖阀管注浆用套壳料的最优配合比,开展了水、水泥、膨润土、水玻璃等材料不同占比下的室内试验并进行套壳料微观结构分析。水灰比对套壳料抗压强度影响最显著,水灰比越大,套壳料抗压强度越小;膨润土和砂在一定程度上可以提高套壳料前期抗压强度,但对后期强度基本不产生影响;水灰比越小,套壳料初、终凝时间越短,水玻璃对缩短套壳料终凝时间更显著;膨润土含量以及砂的存在对套壳料凝结时间基本不产生影响。

注浆改造厚含水砂层提高开采上限技术及应用

为了实现在厚松散含水砂层下留设防塌煤(岩)柱以提高开采上限,研究厚含水砂层区域注浆改造技术。以安徽淮北五沟煤矿1010-1工作面第四含水层(简称四含)下提高上限开采为目标,通过理论计算、注浆材料配比实验和原位注浆试验,对改造范围和层位、注浆材料的适用性、不同深度的浆液配比、钻孔布置方式和注浆方法进行分析,并通过取心测试、水文地质试验和井下钻孔验证对注浆效果进行检验。结果表明:五沟煤矿四含改造区域松散含水砂层底部无黏土,且在有含水风化基岩条件下,提高上限开采需同时注浆改造松散砂层和风化基岩;粉煤灰–水泥浆较石膏–水泥浆具有更好的体积稳定性,粉煤灰掺量20%~50%的粉煤灰–水泥浆结石率大于98%,且有较稳定的凝结强度,能够满足砂层劈裂注浆的需求,风化基岩采用纯水泥浆或10%以内掺量的粉煤灰–水泥浆,基岩之上2倍采高的砂层注入10%~20%掺量的粉煤灰–水泥浆改造后充当保护层,上部采用20%~50%掺量的粉煤灰–水泥浆进行充填压密,粉煤灰掺量随注浆深度递减;注浆终压可在最浅部砂层注浆劈裂压力的基础上,按地层压力和孔隙水压力梯度0.3 MPa/10 m增加;泄压诱导注浆可有效控制浆液的劈裂扩散方向,浆液最大扩散距离达到89.5 m;注浆后砂层和风化基岩完整性显著提高,岩(土)体试块强度提高2~5倍,注浆将砂层改造为富水性弱、极微–微透水的隔水层,可实现留设防塌煤(岩)柱提高上限开采。

玻璃纤维筋灌浆锚杆锚固技术研究

文中提出一种玻璃纤维筋灌浆锚杆锚固技术,可将锚杆的位移控制1.00~2.00cm区间内,能有效控制锚杆的径向位移与水平向位移,延长锚杆的使用时间和维修周期,并降低锚杆的维修费用。

秦岭输水隧洞岩爆塌腔段回填灌浆试验分析

由于引汉济渭工程项目的秦岭输配水隧洞越岭段埋深大、地质结构复杂,在对不良地质洞段的施工开挖过程中,经常发生轻微至强烈岩爆致使洞段发生塌腔,在对塌腔拱部大塌腔部位采用水泥浆回填灌浆方式进行灌注时,单孔注灰量异常偏大,导致施工成本大幅增加。为有效处理强烈岩爆拱部大塌腔部位的空腔情况,保证工程施工质量,同时减少工程投资,选取试验段采用回填砂浆的方式对拱部塌腔回填进行试验分析,通过比较选择出的适合不同岩爆塌腔段落的水泥砂浆配合比和灌浆压力,可为秦岭腹地不良地质洞段隧洞施工开挖设计时,回填灌浆水泥砂浆配合比和灌浆压力的选用提供安全、可靠、经济的参考依据。

圆砾泥岩复合地层泥水盾构下穿房屋沉降控制技术研究

圆砾泥岩复合地层中盾构微扰动施工控制是岩土工程实践中面临的难题。南宁地铁1号线盾构下穿友爱居民小组面临圆砾与泥岩复合地层的挑战,首先对泥水盾构泥浆性能指标进行优化,采用现场试验确定了富水圆砾地层袖阀管注浆加固浆液配合比;利用自动化监测系统对盾构下穿房屋的沉降进行实时监控,并借助及时通讯工具实现穿越施工中信息化施工;定义圆砾泥岩复合地层盾构开挖面内泥岩高度与盾构机刀盘直径的比值为复合比λ,分析掘进参数平均值随λ的变化规律。通过现场实测结果表明:袖阀管注浆能够有效的控制建筑物沉降,自动化监测能够实时反映盾构推进导致房屋变形,为施工反馈控制提供依据,泥水盾构在圆砾泥岩复合地层中会遇到开挖仓压力波动过大,刀盘扭矩、推力增大,贯入度降低等现象。当λ≤0.15上述现象基本不发生;当0.15≤λ<0.6时,参数平均值波动最剧烈,对沉降控制十分不利;当λ≥0.6时,扭矩和总推力进一步增大,但开挖仓压力波动情况稍弱而贯入度会进一步降低。要以盾构开挖仓压力控制为指标而非追求推进速度,提高转速、降低泥浆黏度是减少参数波动的有效手段。

