[发明专利]灌浆方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种灌浆方法，具体涉及一种填充毫米级及以上宽度裂隙的灌浆方法。

背景技术

灌浆是通过堵塞开敞的地质缺陷来减少渗漏或加固地层、地基或建筑物的一项工程。一般是把浆液压送到地层或建筑物地基的裂隙、断层破碎带或建筑物本身的接缝、裂缝中，从而提高被灌地层或建筑物的抗渗性和整体性。目前世界上用于灌浆堵漏加固技术的材料有两大类型：一类是以有机高分子材料为基础的化学灌浆材料；另一种是以水泥为主的无机灌浆材料。相比前者，后者无机灌浆材料由于无污染，符合环保要求；老化年限长，成本低，固结体强度高等优点，近年来取得了迅速发展。

在灌浆施工中，大空隙地层灌浆经常遇到的一个问题是，如在覆盖层强渗失地层、基岩大裂隙地层、断层破碎带或岩溶地层中进行灌浆时，浆材耗量大、工效低、施工成本高，并且工程质量难以达到设计要求。对于此类大空隙地层的灌浆，传统的解决方法主要有两种类型：①通过控制性灌浆方法来控制灌浆量；②掺入砂子减少水泥用量。按照所控制参数的种类，控制性灌浆方法大致可以分为三种：

（1）调节浆液凝结时间。根据调节凝结时间的方法可以分为内掺和外掺促凝剂两种。外掺促凝剂形成速凝浆液，如水泥水玻璃等浆材，通过灌浆浆材与促凝浆液混合实现凝结时间的调节，主要靠凝结速度控制浆液的扩散。该方法施工工艺和控制技术较复杂、结石强度低。通过在较浓水泥浓浆掺入促凝剂和其它改善浆体流变特性或凝结特性的外加剂、掺合料形成促凝浓浆，在浆液具有一定可泵性条件下，加快浆液塑性强度的增长并缩短浆液凝结时间，从而可用来控制浆液的扩散。促凝浆液配比要求配料精度较高，而且组成也较复杂，在工程现场配制难度较大。且受凝结时间的限制，难以高掺廉价掺合料，造价成本较高。

（2）调节流动性能。膏状浆液是通过在水泥浆中掺加一定量的辅助材料搅拌而成的塑性屈服强度大于50Pa的超稳定性浆液，掺加辅助材料的作用是使膏浆有更大的保水性和更高的粘度。针对地层可灌性的不同，可以根据需要配制不同粘度的膏状浆液，还可以配置速凝膏浆或掺加纤维，提高浆液的抗水流冲刷能力。膏状浆液通常都是针对大空隙地层，流动性差、粘度高，其中一个关键问题是浆液扩散距离的控制问题。通常通过灌浆压力来控制浆液在大空隙地层中的扩散距离，但是这种方法对泵压要求高，且施工速度较慢，对于大规模施工来说难以把握。

3）调节灌浆范围。对于溶洞、空腔等特大缺陷，充填碎石(级配料)、锯末、木屑、蛙石、棉籽壳、水泥袋或其他纤维片，可以有效降低灌浆范围。然后再用普通水泥、粘土、砂及水混合浆或速凝膨胀型浆灌注碎石堆石体。该灌浆方法的缺点是不易施工，充填料充填困难，灌浆材料在空隙中的充填范围不易控制。要么充填范围过大，浪费材料；要么充填范围过小，灌浆后难以形成连续的防渗体，往往还需要反复灌注水泥浆才能够形成合格的帷幕。现有一种模袋灌浆技术，将特定形状、尺寸的土工模袋下放到灌浆部位，向模袋内进行充填灌浆，在灌浆压力作用下模袋膨胀，模袋内水泥浆中的水分由袋内析出，而水泥颗粒保留在模袋中形成灌浆体。水泥浆液在模袋中凝固，在水下不具有分散性，当水流较大时不会被冲失；模袋在灌浆压力作用下能产生变形，去适应不同形状的大裂隙、洞穴。模袋灌浆的关键是压力和灌浆速率的控制。该灌浆方法主要适用于溶洞、空腔等特大缺陷的情况，对于一般的宽大裂隙不适用，且灌浆成本较高。

在裂隙发育、耗浆量巨大的岩体中灌浆时，常采用水泥砂浆灌注。灌注水泥砂浆的优点：浆液流动度较小，不易流失，结石强度高，粘结力强，耐久性和抗渗性好，砂料可就地取材，节约水泥。但是常规水泥砂浆不稳定，在灌注过程中总会产生一定程度的分离现象，淤堵进浆通道，浆液中浆体部分扩散过远，从而形成浪费或所处理孔隙充填不饱满。为了改善砂浆性能，可在砂浆中掺入塑化剂、膨润土或粉煤灰，提高浆液稳定性。而且由于砂浆流动性小，在自流状态下扩散距离小，难以达到灌浆需求。对于常规砂浆，为了保证浆液的稳定性和流动性，通常所携带的砂率不宜过高，一般胶砂比不超过1:1。