1、基岩化学帷幕灌浆为了截断大坝基础渗流,保证设计水头,以满足水库及坝工设计的经济效益;降低扬压力和防止集中渗流,确保大坝稳定和安全,在坝基上游部位,平行于坝轴线,用灌浆方法将浆液压入岩石裂隙或砂砾石层的空隙中去,形成一个类似帷幕形状的防渗条带。由于它的作用主要为防渗,故称为防渗帷幕。有关这方面的灌浆技术,称为防渗帷幕灌浆。过去防渗帷幕的灌浆材料主要为水泥,它应用于大坝防渗帷幕方面起了很大作用。随着工程上一些特殊问题的逐步暴露和要求日益提高,有的水泥帷幕不能完全满足设计要求,因此,将化学材料,特别是高分子材料应用于帷幕灌浆,其作用将更为重要,它在实际使用中已取得了较为显著的效果。1 灌浆前的准备工
2、作为更好地满足基础防渗帷幕的要求,在进行化学帷幕灌浆前,必须注意以下几个方面。.1.1 摸清地质情况在基岩帷幕化学灌浆前,首先应对整个基础的地质情况包括裂隙、断层、破碎带等影响大坝渗透稳定的主要地质缺陷和水文地质条件,进行调查研究,做到心中有数。这样才能决定是否有采用化学灌浆的必要和考虑相应的帷幕灌浆方案,以及施工工艺,以期取得较良好的防渗效果。1.2 了解坝工条件灌浆方案中采用的帷幕深度、孔距、排距和灌浆压力等参数均与大坝本身要求有极大的关系,因此在设计帷幕前,必须对坝工条件作深入的了解,以确定上述各种参数。如根据坝工要求,进行帷幕灌浆的目的,除防渗外,还有一定程度的补强要求,这样,在选择化
3、学灌浆材料时,就可将此因素考虑进去。此外,可根据坝工条件来确定帷幕的防渗标准,以及允许水力坡降,从而决定幕体的厚度。1.3 对水泥灌浆情况的了解化学灌浆,特别是基础化学帷幕灌浆,大都是在已做过水泥灌浆处理的基础上进行的。因此,在了解地质及坝工条件的同时,必须对过去水泥灌浆的情况与资料作全面了解与分析,查清水泥灌浆所以不能满足要求的原因:如裂隙太细,水泥灌浆时吸水不吸浆;或地下水流速较大,灌入的水泥浆易被冲走;或地下水对水泥有一定侵蚀性,缩短了幕体的使用年限等。根据这些来研究采用化学灌浆的可能性和必要性。1.4 灌浆材料的选择化学灌浆材料的品种较多,至于采用何者为宜,须视具体工程的要求而定。防渗
4、帷幕的主要作用在于防渗,对材料本身的强度要求不高,这样,选用丙烯酰胺、铬木素等化灌材料比较适宜,因其粘度低、可灌性好,其凝胶体的渗透系数小,抗渗性能好,用于基岩帷幕灌浆,效果较好。鉴于目前高分子化学材料的单价较高,因此,有的临时性工程,如水利工程的围堰基础防渗,矿井、隧洞的预注浆等,就可选用其他价格较廉的材料,如水玻璃与水泥的混合材料等,这方面国内有许多经验,均获得了良好的效果。对通过断层破碎带部位的基础帷幕,如果需要其具有一定强度,可选用聚合体有一定强度的材料,如聚氨脂材料,改性脲醛材料如丙强等。可是一般帷幕灌浆大都是水泥灌浆之后进行的,因此,起强度作用的骨架主要是依靠水泥,这在一定程度上可
