基岩化学固结灌浆
目前使用化学灌浆材料进行基岩固结的历史还不太长,尚无系统的成熟经验。在一定程度上,化学固结灌浆与水泥固结灌浆有共同的特性,因此可参照水泥灌浆的方法,结合需固结的基岩情况进行化学灌浆。
1地质情况调查和灌浆试验
使用化学浆材进行基岩固结灌浆之前,应在现场对固结对象进行调查。根据调查情况,如有必要和可能,则选择适当的部位进行化学灌浆试验,然后根据现场调查和灌浆试验结果,进行基岩固结灌浆的设计和施工。
1.1地质情况调查
地质情况的调查主要包括以下三个方面:
1.1.1地质构造
通过对地质构造的调查,了解需固结灌浆的部位是属于断层、破碎带,还是属于软弱夹层,或局部的岩石裂隙,并查明其分布范围和走向,或裂隙的数目、宽度、倾角。不论是何种处理对象,都必须搞清其裂隙中充填物的种类和密实程度,这些因素直接影响布孔方式和冲洗方法。
1.1.2岩性研究
岩性研究包括被灌部位岩石的种类、成份,以及力学性能等,因为这些性质与布孔形式及浆液配方的选择有关。
1.1.3基岩的渗透性
基岩的渗透性和地下水的活动情况直接与灌浆孔的布置和浆材的选择等有关,因此,应在灌浆前调查清楚。除通过钻孔压水了解基岩的渗透性外,还应了解地下水的活动情况包括地下水位、水流方向、速度和水质成分等。
1.2现场灌浆试验
为了做出合理的设计和施工方案,最好先在现场选择适当地点进行化学固结灌浆试验,以求得主要灌浆参数,提出适宜的灌浆工艺、和宜采用的灌浆机械与灌浆材料。
1.3灌浆材料的选择
化学灌浆材料品种虽多,目前用于基岩加固的,大多为环氧树脂材料。这是因为环氧材料的物理力学性能较好,且在潮湿的条件下灌注,也可得到较好的效果。
我国使用环氧浆材加固基岩是从70年代开始的,使用的环氧材料配方可根据具体要术和使用材料型号而定。
2灌浆孔的设计
2.1灌浆孔的布置
固结灌浆的布孔方式一般多为梅花型、方格型和六角型,也有采用菱形或其他各种型式的,可根据工程的实际情况,并参照水泥基岩固结灌浆的要求进行选择。
孔距的大小,应视岩层的裂隙分布和产状而定。一般对高倾角裂隙比较发育的岩层,孔距应小些(不大于3米)。对缓倾角的岩层或
接近水平的夹层地区,若透水性较大,孔距可适当加大。
2.2孔深
灌浆孔深度,视要求加固的岩层厚度而定。浅孔固结灌浆,孔深在5米左右,对某些特定夹层的加固,孔深应超过夹层。
2.3孔径
为了减少孔容占浆,原则上钻孔孔径越小越好,若由于施工机械的限制必须采用较大孔径时,可采取措施,如向孔中填入冲洗干净的小石子等,以减少孔容占浆。
3钻孔冲洗、压水和灌浆
3.1冲洗
钻孔冲洗完毕后,先用风、水轮换方式将孔中的岩粉冲出,然后进行洗缝。洗缝时,也可采用风水轮换方式,若相邻孔间裂隙串通,则应冲洗到相邻孔流出的水变清为止。对宜产生抬动的地层,冲洗时,应严格控制冲洗压力,必要时,应设置抬动观测装置进行监视。
3.2压水
冲洗结束后,进行压水试验,通过压水资料,选定适当的灌浆材料和配方,并大致估算总的配浆量。
压水过程中,如发现有的孔漏水量过大,应查明其原因,如果是大裂隙或空洞,则应先灌水泥。如压水漏量虽大,但大多从地面或局部地区涌出,这时应先封堵涌水部位,再进行压水。
3.3灌浆
3.3.1配制浆液 根据选用的浆材和配比进行配浆。对漏水量
较大的孔段,每次配浆量开始时可稍多一些,但当用环氧浆材时,一般不要超过15升。吸浆量逐渐减少时,配浆量亦相应减小。灌浆过程中,如吸浆量一直较大,可适当缩短浆液的胶凝时间。
3.3.2灌浆 可使用手揿泵、压浆筒或其他灌浆泵进行单液灌注。使用这些设备时,应严格控制灌浆压力,对易发生抬动的岩层,更应特别注意。对只能承受很低压力的岩层(0.2公斤/厘米2以下),可采用“自流灌浆”。
灌浆过程中,如发现浆液温度不断升高,并已无法使其降低时,应即配制新浆,进行灌注。
岩体固结灌浆的标准,一般以灌到岩层不吸浆或吸浆量小于0.01升/分时,即可结束灌浆。
灌浆结束后,将阻塞器上的阀门关闭,待浆液初凝后再拔出阻塞器,进行清洗。若拔出阻塞器以后,发现孔中浆液流失,孔内尚有漏水,则应进行补灌。最后用水泥砂浆封孔。
3.3.3劳动组合 化学固结灌浆的劳动组合,基本上与帷幕灌浆相同。