九龙煤矿深部岩体注浆浆液配比优化研究

为改善九龙煤矿-850m胶带大巷破碎围岩注浆加固效果,通过实验室析水率和单轴抗压试验,对不同水灰比和膨润土比例的以PO42.5普通硅酸盐水泥和细度800型超细水泥为主要材料的注浆浆液配比进行了优化研究;采用自主研发的MYZJ-2型实验室液压注浆系统对三轴压力试验破坏后的胶带大巷泥岩标准试件进行注浆试验,并对比分析了注浆试验效果。研究结果表明:水灰比1∶0.6,膨润土比例为水泥重量4%的超细水泥浆液,析水率为6%,养护28d后单轴抗压强度为8.87MPa,满足实验室对标准尺寸破坏试件的注浆要求;优化配比浆液对三轴压力试验破坏后的泥岩试件注浆加固后,试件单轴强度恢复值为试件原单轴抗压强度的14.7%,注浆效果较好。

铁路下伏采空区注浆材料配比试验研究

铁路沿线下伏采空区严重威胁铁路运输安全，可采用注浆充填法进行处置。对于注浆法充填采空区，注浆材料选择至关重要，需根据采空区特征合理确定注浆材料和浆液配比。本文通过不同注浆材料配比试验研究，确定了合理的注浆材料和浆液配比。研究结果表明，冒落采空区选择水泥粉煤灰浆液作为注浆材料，配合比以水固比1：1．2、固相比2：8，水玻璃掺量3％最佳；空化区选择水泥、粉煤灰、砂和细石混合浆液作为注浆材料，建议选取水胶比0．5，砂率0．38～0．42方案配置；当采空区形式介于有冒落采空区和空化区之间时，可根据实际情况，在水泥粉煤灰浆液中加少量中粗砂，形成水泥粉煤灰砂浆，其配合比以水胶比0．98、胶砂比0．5、水玻璃掺量3％最佳。

建筑下老采空塌陷区地基注浆充填材料试验研究

根据采空区注浆技术要求及特点,系统研究高掺量粉煤灰水泥浆材(粉煤灰掺量大于40%)、水泥粘土浆材、纯灰及水泥含量小于10%浆材等的工程特性及其应用于建筑下采空塌陷区地基注浆治理的适宜性,在分析采空区注浆各技术参数与配合比之间关系后推荐了最佳配合比设计及参数。

发泡聚氨酯注浆料配合比理论研究

机场混凝土道面板板底脱空是主要的常见病害之一。以聚醚多元醇(羟值为56 mgKOH/g)、甲苯二异氰酸酯TD(I指数为1.08)和水发泡的聚氨酯泡沫体为例研究其理论配比。从理论上探索在既定抗压强度和弹性模量下如何确定聚氨酯各组分的配合比,以期对工程实践提供参考。

高速公路下采空区注浆配合比试验研究

采空区对城市建设的影响越来越大,而公路下采空区治理多采用注浆方法,因此无论从质量、费用还是工期考虑,注浆配合比的合理选择都至关重要。结合重庆市万南高速公路下采空区注浆治理工程,较为系统地研究煤矿采空区治理注浆材料之间的相互关系,得出适用于该工程的合理浆液配合比,并为类似工程积累经验,对煤矿采空区的治理具有一定参考意义。

新型双阶段膨胀封孔注浆材料研究

针对目前封孔注浆材料存在析水、注浆后泄漏、凝固速度慢、凝固后收缩等缺点,借鉴高水材料和加气混凝土研究成果,以硫铝水泥熟料、石膏及生石灰为主料,柠檬酸、膨润土、铝粉及多种添加剂为辅料,通过三角坐标图、正交设计等实验方法,研发出一种新型双阶段膨胀封孔注浆材料。该材料与水混合后,在初凝点和终凝点之间通过有效加气反应促使料浆体积膨胀,实现对封孔注浆段浆液漏失的补偿及对钻孔周围裂隙的封堵;并可在凝固硬化阶段再次通过钙矾石结晶微膨胀实现对微细裂隙的进一步密封压实。性能测试表明,该材料具有高水灰比(1.2∶1)、速凝、早强、膨胀性好(可达15%)、强度适中、抗渗透性好等优点,且其凝结速度能够与施工进度良好吻合,在封孔注浆领域具有较好的应用前景。

一种用于水泥基灌浆料的复合膨胀剂研究

利用脂膜石灰、硬石膏、粉煤灰和自制塑性膨胀体为主要原料制备一种复合膨胀剂,测试不同膨胀剂配比对所配制灌浆料的工作性、膨胀性和耐久性的影响。结果表明,自制塑性膨胀体效果显著,3h内浆体可产生预期的塑性膨胀;石灰对体系中硬石膏和塑性膨胀体具有良好的激发作用,形成的钙矾石-氧化钙复合膨胀源可作为水泥基灌浆材料的稳定膨胀源。同时,制备的灌浆材料工作性、力学性能和耐久性能优异,碱含量低,有利于抑制碱-集料反应的发生。