5、以弥补化学材料本身强度不足的缺点。2 帷幕设汁2.1 帷幕深度坝基帷幕最好能深入基础到相对不透水岩层,而相对不透水岩层的标准,与坝高、坝型等有很大关系。一般情况下,坝高些,标准就高些。在相对不透水岩层埋藏比较深的坝址区,帷幕没有达到相对不透水岩层的,这样常需配合其他防渗措施,才能满足设计要求。总之,化学灌浆帷幕的深度,可参照水泥灌浆帷幕来考虑。2.2 帷幕钻孔的排数目前极大多数的化学灌浆常用于补充水泥灌浆的不足,因此,在设计时,应与水泥帷幕一起考虑。如设计水泥和化学帷幕各一排,二排水泥帷幕中间插一排化学帷幕;或者在某一段由于基础本身条件较差(如断层破碎带) ,在这一段内增设一排化学帷幕。在设有
6、一排水泥和一排化学帷幕时,化学帷幕是设在水泥帷幕的上游,还是下游,何者较好,这还是有待研究的问题。如化学帷幕设在上游,它除能补充水泥的防渗效果外,还有保护水泥帷幕不被环境水侵蚀的作用,以延长其使用年限,不过由于有的化学帷幕在水泥灌浆以后才设置,又因灌浆廊道内布孔位置的限制,常在水泥帷幕的下游增设一排化学帷幕。2.3 帷幕厚度基础帷幕的厚度主要是根据地质条件、帷幕允许水力坡降、大坝基础的防渗标准和幕体本身的密实性、稳定性而决定的。由于化学帷幕的抗渗性能好,因此在相同的允许水头下,化学帷幕的厚度可较水泥灌浆帷幕薄些。2.4 孔距与排距为了形成一个完整的抗渗性能好的帷幕体,孔距必须设计得合理。化学灌
7、浆材料的可灌性较好,扩散半径大,在理论上讲,设计的孔距一般应大些,但孔距大,势必会增加幕体的厚度,会耗用过多的浆液。由于大多是在水泥灌浆处理后或是在细微裂隙中灌注,故孔距一般也不会很大。根据目前一般的经验,化学灌浆的孔距约在 11.5 米之间,有的甚至还短些(如 0.5 米) 。当然孔距的缩小,虽可节省浆液,也会增加钻孔的工作量,这方面应很好地权衡其利弊。当帷幕由两排或多排钻孔组成时,它们的排距,可以根据孔距和幕体厚度的要求计算而得,但由于浆液在岩层中的扩散情况,常与理论计算不符,故一般常凭经验而定。2.5 孔径的选择在进行水泥灌浆时,孔径一般为 7591 毫米,检查孔的孔径要稍大些,如 11
8、0130毫米。对孔径的选择,习惯上认为孔径大一些,钻孔会遇到更多的裂隙,易获得较好的灌浆效果。化学灌浆时,一般也采用这种孔径钻进,但是,随之带来的问题是孔径大,灌浆时的孔内占浆量多,无效地耗用了较多的化学浆液。目前的趋势是向小口径的方向发展,如国外最近多采用孔径为 46 毫米的金刚石钻头钻孔,不仅钻进快,灌浆效果也好。对一般地质条件的岩层,钻孔又不很深时,多以同一孔径终孔,并不采用变径方式。3 帷幕钻孔的钻进、冲洗和压水试验帷幕灌浆的钻孔是一个很重要的工序,他直接关系到将来帷幕的质量和完整性,因此必须重视钻孔的各项工作。3.1 钻孔要求3.1.1 钻孔方法基岩的钻孔,一般有硬质合金钻进、钻粒钻
9、进和金刚石钻进等,根据岩层的硬度选择合适的钻孔方法。如 67 级以下的岩石,多用硬质合金钻进,7 级以上的多用钻粒钻进,对岩石质地坚硬而且较完整的,可用金刚石钻进。从钻孔的质量来说,金刚石钻孔为最好,它不但岩粉少,不易堵塞裂隙,而且孔壁光滑。3.1.2 钻孔方向帷幕钻孔的方向,取决于岩层的构造和裂隙的角度。最有利的钻孔方向是与裂隙面或岩层面垂直,这样,同样孔深的钻孔可以穿过较多的裂隙或岩层面,不但可节省钻进的工作量,而且灌浆效果也较好。在没有特定要求,不影响灌浆质量和不过多地增加钻孔工作量的情况下,为便于钻进和灌浆施工,帷幕钻孔特别是浅孔可尽量采用垂直孔。在某些特定条件下,要求钻斜孔时,就必须