基岩化学固结灌浆
目前使用化学灌浆材料进行基岩固结的历史还不太长,尚无系统的成熟经验。在一定程度上,化学固结灌浆与水泥固结灌浆有共同的特性,因此可参照水泥灌浆的方法,结合需固结的基岩情况进行化学灌浆。
1地质情况调查和灌浆试验
使用化学浆材进行基岩固结灌浆之前,应在现场对固结对象进行调查。根据调查情况,如有必要和可能,则选择适当的部位进行化学灌浆试验,然后根据现场调查和灌浆试验结果,进行基岩固结灌浆的设计和施工。
1.1地质情况调查
地质情况的调查主要包括以下三个方面:
1.1.1地质构造
通过对地质构造的调查,了解需固结灌浆的部位是属于断层、破碎带,还是属于软弱夹层,或局部的岩石裂隙,并查明其分布范围和走向,或裂隙的数目、宽度、倾角。不论是何种处理对象,都必须搞清其裂隙中充填物的种类和密实程度,这些因素直接影响布孔方式和冲洗方法。
1.1.2岩性研究
岩性研究包括被灌部位岩石的种类、成份,以及力学性能等,因为这些性质与布孔形式及浆液配方的选择有关。
1.1.3基岩的渗透性
基岩的渗透性和地下水的活动情况直接与灌浆孔的布置和浆材的选择等有关,因此,应在灌浆前调查清楚。除通过钻孔压水了解基岩的渗透性外,还应了解地下水的活动情况包括地下水位、水流方向、速度和水质成分等。
1.2现场灌浆试验
为了做出合理的设计和施工方案,最好先在现场选择适当地点进行化学固结灌浆试验,以求得主要灌浆参数,提出适宜的灌浆工艺、和宜采用的灌浆机械与灌浆材料。
1.3灌浆材料的选择
化学灌浆材料品种虽多,目前用于基岩加固的,大多为环氧树脂材料。这是因为环氧材料的物理力学性能较好,且在潮湿的条件下灌注,也可得到较好的效果。
我国使用环氧浆材加固基岩是从70年代开始的,使用的环氧材料配方可根据具体要术和使用材料型号而定。
2灌浆孔的设计
2.1灌浆孔的布置
固结灌浆的布孔方式一般多为梅花型、方格型和六角型,也有采用菱形或其他各种型式的,可根据工程的实际情况,并参照水泥基岩固结灌浆的要求进行选择。
孔距的大小,应视岩层的裂隙分布和产状而定。一般对高倾角裂隙比较发育的岩层,孔距应小些(不大于3米)。对缓倾角的岩层或
接近水平的夹层地区,若透水性较大,孔距可适当加大。
2.2孔深
灌浆孔深度,视要求加固的岩层厚度而定。浅孔固结灌浆,孔深在5米左右,对某些特定夹层的加固,孔深应超过夹层。
2.3孔径
为了减少孔容占浆,原则上钻孔孔径越小越好,若由于施工机械的限制必须采用较大孔径时,可采取措施,如向孔中填入冲洗干净的小石子等,以减少孔容占浆。
3钻孔冲洗、压水和灌浆
3.1冲洗
钻孔冲洗完毕后,先用风、水轮换方式将孔中的岩粉冲出,然后进行洗缝。洗缝时,也可采用风水轮换方式,若相邻孔间裂隙串通,则应冲洗到相邻孔流出的水变清为止。对宜产生抬动的地层,冲洗时,应严格控制冲洗压力,必要时,应设置抬动观测装置进行监视。
3.2压水
冲洗结束后,进行压水试验,通过压水资料,选定适当的灌浆材料和配方,并大致估算总的配浆量。
压水过程中,如发现有的孔漏水量过大,应查明其原因,如果是大裂隙或空洞,则应先灌水泥。如压水漏量虽大,但大多从地面或局部地区涌出,这时应先封堵涌水部位,再进行压水。
3.3灌浆
3.3.1配制浆液 根据选用的浆材和配比进行配浆。对漏水量
较大的孔段,每次配浆量开始时可稍多一些,但当用环氧浆材时,一般不要超过15升。吸浆量逐渐减少时,配浆量亦相应减小。灌浆过程中,如吸浆量一直较大,可适当缩短浆液的胶凝时间。
3.3.2灌浆 可使用手揿泵、压浆筒或其他灌浆泵进行单液灌注。使用这些设备时,应严格控制灌浆压力,对易发生抬动的岩层,更应特别注意。对只能承受很低压力的岩层(0.2公斤/厘米2以下),可采用“自流灌浆”。
灌浆过程中,如发现浆液温度不断升高,并已无法使其降低时,应即配制新浆,进行灌注。
岩体固结灌浆的标准,一般以灌到岩层不吸浆或吸浆量小于0.01升/分时,即可结束灌浆。
灌浆结束后,将阻塞器上的阀门关闭,待浆液初凝后再拔出阻塞器,进行清洗。若拔出阻塞器以后,发现孔中浆液流失,孔内尚有漏水,则应进行补灌。最后用水泥砂浆封孔。
3.3.3劳动组合 化学固结灌浆的劳动组合,基本上与帷幕灌浆相同。