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时间:2018-09-04
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1、可控复合膏浆高压脉动灌浆技术[来源:原创] [作者:不详] [日期:13-08-25][热度:74] 可控复合膏浆高压脉动灌浆技术是采用既具一定流动可灌性、又具一定高塑性变形强度及时变性的特殊复合膏浆,利用浆液可控凝结及时变的特性,采用全液压无级调速高压脉动灌浆泵,借助脉动瞬间高压促使浆液通过特殊灌浆头灌注,能有效控制浆液的扩散范围,保证浆体在钻孔周围较均匀扩散充填透水孔隙,从而使松散强透水地层内快速形成防渗效果较好的连续帷幕体。它相比其它灌浆方法,较好地解决了常规工艺在软弱复杂地层成孔困难、灌浆扩散不均一、防渗效果不理想等
2、一系列技术难题。该工艺施工简单,效果好,经济优。现已在数个大型水利工程及露天矿开采、地铁工程等帷幕止水中得到成功应用。主要施工设备、材料及施工工艺机械设备:脉动膏浆灌浆泵、粘土复合制浆机、膏浆制浆机、拔管机、钻孔机械等。施工材料:粘土、水泥、速凝剂、宏禹Ⅰ号固化剂等。施工工艺:分序、自下而上、无栓塞浆体自凝封闭、分段控制灌浆工艺。主要应用范围(1)杂填土层、松散堆积体、软弱覆盖层的防渗堵漏处理;(2)砂砾卵石层的防渗堵漏处理;(3)风化、软弱岩层的防渗加固处理;(4)溶洞、大裂隙的填充堵漏、防渗处理等。经济性相对常规灌浆工艺,同
3、地层、同质量标准条件下,可节省1/3或一半工程量、工程造价降低1/3以上。 可控挤入复合膏浆高压脉动灌浆与常规灌浆效果对比示意图 可控复合膏浆高压脉动灌浆技术示意图 常规灌浆工艺效果示意图应用工程实例1)南水北调中线一期工程总干渠施工阶段鹤壁Ⅲ标砂卵石段基础处理防渗帷幕灌浆 南水北调中线一期工程总干渠鹤壁段第Ⅲ标主干渠(桩号Ⅳ169+600~Ⅳ175+432.8)根据试验场区先导孔和开挖施工揭露的地质情况,本区地质情况比较复杂,上部为重粉质壤土,中下部为卵石及卵石胶结体,下部为泥灰岩。卵石及卵石
4、胶结体层厚9~14.0m,卵石多呈次圆~次棱角状,母岩主要成份为长石、石英,灰、褐黄色,卵砾石直径一般在2~15cm,卵石胶结体为泥质、泥钙质胶结,不连续,呈透镜体,可见孔洞;卵石层孔隙率一般在25~35%。 钻进时,钻孔普遍存在塌孔现象;在卵石层及卵石胶结体层钻进时,钻进速度十分缓慢,大部分孔段钻孔护壁泥浆漏失严重。 防渗帷幕生产性灌浆试验和帷幕灌浆采用“可控复合膏浆高压脉动灌浆技术”施工,经检查孔注水试验和渠道基坑开挖证实,灌后地层渗透系数达到10-6cm/s,防渗效果良好。该工艺采用浆体封闭灌段,实施脉动高压促
5、使灌浆浆液自下而上均匀连续对灌浆段均匀有效控制性灌浆,解决了其他灌浆工艺在透水性强烈的卵石层内浆液漏失严重、灌浆材料消耗大且难以形成有效防渗幕体技术难题,同时具有工艺简便、经济节能、环保。 可控复合膏浆高压脉动灌浆实验施工现场2)沅水托口水电站河湾地块防渗工程B2包工程托口水电站由主坝、王麻溪引水坝、电站厂房、引水系统、通航建筑物、生态放水机组和河湾地块防渗工程等组成。正常蓄水位250m,相应库容12.49亿m3,装机容量830MW。B2包为河湾地块防渗灌浆工程引水坝区上层防渗工程。防渗地层为白垩系(K1-1)
6、:全风化杂色砾岩夹少量紫红色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,溶蚀风化严重,透水率在30~100Lu之间;中部地层为二叠系中统栖霞组地层(P2q):暗褐色中厚至巨厚层白云质灰岩、黑灰色中厚至巨厚层(含砾)泥质灰岩夹黑色燧石结核、炭质灰岩、炭质页岩,其中岩溶发育部位透水强烈。中下部地层为为二叠系中统梁山组地层(P2L):灰白色角砾状白云质灰岩及浅灰褐、灰绿、灰白色厚层、巨厚层砾岩、砂岩夹薄层铝土质页岩、粘土岩。下部地层为石炭系中上统壶天群地层(C2+3):浅灰、灰白色厚层~巨厚层白云质灰岩,掺杂有灰绿色和紫红色砾岩、砂岩、含砾粉砂质泥岩,灰
7、岩岩溶发育,透水强烈。 工程采用单排帷幕,孔距2m,分两序进行,孔深50~83m,灰岩地层灌浆采用“孔口封闭灌浆法”灌注改性粘土水泥浆液处理;上部红层、下部灰岩岩溶及其他特殊地质段灌浆采用“自下而上、浆体封闭、高压脉动灌浆法”灌注改性粘土复合膏浆浆液。累计完成灌浆33054m,注入改性粘土水泥及膏浆浆液13591m3,合计水泥5586t。防渗帷幕形成后,透水率小于5Lu,满足设计防渗标准。△托口水电站河湾地块防渗工程现场△托口水电站河湾地块防渗工程试验现场开挖照片
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