10、按照设计所规定的倾斜度和方位角钻进,并保证其偏斜率不超过允许值,这样才易形成一连续性良好的帷幕,增强防渗效果。孔斜的测定,与水泥灌浆钻孔相同。在钻进中,必须严格按照设计的孔向钻进,尤其是深孔更要注意。钻进的具体要求,亦与水泥灌浆相同。3.1.3 注意事项3.1.3.1 必须按设计定位开孔,其误差一般不宜大于 10 厘米。3.1.3.2 孔位确定后,钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口段的孔向准确,因为这是全孔能按设计方向钻进的关键。3.1.3.3 及时了解孔斜情况,如果钻孔偏斜超过允许范围,应及时分析原因,并采取相应措施,便于及时纠正。3.1.3.4 当第一孔段灌浆结束,需继续往下扫孔钻进时,
11、应俟第一孔段灌浆结束 48 小时后进行,具体时间视所采用材料的性能而定。3.1.3.5 在对第、次序孔和检查孔钻进时,必须经常注意回水情况,并视回水中有无聚合体带出;仔细观察岩心的裂隙中有无浆液聚合体,及其充填和胶结情况,以便逐序了解灌浆质量和效果。3.2 钻孔冲洗钻孔冲洗是一个很重要的工序,它的目的是用压力水将孔底和粘附在孔壁处的岩粉、铁砂、碎屑以及在岩石裂隙或空洞中所充填的松软或风化的泥质充填物冲出孔外,或是将充填物推移到需要灌浆处理的范围以外,这样才能保证浆液很好地充填裂隙,起到防渗或加固作用。钻孔冲洗有单孔和群孔二种。单孔冲洗有高压水冲洗、高压脉动冲洗和扬压力水冲洗等三种,根据不同的冲
12、洗要求而选择。所谓群孔冲洗就是把两个以上的钻孔组成一个孔组,进行冲洗,它在实际工程上虽然取得了一些效果,但由于工艺比较复杂,技术上目前尚存在一些问题,所以只有对地质条件比较复杂的少数或个别地段,为了达到特殊要求和目的,才采用群孔冲洗。一般帷幕灌浆都采用单孔冲洗法。3.3 压水试验压水试验就是将水压入岩层,以测定其渗透性。压水试验的成果,是用单位吸水量 来表示,其计量单位为升分米米。实性上,因为相同的单位吸水率可能存在两种不同的情况:一种是岩层的裂隙多而细,另一种是少而宽。因此,它不能如实反映该段内各部位渗透性的真实情况,故所求得的单位吸水率只能代表该灌浆段的岩石渗透性的平均值。3.3.1 压水
13、试验的顺序一般钻孔段的压水试验大多采用自上而下的次序分段进行,也就是钻完第一段后,将阻塞器放在第一试验段顶部作试验,做完压水试验或灌浆结束后,再继续钻进。在孔深到达第二试验段底部时,将阻塞器塞在第一试验段底部做试验,依此类推,直至设计孔深。至于全孔综合压水,使用较少。3.3.2 压水试验段的段长为了便于施工和比较灌浆前后的防渗效果,压水试验段长与灌浆段长应一致。3.3.3 压力阶段和压力值一般常用的为一个压力阶段,即所谓简易压水试验,采用的压力为同段灌浆压力的7080。三个压力阶段的压水试验,可通过三个不同压力的五个阶段绘出压力与漏水量的关系曲线。化学灌浆一般是在水泥灌浆后进行的,单位吸水率已
