gin法灌浆试验研究

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1、GIN法灌浆试验研究作者：李成振上传：yeguiren来源：水利工程网2005-06-2000:00　　GIN法灌浆是近年来由瑞士灌浆专家隆巴迪等人提出的一项新的灌浆技术[1][4]。在国内，这项技术的发展趋势在于将GIN法与我国普遍应用且成功的小口径钻孔孔口封闭灌浆工艺相结合。目前，该技术在小浪底左单薄岭帷幕灌浆中曾有应用并取得一定成效[2]。但GIN法灌浆技术的成功熟练应用仍需要不断积累经验。GIN即灌浆强度值，它用灌浆孔段上最终的灌浆压力P（Mpa）和单位灌浆段V（L/m）的乘积表示，即GI

2、N=PV，其含义为单位灌浆段上消耗的能量。GIN灌浆法只应用稳定、中等稠度的浆体，并尽可能只采用单一配比的浆体，灌浆过程不需要变浆，使灌浆工艺简化。本次试验仅对5个灌浆孔进行了GIN法灌浆，其余各孔均已用常规灌浆法灌浆完毕。由于试区地质条件相同，这样更利于GIN灌浆法和常规灌浆法的对比分析，从而验证GIN灌浆法的合理性和实用性。1工程概况后河水库位于山西省垣曲允西河上游同善镇后河行政村梁王脚下。该试验区选择在后河水库右坝肩，从已灌右坝肩常规帷幕灌浆分析，右坝肩基本属于微透水层。裂隙闭合，可灌性较差

3、。市区帷幕均位于地下水位以上，施工过程未见有地下水。灌浆孔布置在右坝肩帷幕灌浆轴线上，钻孔向上游倾向10°，同时沿帷幕线方向向右坝肩倾向30°，孔深为40～45米，孔距3米。由于右坝肩的现场实际情况，帷幕灌浆是随着右坝肩混凝土浇注的上升而逐孔施工的，各孔孔口高程不一，故无法分序施工。段长划分原则：第一段2米，以下各段均按5米划分，终孔段不得大于7米。试验中进行了必要的钻孔冲洗、压水试验以及岩体浸润。2灌浆浆液配比                            GIN法灌浆要求使用单一配合比

4、的具有宾汉流体特性的稳定浆液[1]。本次灌浆试验选用浆液测试结果如表1所示。项    目选用浆液性能指标水灰比0.8：1密度（g/cm3）1.612h析水率＜5%马氏漏斗粘度（S）＜35凝聚力（N/m2）＜428d水泥结石强度（Mpa）＞15表1现场使用浆液性能指标试验结果表明，该浆液能很好地适应灌浆的条件，并取得了较好的成效。3现场灌浆试验3.1主要试验设备                                     钻机采用重庆探矿机械厂生产的MGJ—50型冲击回转钻机。测斜仪为上

5、海地质仪器厂生产的KXP—1型测斜仪。采用BW—200/4和GBW—100/10型灌浆泵进行灌浆及压水试验采用BW—200/4和GBW—100/10型灌浆泵进行灌浆及压水试验。计算机监控系统采用长安自动化研究所和水电基础工程局合作研制的GIN法灌浆数据采集与处理系统。   3.2灌浆强度值（GIN）的选用根据灌浆设计中的基本原则[3]，加上GIN法灌浆的要求，设计了表2所示的灌浆压力。表中所示压力是各灌段孔口回浆管的压力。依据计及浆液压力后的有效压力，再参考隆巴迪的研究成果[4]，选用了图1所示的

6、GIN限制包络线，Ⅰ为强度值为100MpaL/m的包络线，Ⅱ为强度值为150MpaL/m的包络线。表2各灌段最大压力值表段 次123456段以下下孔深（m）2.07.012.017.022.027.0压力（Mpa）0.70.951.201.451.71.83.3灌浆工艺流程孔深（m）≤20＞20ＧＩＮ值100150限制压力（Mpa）2.253.0限制浆量（L/m）150 200 ｀钻孔→测斜→冲孔→压水试验→岩体浸润→灌浆→钻灌下段→待凝→封孔3.4灌浆结束标准 本次试验所采用的灌浆结束标准为：（

7、1）      达到GIN值，且流量小于1L/min，延续30min束。（2）      达到GIN值，但流量较大时，应调整压力，使之沿GIN曲线下滑，直至流量小于1L/min，再延续30min结束。（3）     达到最大灌浆压力，且流量小于0.4L/min，延续10min结束。另外，还采取了其它一些质量控制措施，确保灌浆过程按预定程序进行。3.5灌浆过程监控就某一灌段而言，GIN值是确定的，在每段灌前，将诸如段次、孔深、GIN值、压力上限与灌浆量上限等全部输入计算机中。在灌浆过程中，GIN控制

8、系统便自动绘制包括GIN灌浆包络线在内的6条曲线[2]。操作人员根据这些灌浆过程曲线，调整压力、流量使其逼近GIN曲线，并在GIN曲线上下波动，直到灌浆结束，达到对灌浆全过程的控制。GIN法灌浆过程控制大体可以分为3种情况，如图2所示。详见文献[2]、[3]。4灌浆试验成果分析4.1各孔段灌浆试验的P—V过程线分析本次的GIN法试验灌浆除各孔的第一段由于岩石缝漏浆外，其余各孔段的灌浆过程线大致落在图2所示的OEAH区域，灌浆结束点在EA线上。可以看出各孔段注入率较小，压力很快升高到