淺談膨潤土水泥漿在微細(xì)裂隙地層帷幕灌漿工程中的應(yīng)用

方克禮

【摘 要】在某水利工程中，出現(xiàn)了微細(xì)裂隙，由于該裂隙處于較為發(fā)育的地層，這就意味著我們在填充微細(xì)裂隙的過程中并不能采用普通的水泥，若是采用磨細(xì)水泥進(jìn)行填充，雖然這種水泥施工效果良好，但是其成本極高，并不能有效控制其投資。據(jù)此，我們采用了一種價格相對較低的膨潤土水泥漿進(jìn)行施工，通過帷幕灌漿的方式來填充工程中的微細(xì)裂隙，根據(jù)檢查分析，該效果良好，達(dá)到了設(shè)計的要求。本文就膨潤土水泥漿在微細(xì)裂隙地層帷幕灌漿工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供相關(guān)技術(shù)人員參考。

【關(guān)鍵詞】膨潤土水泥漿；微細(xì)裂隙；帷幕灌漿；應(yīng)用

x 隨著社會的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，施工技術(shù)也有了明顯的發(fā)展。在土木工程中“納米”技術(shù)以成本低、適用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在各個工程建設(shè)中，尤其是在水利工程中。某中型水利工程的壩型屬于粘土心墻石渣壩型，其壩高為61.0m，最大容量為1525萬m3，該工程的建立主要是以農(nóng)業(yè)灌溉為主，其設(shè)計的灌溉面積為1820hm2，以防洪保護(hù)為輔，主要是對下游居民以及農(nóng)田起到防洪保護(hù)作用，保護(hù)面積為4.0km2。

然而在此水庫的壩基中，出現(xiàn)了微細(xì)裂隙，由于該位置的地層較為發(fā)育，所以如果采用普通水泥并不能對其完全的填充，根本不能夠達(dá)到設(shè)計的要求。若是采用磨細(xì)水泥進(jìn)行填充，雖然這種水泥的填充效果很好，但是它的施工成本以及材料成本非常高，給控制施工投資加大了難度。據(jù)此我們通過“納米”技術(shù)，采用了價格相對較低的膨潤土水泥漿進(jìn)行灌漿施工，這種材料及時將膨潤土直接摻入到普通水泥中，通過充分的攪拌，其強(qiáng)度及剛度都達(dá)到了設(shè)計的要求。通過分析表明，該施工效果良好，滿足了設(shè)計的要求。

1.工程地質(zhì)條件

本工程地處較為復(fù)雜的地形中，構(gòu)造斷裂縱橫交錯，主要由近北西向的壓性或壓扭性斷裂組成。在該工程中，地震活動相對較為頻繁，其基本濃度達(dá)到了8度以上，地震動峰值加速度為0.20g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45s。

壩基巖體左岸（下盤）為白云質(zhì)灰?guī)r，右岸（上盤）為氏白云巖、灰質(zhì)白云巖，F(xiàn)6為張扭性斷層，對兩盤巖體的破碎作用不強(qiáng)烈，構(gòu)造破碎帶后期充填膠結(jié)較好，壩基的承載能力滿足建壩要求?；鶐r上覆第四系松散層，厚度不均勻，物理力學(xué)指標(biāo)較差。

2.膨潤土水泥漿方案的選用

在該工程中，我們采用了帷幕灌漿的方式來對壩基以及左岸進(jìn)行施工，為了使帷幕灌漿方法達(dá)到該工程的施工要求，使其具有可行性，施工人員決定對工程進(jìn)行分階段實施，其施工措施如下：

（1）第一階段：施工人員在工程中布置了3個試驗區(qū)，總的工期為103天。在本實驗區(qū)中，其孔距為2.5m，屬于單排孔。所以我們初步?jīng)Q定采用分段卡塞灌漿法進(jìn)行施工。但是在實際工作中，由于該地層相對比較松軟，采用高壓卡塞極容易卡住，這種方法也就不適合該工程，所以我們采用了孔口封閉法進(jìn)行帷幕墻的灌漿施工。并且我們采用的水泥漿液為6級的漿液。通過試驗，我們得到了以下結(jié)論：如果我們在灌漿過程中采用的是普通的水泥漿液，雖然能夠?qū)⑷齻€試驗區(qū)的巖體的裂隙堵住，也降低了巖體的透水性，但是涉及的防滲要求是不能超過5Lu，這一試驗并不能夠?qū)崿F(xiàn)，而且工程中的微細(xì)裂隙都不能完好的填充，因此分段卡塞灌漿法滿足不了工程的施工要求。如果我們采用孔口封閉法進(jìn)行施工，那么極有可能使水泥漿液的回漿失水變濃，這就在一定程度上加大了施工難度，所以我們必須要采用新的試驗，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整施工工藝的參數(shù)，保證灌漿材料的質(zhì)量，從而保證其填充質(zhì)量。