14、较小,大都用简易压水试验方法。在同一区域内的压水试验压力应采用统一的压力标准,以便各孔段资料可相互比较。3.3.4 流量的稳定时间自压水试验开始到漏水量稳定的这段历时,称为压水过渡时间。过渡时间的长短主要决定于地质条件。流量达到稳定状态后所延续的时间,称为稳定时间。稳定时间一般为3060 分钟。稳定标准为达到稳定时间时,所有记录的漏水量数值,其最大流量与最小流量之差不大于诸流量读数平均值的 10。3.3.5 压力的计算压水试验压力,即指作用到试验段上的实际压力,又称全压力。它实际上是由数种压力所组成。3.3.5.1 当地下水位在阻塞器以上时。压力的组成如下式:Hh 1h 2式中H-压水压力,换
15、算成水柱高(米) ;h1-压力表指示压力,换算成水柱高(米) ;h2-压力表至地下水位的水柱高(米) 。3.3.5.2 地下水位在压水孔段之内时。压力的组成见下式:Hh 1 十 Sx式中H-压水压力,换算成水柱高(米) ;h1-压力表指示压力,换算成水柱高(米) ;S-阻塞器以上的水柱高(米) ;x-自阻塞器底起向下至压力起算点的距离,其计算式为:x(L 一 )2L-压水试验孔段长;-孔段内的地下水深。4 灌浆工艺4.1 灌浆方法由于化学浆液是真溶液,无颗粒,不存在象水泥颗粒那样的沉降现象,所以一般都采用纯压法灌浆。就是灌入灌浆段内的浆液,都注入岩层的缝隙中去,不再从灌浆段内返出循环。化学灌浆
16、通常有单液和双液法两种。单液法就是将浆液的所有组份都混在一起,用灌浆机械进行灌注,俗称泵前混合。双液法是将浆液配成两大组分,分别用灌浆机械由二路输送至孔口混合装置,而后灌入裂隙,俗称孔口混合(也有在孔底进行混合的) 。这两种方法可根据所需的浆液胶凝时间和进浆量的大小进行选择。在帷幕灌浆时,为了使浆液在一定压力下,扩散得远一些,可使浆液的胶凝时间较长些(30 分钟以上) ,因此,采用单液法较多。两种方法的主要特点比较如表 1 所示。表 1 单液法与双液法的比较单 液 法 双 液 法1. 适用于进浆率较小的孔段2. 适用于胶凝时间较长的浆液3. 浆液配比(甲、乙液之比)较精确4. 易堵塞设备与管路
17、5. 灌浆后必须拆洗整套设备与管路6. 一般水泵或灌浆泵均能使用7. 可能造成浆液的浪费1. 不受进浆率大小的限制2. 不受浆液胶凝时间长短的限制3. 浆液配比可能有误差4. 不易堵设备,仅可能堵住混合器以下的管路5. 灌浆后,设备管路冲洗方便6. 要求用计量泵,能调节流量7. 不会有剩余的已经混合浆液,浪费小4.2 灌浆次序化学灌浆施工次序的原则与水泥灌浆基本相同,也是采用逐渐缩小孔距的方法,就是一般所谓的逐步加密法。同时,根据各序孔的单位吸浆量和单位吸水率的成果分析,可作为逐序检查灌浆质量的参考。对多排孔帷幕的施工次序,如在设计时,已考虑水泥和化学帷幕共同作用,那首先应灌水泥帷幕排。如设计
18、多排孔的化学灌浆帷幕时,则可先灌下游排,后灌上游排(两排) ;或先灌下游排,后灌上游排,最后灌中间排(三排) 。总之,在排序上也采用逐渐加密的原则。帷幕孔,一般以 3 个次序较多,第次序孔距多为 34 米,这样最终孔距为 0.751米。4.3 灌浆方式化学灌浆方式可分两种,一是钻孔深度在 10 米以内,地质条件良好,岩石完整,漏水量又小的,可全孔一次灌浆。另一是分段灌浆。前者施工比较简单,现就后者的具体要求分别叙述如下:4.3.1 自上而下分段灌浆这种方法是钻一段灌一段,直至设计孔深。其优点为:受灌段上部先灌浆后,可防止浆液在孔内越塞返浆;便于逐段升高压力,以利浆液的扩散和裂隙的充填;可以提高
