水泥_水玻璃灌浆在汪甸防护堤防渗处理中的应用

本工程属于动水条件下漂卵石层帷幕灌浆，为控制 浆液不致流失太远，必须使浆液在合适的时间内凝固。 根据前 期 试 验 成 果 选择 1∶1 和 0.8∶1 两 组 水 灰 比 分 别 掺
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吴 毅 // 水泥 - 水玻璃灌浆在汪甸防护堤防渗处理中的应用
加 3%、5%、7%、10%的 水 玻 璃 四 种 不 同 掺 量 进 行 了 浆 液 初、终凝时间、流动性、析水率的测定。 可使用的配合比 见附表。
（2） 提高灌浆压力 ，加强对含泥量大的部位的灌注 。 在漂卵石层中含泥量大，漂石直径较大部位，为了确保帷 幕灌浆效果 ，Ⅰ序 孔 施 工采 用 0.6 MPa 灌 浆 压 力 ，在Ⅱ序 孔及第 2 排孔灌浆时，将灌浆压力提高到（0.8～1.0）MPa。
（3） 串浆孔。 灌璃) 帷幕灌浆施工工艺
双液（水泥、水玻璃）灌浆方法即利用水玻璃与水泥 混合后的速凝特性， 利用水玻璃掺量大小调整浆液凝固 时间，使灌入的浆液具有可控性，能在预定的时间内达到 初凝，防止浆液在漂卵石层渗流过远，以有限的灌浆材料 形成有效的防渗帷幕，达到止水防渗的目的。 3.1 灌浆材料的配合比
4 灌浆效果评价
帷幕质量检查以检查孔注水试验成果为主， 结合灌 浆成果分析，进行综合评定。 检查孔注水试验自上而下逐 段进 行 ，以 （3～5）m 的 孔 段 长 控 制 ，合 格 标 准 为 堤 基 漂 卵 石层灌浆后渗透系数应不大于 1×10-4 cm/s。检查孔施工在 该部位灌浆完成 14 天后进行。 检查孔数量按 5％布置，布 置部位为漏浆量大等具有代表性部位， 本标段检查孔共 布置了 27 个，注水试验 59 段。 注水试验结果显示 ，帷幕 线 检 查 孔 渗 透 系 数 最 大 值 为 1.04×10-5 cm/s， 最 小 值 为 9.97×10-6 cm/s，完全满足防渗处理的技术要求。
串孔具备灌浆条件，则将被串孔段同时堵塞，一泵一孔 进行灌注；若被串孔不具备条件，则将被串孔先行封堵， 待灌浆孔结束后，再对串浆孔扫孔、冲洗，而后继续钻进 和灌浆。 此类现象出现较频繁，特别是在Ⅱ序孔施工时 K236、K238；K242、K244；K252、K254 等 都 出 现 了 串 浆 。 出现串浆后，立即采取措施：先将灌浆压力降低，然后用 粘土球将被串孔填堵， 孔口 2 m 用水泥加水玻璃封堵， 待孔口封堵材料达到一定的强度后，再恢复串前压力继 续灌注。 施工证明此措施效果明显，大大减少了扫孔工 程量，对灌浆效果基本无影响（后续检查孔成果显示，该 部位渗透系数在 （1.27×10－5～6.81×10－6）cm/s 之 间 ，完 全 达 到设计要求）。
附表 可使用的双液浆的配比和性能表
水灰 水玻璃 初凝时间 终凝 流动性 析水率 备注
比 掺量/% （胶凝状态） 时间
/s
/%
1∶1
3
35 min
7h
18
19.9
1∶1
5
15 min
5h
21
8.5
7
2 min 20 s 2.5 h 29
5.4
10
58 s
36 min 35
3.2
0.8∶1 3
21 min
5结语
采用水泥-水玻璃双液浆，价格低、料源丰富、无污 染 ，液浆 胶 凝 时 间 可 在 几 秒 至几 十 分 钟 之 间 随 意 调 节 ，结 石 率 100%，结 石 体 抗 压 强 度 可 达 （10～20）MPa 以 上 ， 渗 透系数 大 于 1×10-7 cm/s,在保 证 管 路 畅 通 、不 堵 塞 孔的 情 况下，能使浆液在预期的时间内凝固,并形成规则的有效 帷幕。
吴毅
（湖南宏禹水利水电岩土工程有限公司 长沙市 410007）
【摘 要】 文章主要介绍了在动水条件下，采用水泥-水玻璃双液灌浆，对百色水利枢纽水库淹没 区汪甸防护堤基漂卵石地层进行的防渗处理，取得了十分满意的效果。 【关键词】 双液帷幕灌浆 漂卵石地层 防渗处理 应用
1 工程概况