（2）第二階段：施工人員在工程中布置了1個試驗區(qū)，總體工期為46天，在本實驗區(qū)中，其孔距分為三種：1.5m、2.0m、2.5m，屬于單排孔。所以我們將該區(qū)域分為了兩個灌漿區(qū)域：膨潤土水泥漿灌區(qū)以及復(fù)合漿液（膨潤土水泥漿+化學(xué)漿材）灌區(qū)。我們對該區(qū)域中的各個孔洞進(jìn)行編號，其范圍是GK175～GK183之間，我們對GKl75、GKl79、GKl83號孔洞分為膨潤土水泥漿灌區(qū)，采用膨潤土水泥漿進(jìn)行灌漿施工；GKl80～GKl82孔分為復(fù)合漿液灌區(qū)。另外，由于該區(qū)域水泥漿液很容易出現(xiàn)回漿失水變濃的現(xiàn)象，所以我們又在GK175～GK179這五個孔進(jìn)行分段卡塞灌漿法以及模袋組塞灌漿法進(jìn)行施工；對GK180～GK183這四個孔采用孔口封閉法進(jìn)行灌漿施工，我們得到以下結(jié)論：如果當(dāng)我們根據(jù)孔距布置灌漿區(qū)域時，如果孔距小于2.0m，那么我們可以采用膨潤土水泥漿灌注法進(jìn)行灌注，這樣就能夠保證巖體的透水性得到設(shè)計的要求。通過試驗，采用這種方法效果良好，具有可操控性的優(yōu)點(diǎn)。

由上可知，我們在本工程中決定采用膨潤土水泥漿灌漿法和孔口封閉法進(jìn)行灌漿處理。

3.原材料及配合比

（1）水泥：在本工程中，我們需要采用的是P·042.5的普通硅酸鹽水泥。

（2）膨潤土：采用的是二級鈉基膨潤土。

（3）配合比。

在本工程所采用的膨潤土水泥漿也就是施工人員通過設(shè)計的比例，采用適量的膨潤土與水泥進(jìn)行合理的配置，從而增強(qiáng)水泥漿液的可灌性。所謂膨潤土也就是一蒙脫石為主要成分的粘土，當(dāng)這種土壤與水混合時，土壤的顆粒就會分散，并且會形成一種膠體，由于該土壤中的粘粒含量大于普通粘土，所以當(dāng)我們在其中摻入水泥漿時，膨潤土就能夠有效的紙質(zhì)水泥漿中顆粒的沉降，從而保證水泥漿液的穩(wěn)定性。

4.施工工藝

4.1鉆孔

首先需要對空位進(jìn)行布置，呈單排布置，并且控制其孔距為2.0m。鉆孔采用地質(zhì)鉆機(jī)、金剛石鉆頭或合金鉆頭、清水鉆進(jìn)工藝。灌漿孔及檢查孔開q=L孔徑均為91mm，終孔孔徑均為75mm。

4.2鑲鑄孔口管

各孔均鑲鑄孔口管，非灌段鉆孔結(jié)束后，下入cb89的鋼管并導(dǎo)正，向管內(nèi)注入0.5：l的純水泥漿液，直至從管壁外側(cè)返出后待凝48b。

4.3膨潤土水泥漿灌注

采用自動集中制漿站制備漿液，水泥、膨潤土等固相材料及加水量均采用稱重法稱量，稱量誤差小于5%。漿液在施工前過篩，自制備至用完時間小于4h。

灌注漿液由稀到濃逐漸變換，先灌注水固比5：1的膨潤土水泥漿液，當(dāng)漿液注入量達(dá)到600L以上，或灌漿時間已達(dá)lh，而灌漿壓力和注漿率均無改變或改變不顯著時，改濃至4：1的漿液灌注。

5.質(zhì)量檢查及成果分析

5.1質(zhì)量檢查

該次施工共布置了36個檢查孔，檢查孔均分段做三點(diǎn)法壓水試驗。共完成壓水試驗521段，合格515段，合格率98.8%，滿足設(shè)計要求。

5.2成果分析

灌漿洞各次序孔的平均單位注灰量雖然有反常情況，但基本還是遵循逐序、逐排遞減的規(guī)律，說明隨著灌漿次序的增進(jìn)，巖體逐漸被灌注密實。

6.結(jié)語

膨潤土水泥漿液的可灌性較好，具有良好的流動性和可控性，有利于地層內(nèi)微細(xì)裂隙的漿液灌注。某水庫工程微細(xì)裂隙較為發(fā)育的灰?guī)r地區(qū)采用膨潤土水泥漿液灌注，經(jīng)檢查和驗證，是可行的。取得了較好的效果，達(dá)到了預(yù)期目的。

【參考文獻(xiàn)】

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