19、帷幕灌浆质量。它的缺点是钻机迁移次数多,钻孔易偏斜;一段灌浆后需用一定时间待凝。因此,施工期较长,且孔内耗浆多。综合比较,自上而下的方法因质量好,一直为大多工程所采用。4.3.2 自下而上分段灌浆将钻孔一直钻到设计孔深,然后自下而上逐段进行灌浆。在岩石比较完整,裂隙不很发育,渗透性不很强的岩层,可考虑采用此法灌浆。4.4 灌浆段长灌浆段的长度,根据裂隙发育及破碎情况而定。理想的孔段,其中裂隙的大小程度比较均一,但实际上由于地质情况的多变性和复杂性是不可能满足这个要求的,故在必要时,应缩短灌浆段长,尽量使同一孔段内的裂隙大小,有一定程度的均一性,这样施工比较方便,有利于灌浆质量。一般灌浆段长在
20、5 米左右。如灌浆部位裂隙的大小很不均匀,或岩层破碎较甚,裂隙较多,则需将段长缩短至 13 米。对坝体混凝土和基岩之间的接触段,则需单独进行灌浆。如果岩层较好,渗透性较弱的地层,则段长可适当放长至 10 米左右。4.5 灌浆压力灌浆压力的大小与岩层中裂隙大小,结构强度,以及灌浆部位上覆层的重量有关。对于混凝土坝,其帷幕灌浆应在浇筑一定厚度的坝体混凝土后施工,这样可提高灌浆压力。一般认为灌浆压力在帷幕表层段不宜小于 11.5 倍水头,在底部宜为 23 倍水头,但还必须通过岩石的具体情况和对帷幕的要求,或参考同类灌浆工程的经验来选定压力,最好是通过灌浆试验来决定。由于化学浆液的粘度较低,一般认为灌
21、浆压力可低些,以免浆液扩散过远,造成浪费。可是根据一些工程实践,大都采用与水泥帷幕灌浆相接近的灌浆压力。为防止浆液扩散过远,采取缩短浆液胶凝时间的措施,这样对细微裂隙灌浆的效果更容易得到保证。灌浆压力还必须随灌浆段的逐渐加深、而逐段提高,以获得更好的灌浆效果。总之,掌握灌浆压力的原则为:在不破坏岩层结构的条件下,有效地将浆液压入岩石裂隙中,尽量满足帷幕体的需要,以达到灌浆设计的目的。4.6 浆液的配制目前基础帷幕灌浆的材料,主要有丙烯酰胺、铬木素、聚氨脂、中化一 798、YDS 等材料。用这些材料配制浆液的方法,大同小异,均根据一定比例进行配浆,其中有时还须结合工程的实际情况,予以调整。4.6
22、.1 浆液胶凝时间的决定配制浆液时,应参考该灌浆段的压水试验资料、泵的压送能力,来决定所配浆液的胶凝时间。使在一定压力下,浆液有充分时间将设计帷幕体很好充填,而又不使浆液扩散太远。由于化学灌浆处理的岩层,大多经过水泥灌浆,岩层的单位吸水率值已经不大,故浆液的胶凝时间一般控制在 3060 分钟即可。4.6.2 浆液浓度的选择丙烯酰胺类和铬木素的浆液是水溶性的,在一定条件下,容易被地下水所稀释,因此浆液浓度可适当提高,如丙烯酰胺类浆液的浓度,可由通常的 10提高至 1215;铬木素浆液,则用固体物含量较高的配比。4.6.3 浆量的估算由于一般岩层的结构较为复杂,准确地计算配浆量是困难的,不过大体上
