談農(nóng)田水利工程水泥灌漿方法

才金亮

灌漿是水工建筑物巖石地基防滲處理的主要手段。水泥漿效果可靠.灌漿設(shè)備和材料成本不高，是最常用的灌漿漿液；水泥黏土漿成本低廉，但強(qiáng)度不高，多用于砂礫石層的防滲灌漿或強(qiáng)度要求不高的巖基灌漿。

1、灌漿方法

主要有自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法及孔口封閉灌漿法：當(dāng)前我國多采用孔口封閉灌漿法。但已灌各段重復(fù)灌漿引起地層的多次漿力劈裂造成灌漿時(shí)很大的水泥浪費(fèi)，尤其在深孔灌漿時(shí)第一段和最后一段壓力相差很大，使第一段常常發(fā)生地面冒漿等事故；在病險(xiǎn)水庫壩肩進(jìn)行灌漿時(shí)需穿透壩體，過高的壓力會(huì)引起壩體變形等問題。因此對(duì)病險(xiǎn)水庫的防滲灌漿方法需做出單獨(dú)規(guī)定。

2、灌漿方式

“應(yīng)優(yōu)先采用孔內(nèi)循環(huán)法灌漿”。循環(huán)式帷幕灌漿是把漿液壓入鉆孔以后，一部分進(jìn)入巖層縫隙中，另一部分由回漿管路返回拌漿筒中。該方法一方面使?jié){液始終保持循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)，可以防止泥漿沉淀，灌漿效果好；另一方面又可以根據(jù)進(jìn)漿漿液比重的差值，判斷巖層的吸漿情況。它要求射漿管插入到距孔底不大于 50cm處，以保證剩余的漿液從孔底向上流動(dòng)，阻止?jié){液在孔中沉淀。它不適宜于孔徑小于65cm的鉆孔；隨孔深的加大，施工越感困難；出現(xiàn)“埋射漿管”事故的機(jī)會(huì)較多。以往大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，循環(huán)式灌漿并不能十分有效地防止?jié){液沉淀。例如，當(dāng)吃漿量較大，需灌注稠漿時(shí)，凡歷時(shí)達(dá)2h以上者，很可能會(huì)發(fā)生“固管”事故。只在有可能塌孔、涌人泥砂等個(gè)別不良地層中才子采用；在他們的有關(guān)文獻(xiàn)中很少強(qiáng)調(diào)過要用循環(huán)式灌漿。而純壓式帷幕灌漿是把漿液一次性壓入鉆孔，再擴(kuò)大到巖層縫隙里。該法施工設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，雖漿液流動(dòng)速度相對(duì)較小，容易產(chǎn)生沉淀，并堵塞巖層縫隙和管路，影響灌漿效果，多用于吸漿量大、并有大裂隙存在和孔深不超過15m的情況，但純壓式灌漿它的特點(diǎn)是：漿液進(jìn)入孔內(nèi)后，即不能再返回灌漿泵來：除被地層空隙吸收的以外，剩余的便留在孔中；在灌漿孔外和灌漿泵的附近，都還要再裝上1根回漿管，以便將剩余的漿液再循環(huán)回來，繼續(xù)使用。

3、灌漿壓力

灌漿壓力是控制灌漿質(zhì)量的重要指標(biāo)，與孔深、巖層性質(zhì)和灌漿段上有無壓重等因素有關(guān)，可根據(jù)不同的計(jì)算公式得出參考值，也可參考類似工程所用值進(jìn)行設(shè)計(jì)，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)確定。對(duì)灌漿壓力和注漿率的掌握，應(yīng)執(zhí)行這樣一條原則：當(dāng)?shù)貙映詽{量很大、在低壓或“無壓”下即能順利地注入漿液時(shí)，應(yīng)控制注漿率不能太快；當(dāng)?shù)貙映詽{量較小、注漿困難時(shí)。應(yīng)盡快將壓力升到規(guī)定值，不能長(zhǎng)時(shí)間在低壓下灌漿：注漿率控制的大小，要考慮兩方面的條件：一是地層條件。對(duì)軟弱、多具水平向裂隙的淺部巖層，應(yīng)當(dāng)小些，以不大于20L/min為宜；對(duì)于堅(jiān)硬和深部巖層，可適當(dāng)大些，以不大30L/min為宜。一般說來，大量吃漿并非都是有很大的空洞未被灌滿，而常常是沿著連通得很遠(yuǎn)的裂隙跑到了該灌的范圍以外，從或明或暗的“露頭”漏失掉了。在此情況下，采用細(xì)流慢灌可促使?jié){液在近處沉淀、淤塞而不必?fù)?dān)心充填距離的不足。二是設(shè)備和人員工作條件，當(dāng)前我國通用的150L和200L高速漿液攪拌機(jī)，從加料到攪拌均勻至少需3-5min，因此若將注漿率加大到50L/min以上，實(shí)際上是做不到正常供漿的。注漿率過大，將導(dǎo)致人員忙亂、配料不準(zhǔn)、拌漿質(zhì)量降低、設(shè)備負(fù)荷加大、事故增多。從有利于將裂隙充填飽滿、密實(shí)的角度考慮，灌注速率稍慢一點(diǎn)更加有利，這樣可使?jié){液有更多的時(shí)間和機(jī)會(huì)排除多余水分，形成更加密實(shí)的結(jié)石。

4、漿液的變換

灌注漿液應(yīng)遵循由稀到濃，逐級(jí)變換的原則。漿液水灰比可采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1或0.5：1等6個(gè)比級(jí)，遇注入率大時(shí)，也可越級(jí)變濃。水泥漿體中的水有兩方面的作用。（1）與水泥顆粒起水化反應(yīng)，使之凝結(jié)硬化。（2）使水泥漿體具有足夠的分散性和流動(dòng)性，這時(shí)水對(duì)水泥顆粒起著分散和運(yùn)載作用。超過水泥水化水以外的那部分水，在它完成顆粒分散和運(yùn)載作用之后，即成為“多余水”了。“多余水”容易造成水泥顆粒在漿體中的沉淀分層，影響漿體的穩(wěn)定性和水泥漿液結(jié)石性能，導(dǎo)致充填水泥的連續(xù)性中斷，形成空囊、水泡及泌水通道。當(dāng)水灰比由0.5逐漸增大到0.85時(shí)，漿液的粘度、粘聚力和比重逐漸減小，初凝時(shí)間增長(zhǎng)，析水率增大?？梢姕p小水灰比使用稠漿能改善漿液的穩(wěn)定性，但減小水灰比，又可使粘聚力增大，漿液的流動(dòng)性變差。

（作者單位：150700 黑龍江省延壽縣中和灌區(qū)管理站）