百色水利枢纽水库淹没区汪甸防护工程位于右江乐 里河支流上，地处乐里河左岸汪甸乡政府后汪垌片一带， 防护区保护耕地面积 54 hm2 （810 亩）。 2006 年 8 月底～9 月初库水位达到 222 m 高程时， 发现东区防护堤基土渗 水湿润严重，部分堤段（桩号 1+715～2+155 m）排渗井出现 涌水涌砂现象，在原水文站东面地形较低的地方（地面高 程 221 m 以下）浸水严重，地面逐步产生沼泽化 。 当库水 位进一步增加至正常库水位时，局部可能会出现管涌，严 重危及到堤防安全稳定。 针对防护堤出现的工程问题，经 过多次勘察设计论证，防护堤基防渗处理时，上部填土层 采用粘土回填，下部漂卵石层采用纯压式双液(水泥、水玻 璃) 帷幕灌浆，取得了较好的防渗效果。
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施工 时 ，根 据 本 工 程 的 实 际 情 况 ，采 用 4%的 水 玻 璃 掺量为基数，适时根据钻孔灌浆情况进行调整。 3.2 灌浆方法
双液帷幕灌浆采用依次加密法分二序施工， 均采用 自下而上分段灌浆法 ，段长 0.5 m。 灌段灌浆压力最大值 不得超过 0.6 MPa。
钻孔达到要求深度后，下入灌浆管至孔底（若垮孔， 采用打杆法至孔底），然后用碎砾石回填孔内至含泥漂卵 石层顶部，上部采用粘土填满灌浆管与孔壁之空隙，试压 浆，当止浆效果较差时，再适度送入双液浆至孔口返浆为 止，待凝（30～60）min，开始灌注。 如果在上提灌浆管后，出 现从灌浆管和土层间隙处出现冒浆， 采取孔口返浆后待 凝 10 min 左右的方法，使漏浆得到有效止浆。 3.3 双液帷幕灌浆实施过程中的特殊情况处理
堤基防渗处理区主要地层自上而下为： ● 堤防 填 土 （QS）：红 褐 色 、黄 褐 色 粉质 粘 土 及 含 碎 石 粉质粘土等， 来源于阶地上的冲积层和附近的山坡上残 坡积层。 ● 粉质 粘 土 （Qpal-2）：厚 度 （2～5）m，较 密 实 。 可 硬 塑 状 态。 渗透系数 K=（5.84×10-6～6.45×10-5）cm/s。 ● 含泥 漂 卵 石 层 （Qpal-1）：厚 （3.5～12.2）m。 结 构 松 散 ， 但无架空现象，局部泥质胶结，底部漂卵石含泥量较少， 漂石分布不均一。 渗透系数 K=（1.68×10-3～1.12）cm/s。 ● 基岩为中厚层灰色砂岩夹浅灰色泥岩或与砂岩互 层，隔水性能良好。
灌浆过程中出现的特殊问题， 在施工过程中不断总 结，认真分析，针对不同的灌段采取不同的灌注措施，其 评价如下：
（1） 大量吸浆段。 灌浆过程中大量吸浆段，灌入的浆 量 达到 或 超 过 设 计 确 定 的 750 kg/m 后，未 出 现 减 少 迹 象 者，采取间歇待凝、加大水玻璃掺合比例、预埋灌浆管灌 注等措施，直至灌段达到设计结束标准。 其中平均单耗 最 大 的 孔 1-I-341 共 灌 入 水 泥 15.6 t， 达 1 734.4 kg/m； 1-I-339 共灌入水泥 14.98 t，平均单耗 1 506.99 kg/m。 灌 注过程中，对防护堤迎、背水面均进行了观察，未发现漏 浆现象。
2 防护堤基地质情况
防护堤基漂卵石层地质条件比较复杂，主要体现在： （1） 部分堤段漂卵石层漂卵石粒径较大 ，漂石、卵砾 石、砂及泥混杂，分选性极差，结构松散渗透性强烈，导致 钻进时无回水，造孔困难，灌浆时吸浆量大； （2） 部 分 堤 身 填 土 层 结 构 松 散 ，灌 浆 时 常 出 现 堤 后 浆砌石段漏浆等现象。
本工程含泥漂卵石层内渗透系数已达到 （6.95×10-2～ 1.12）cm/s，属 于 强 透 水 层 ，针 对 本 工 程 复 杂 的 地 质 条 件 ， 灌浆过程中有针对性地采取了浓泥浆护壁造孔， 灌浆时 根据地层情况及时调整浆液浓度、 水玻璃掺和量和一次 性预埋射浆管等多种不同对象不同施工工艺， 从根本上 保证了帷幕灌浆的效果。
本次防渗处理效果显著，对在漂石、卵石等地层实施 高喷灌浆防渗治理存在难度的工程，提供了经验。
（收 稿 日 期 ：2010-11-04 ）
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工程地质与基础处理
《湖南水利水电》2010 年第 6 期
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水泥 - 水玻璃灌浆
在汪甸防护堤防渗处理中的应用
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