23、可从岩层的单位吸水率和选定的浆液胶凝时间来估算大致的配浆量。4.7 灌浆步骤相对来说,帷幕灌浆的吸浆量比一般混凝土裂缝堵漏的要大,故大多用电动灌浆泵灌注,并根据灌浆方式,选用泵型。如用单液法灌注,则采用流量和压力比较适合的通用灌浆泵即可,有条件的可将与浆液接触的部件用不锈钢制做,以防腐蚀和影响浆液胶凝时间。如有双液法灌注,则必须用流量和压力比较适合的计量泵。最好配有无级调速装置,使在一定压力下,能较好地控制进浆量。也有用计量泵进行单缸单液灌浆的。这样,当发生机械故障时,另一缸就马上投入运转,使灌浆不致中断。灌浆泵在施工现场放置的位置应尽量靠近孔口,以减少管路占浆。两种灌浆方式的操作步骤如下:4
24、.7.1 单液灌浆法一般单液灌浆法的主要步骤为:4.7.1.1 按实际工程需要安装管路装置。4.7.1.2 阻塞器下端连接射浆管,射浆管底端离孔段底约 3050 厘米。为了减少孔内占浆,射浆管外安有木质或塑料硬管等装置。阻塞器有孔内循环式和纯压式两种,但不论采用何者,浆液均不循环。若使用的是循环式阻塞器,则在灌浆过程中,将其外管出口的阀门关闭,造成不循环的条件。4.7.1.3 将阻塞器下入孔内至要求位置,并胀紧阻塞器。4.7.1.4 根据要求,进行一个压力阶段的压水试验。4.7.1.5 当孔段的单位吸水量不太大和采用循环式阻塞器时,灌浆前,外管进风,内管排水。再打开外管出口阀门,然后进浆。进入
25、的浆液将孔内积水从外管排至孔外,待估计孔内积水接近排完时,关闭外管出口阀门(注意切勿使浆液进入外管) ,这时正式开始灌浆。如用纯压式阻塞器,则可先松开阻塞器,在开始进浆时,将孔内积水越过阻塞器排出,待估计进浆量与孔内积水相近时,再胀紧阻塞器(切勿使浆液排至阻塞器上端,否则会造成阻塞器不能起拔的事故) ,继续进浆。这种方法的缺点是,如遇到岩层地质条件较差的孔段,有时会发生阻塞器不易再次与孔壁紧贴,造成冒浆的现象。当吸浆量较大时,孔内积水不必排出,直接即可进浆。4.7.1.6 分批将浆液按组分混合,每次混合浆液不宜过多,能满足连续灌浆即可。在灌浆过程中,定时测定混合浆液的胶凝时间,以了解浆液性能是
26、否符合要求。4.7.1.7 灌浆正式开始后,最好使尽快地达到最大灌浆压力。4.7.1.8 当孔段吸浆量逐渐减少,或估计浆液的胶凝时间即将到达时,有的采用以水顶浆的方法,以节省浆液和减少管路被堵现象。在到达结束标准时,立即打开孔口冲洗支管的阀门,冲洗灌浆泵和管路。4.7.1.9 松开阻塞器,连同管路提出孔外,并清洗所有孔内管路。4.7.1.10 在整个灌浆过程中,应认真做好现场记录。4.7.2 双液灌浆法双液法灌浆时,根据甲、乙两液贮浆桶内浆液面所在标尺的刻度数,或根据输送甲、乙液的管路上所安设的流量表的读数,随时调整二个缸的活塞行程(计量泵) ,以准确控制甲、乙两液的混合比例。并定时在孔口取样