Ⅴ级围岩隧道锚杆锚固参数优化模型试验研究

为了研究不同钻孔直径、锚杆直径和注浆配合比对Ⅴ级围岩隧道锚杆锚固质量的影响,设计了简易锚杆拉拔试验台架.依托实际工程按照相似理论配置了围岩相似材料,运用能够大幅减少试验次数并且不会降低试验可行度的正交试验法选取不同试验参数组合进行了室内锚杆拉拔模型试验.结果表明:试验所选取的3个因素对锚固质量的影响程度的排列顺序为:钻孔直径→锚杆直径→浆液配合比;锚杆直径为22mm,注浆体厚度为14mm时,锚杆强度足够、注浆体厚度合理,锚固体传力效果好而且不易破坏或滑移,锚固质量最优;注浆配合比为0.4时注浆体与围岩能够很好地胶结,使得锚杆耐久性为最佳.本次试验所设计的简易锚杆拉拔试验台架可以在实际工程中推广,研究的方法及结果可为类似工程研究提供一定的指导和借鉴意义.

低水灰比水泥浆液搅拌特性试验研究

搅拌是水泥类灌浆施工中一个重要的环节，不同的搅拌方式对浆液的工程性质有着重要的影响。本文在试验的基础上，讨论了叶片式搅拌机在不同搅拌速率和搅拌时间下，对浆液泛浆性能和结石体强度的影响。结果表明水泥浆液的泛浆性能和结石体强度是搅拌时间和速率的函数。

水泥混凝土路面板底脱空灌浆材料研究

通过灌浆材料配合比试验,分析了各种成分的掺量对其性能的影响,得出灌浆材料各种成分掺量的合理范围。在此范围内设计出7种不同配合比的灌浆材料,对试验路段的脱空板做现场灌浆试验,28 d用落锤式弯沉仪和探地雷达检测各种灌浆材料对水泥路面板底脱空的治理效果。试验结果表明:灌浆材料Ⅱ(水泥∶水∶砂∶减水早强剂∶膨胀剂=1∶0.45∶0.3∶0.01∶0.1)和Ⅳ(水泥∶水∶砂∶减水早强剂∶膨胀剂=1∶0.45∶0.2∶0.01∶0.08)对治理板底脱空效果较好。

大直径深立井地面预注浆技术探讨与应用

地层压力大、高角度裂隙性基岩可注性差,造成深立井地面预注浆浆液无效扩散半径增大,浪费大量浆液;同时注浆压力增长困难,甚至难以达到设计压力,注浆封水效果差。以淮南矿区丁集煤矿第2副井地面预注浆工程为例,基于该井筒直孔注入量、注浆压力、泵量、浆液配比原始统计数据,分析基岩注浆压力的主要影响因素,得出了该井筒地质条件适用的浆液配比范围。统计研究与工程实践均表明,在合理的浆液配比范围内,根据注浆压力升降变化,分级调整浆液配比,不仅能够使地面预注浆封水效果达到最佳,而且能避免浆液浪费,提高施工效率,综合效益显著。

利用粉煤灰治理矸石山自燃技术研究与应用

为了解决矸石山自燃的问题,选用碱性粉煤灰作为主要注浆原料配置浆液对矸石山进行注浆灭火,根据矸石山勘察钻孔划分火区范围,确定注浆孔的布置方案。经过现场测温勘察,注浆后注浆钻孔内温度均下降至80℃,矸石山表面植被生长状态良好。该项目的实施实现了以废治废的治理效果,具有良好的环境效益和经济效益。

盾构新型轻质浆液配合比研究及应用

为抑制盾构在富水硬岩段施工过程中的管片上浮,研制一种二次注浆用的新型轻质浆液。该浆液悬浮于管片上方,能快速凝固,可达到抑制管片上浮的目的。通过对比筛选,确定以憎水膨胀珍珠岩、高贝利特硫铝酸盐水泥、絮凝剂UWB-Ⅱ、UWB-Ⅲ和聚羧酸减水剂BSH-200等作为新型轻质浆液试验原材料。用正交试验方法研究各因素对容重、抗压强度、抗分散性等浆液性能的影响,优选配合比,同时进行现场试验验证,结果表明,该轻质浆液对管片上浮有明显的抑制作用。

土体位移监测中测斜管的安装工艺

测斜管的安装埋设,关系到测斜数据的可靠性。经过长期实践经验的积累,总结出1套测斜管的安装埋设工艺,包括测斜管的选择、连接、密封防水、埋设安装、注浆等流程。合理的测斜管安装操作,可有效地提高测斜管安装的成功率。