27、,测其胶凝时间,发现问题立即调整。双液法灌浆所用的孔口装置与单液法相同。4.8 灌浆结束标准化学灌浆的结束标准与水泥灌浆有所不同,化学灌浆时,由于浆液的特性,有时可以达到吸浆量为零的,所以化学灌浆应该以达到不吸浆为结束标准,或吸浆量下降至0.10.3 升分(按段长 5 米考虑) ,进行闭浆。在设计压力下,如吸浆量虽已逐渐下降,但下降不多,且较长时间未能达到结束标准时,可适当调整浆液的胶凝时间,促使提前胶凝。此外,也有用定量的浆液来进行化学灌浆的。即根据岩层的地质情况和压水试验资料,计算所需浆量,当此浆量全部灌入孔段后,灌浆即告结束。这种方法虽然在灌浆工艺上是比较简单的,但只有对地质条件了解得十
28、分清楚的情况下才可采用。4.9 管路冲洗灌浆结束后,所有管路及设备应立即泵送清水或其他溶剂进行清洗。一般情况下,如灌的是丙烯酰胺浆液,由于孔口管路内的浆液已经凝胶,可采用高压水进行顶压,将其凝胶体从管内挤压出去,有的也采用木工用的钻头,用钢筋接长后,逐渐钻入管内,破坏凝胶体,再用压缩空气冲出,最后用清水冲洗。还有使用一种特制压风通管器,只需 20 秒钟,即可将一根 2 米长管子内的丙烯酰胺凝胶体清除得很干净。在清洗泵时,应注意泵体内的一些死角。各种阀门,如单向阀、三向阀在进行数次灌浆后,应打开清洗,去除所积的凝胶体。5 灌浆资料整理和劳动组合5.1 灌浆记录在整个灌浆过程中,为了详尽而真实反映
29、情况,便于在分析资料,评价灌浆质量时有所依据,必须做好以下记录工作:5.1.1 自钻孔开始直至灌浆结束、封孔为止,必须按规定表格逐栏填记。5.1.2 钻孔记录上需详细记载有无异常现象,特别是钻第、次序孔时,注意有无凝胶体,并注明其发现位置。5.1.3 孔内冲洗,应详细记载回水情况。5.1.4 压水试验时,注意有没有反常现象,如发现,应及时查明原因,并详细记录。5.2 资料整理化学灌浆完成后,应即将灌浆资料(包括钻孔、冲洗、压水等)进行整理,整理内容有:5.2.1 孔位平面布置图。5.2.2 压水试验成果一览表。5.2.3 灌浆成果一览表。5.2.4 不同灌浆次序的单耗递减情况。5.2.5 单位
30、吸水率与单耗的关系。5.2.6 灌浆压力、灌浆时间与单耗的关系。5.2.7 综合总剖面图。5.2.8 灌浆前、后帷幕线渗透剖面图。5.3 劳动组合目前,化学灌浆还是一项新技术,对它的要求比一般水泥灌浆要高,这就需要组成一支操作比较熟练的队伍来担负这一工作。由于帷幕化学灌浆的工艺与水泥灌浆大体相似,因此,只要从事水泥灌浆的人员,经一段时间的培训,即可担任化学灌浆工作。一般化学帷幕灌浆,除钻孔工作外,每班可另行配置灌浆人员 68 人。6 化学帷幕灌浆中应注意的事项6.1 浆液胶凝时间的控制环境温度对浆液的胶凝时间有很大的影响。钻孔内地下水温与室温一般是不同的,因此浆液胶凝时间的测定,须在与地下水温
31、相接近的条件下进行,这样测得的结果才能与实际情况相符,否则不是早凝,就是晚凝,都影响灌浆质量。6.2 孔内积水问题孔内积水,如在灌浆前不予排除,则会稀释灌入的浆液,直接影响灌浆质量。特别是渗透性较弱的孔段,当浆液进入充满积水的这种孔段时,势必被积水所稀释,因此,必须在灌浆前,将积水排除。6.3 灌浆中断的处理问题化学浆液的胶凝时间较水泥要短的多。在灌浆过程中,如因发生事故而中断,对该孔段的灌浆质量,有极大的影响,甚至成为废孔段。这就要求在灌前充分做好各项准备工作,特别是检查泵的运转是否正常,管路的接头部分是否牢固等,在经过检查认为完全符合要求后,才能进浆。一般灌浆中断的原因有:6.3.1 灌浆
32、机械发生故障,或阀门不灵活,造成进出浆不正常。6.3.2 灌浆管路因耐压不够发生爆裂,或软硬管之间的连接不牢,造成接头崩脱事故。6.3.3 阻塞器阻塞不严密,造成越塞冒浆。6.3.4 工地因故突然停水停电。遇到灌浆中断,首先应查明原因,并尽快设法恢复进浆,如修复时,浆液已经胶凝,则该孔段只能报废。6.4 钻孔内大量涌水问题已经蓄水的水库进行帷幕灌浆时,对有涌水的钻孔,临近结束时应确保在规定的结束标准下,结束灌浆。因为在灌浆结束前,如浆液还未胶凝,则有可能被承压水冲走或稀释,严重影响灌浆质量。如果遇到特大的涌水压力或涌水量时,应采取有效措施,如缩短浆液的胶凝时间,延长闭浆时间,或化学浆液与水泥混
33、合使用等。6.5 露天施工问题如前所述,浆液的胶凝时间与环境温度有很大关系。在露天施工,如遇天晴,特别是炎热的夏天,所用的设备及管路应采取遮蔽措施,以免受阳光直接曝晒而影响浆液的温度。有的灌浆材料对阳光还有一定的光敏作用,会促使浆液提前胶凝,如丙烯酰胺浆液受阳光的影响较大,甚至在不加引发剂的情况下,浆液也会很快的胶凝。如遇雨天,则聚氨脂浆液要避免与水接触,否则亦会发泡胶凝。因此,化学灌浆应尽量在棚内施工。6.6 灌浆压力的控制化学灌浆开始进浆后,灌浆压力的控制一般有两种:一种为较短时间内,将压力上升到设计灌浆压力,使一些微细裂隙也能进入浆液,充填较实,并可增大有效扩散范围。另一种是开始灌浆时,
34、使用较低的压力进浆,然后逐级上升至设计灌浆压力。目前较多采用的是前者。只有在基础岩层透水性较大,进浆量较多的情况下,才采用后者。6.7 射浆管的长度在化学灌浆中,虽然浆液是真溶液,不会在孔段内发生沉降现象,但射浆管也要长一些为好,因为这样浆液从接近孔底的射浆管出口处排出,灌浆压力由下逐渐向上传递,使原积在孔内的地下水,有一个良好的排出条件(无论是从孔外排出,还是进入裂隙排出) ,这时孔段内浆液被水稀释的可能性就小些。如射浆管较短,浆液在灌浆孔段上端排出,这时势必要与水混合后才进入裂隙,引起浆液的稀释可能性就大,因此,采用前者,更能保证灌浆质量。6.8 孔内占浆化学灌浆材料价格较高,灌浆时,除应设法尽量减少管路占浆外,孔段内的占浆亦应设法减少。如按 91 毫米的钻孔计算,孔内占浆每米约为 6.6 升,即是价格相对比较便宜的丙烯酰胺浆液,每米也要多化 10 多元。为了节约浆液消耗,许多灌浆单位采用了不少办法来减少孔内占浆量。如在丙烯酰胺灌浆时,用木质外套,塑料硬管或木屑水泥块等包在射浆管外面,随射浆管下入孔内,使孔内占浆可减少到 1.52 升米,节省浆液 75。也有孔段内投砾石(缩短射浆管)的方法,以减少孔内占浆的。这虽能收到减少孔内占浆的效果,但因充填的砾石有可能堵塞部分裂隙,从而灌浆质量会受到影响。另外缩短了射浆管,亦可能发生上述影响灌浆质量的情况,这也是不利的一面。
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