中等或者较大的单位吸水率可以由两种情况造成,即少量的宽大裂隙或多条窄裂隙都可形成中等或者较大的单位透水率,而后种情况的毛发状窄裂隙可以是透水而不透浆的。同时还应当考虑吕荣标准压力是1MPa,毛发状窄裂隙在1MPa 压力作用下有可能发生水力劈裂。
实际上,可以把原始透水率与吸浆量之间的组合关系分成以下4 种情况进行讨论:
(1)有小的q 值和小的透浆率(<5Lu,<50kg/m的数量级),说明岩体既不透水(或低渗透性)也不透浆。
(2)有较大的q 值和小的透浆率(<20Lu,<5kg/m),说明岩体由大量的毛发状或窄裂隙,一般的水泥灌浆难以奏效。
(3)有大的q 值和中等到很大的透浆率(>30Lu,50kg甚至大于1000kg/m),说明岩体既透水又吸浆,灌浆是需要的,而且也可保证灌浆有好的效果。
(4)有小的q值和大的吸浆量(<5Lu,大于100kg/m,甚至大于1000kg/m),说明高的吸浆量是地质结构面的破坏而引起的。
从单位透水率与透浆率之间的组合关系,我们就可以了解到关于浆径的几何尺寸和可灌性之间的关系了。(www.xing528.com)
在未进行灌浆试验之前,应对灌浆钻孔周围及其深度之内岩体的水文地质特征进行调查:灌浆钻孔是位于风化卸荷带还是远离大断层的深埋岩体内?灌浆钻孔是位于强烈断层影响带还是一般断层影响带之内?灌浆钻孔所穿越的岩体强度如何,是裂隙不发育的软岩,还是裂隙发育的坚硬岩体。然后对不同带不同强度岩体的透浆、透水结构面进行调查,也就是说对浆径特征进行调查。
灌浆过程常被浆径和浆液特征所控制。两者共同决定的灌浆压力可以去穿透水径和维持浆液流动。单条裂隙和交叉裂隙都有其不同的宽度、形状和长度,需要有不同的灌浆压力以启动和维持浆液流动(表6-1)。室内试验资料表明,不同水径所需的灌浆压力是不同的,它们有一个较大的变化范围。0.2mm直径的水径需要12×105Pa的灌浆压力,而1mm直径的水径,仅需2×105Pa的灌浆压力,甚至更细的水径需要更高的灌浆压力。而较宽的水径几乎只需要很小的灌浆压力就可以启动和维持浆液流动。不同浆径不是同时被封堵的,而是宽裂隙被灌以后,较细的裂隙需要比宽裂隙更高的压力去封堵,也就是说较细裂隙只有在宽张裂隙被灌以后才可灌入水泥。然而这又是相当困难的,因为宽裂隙吸浆时,细裂隙表面常常被粘糊。如果向细裂隙内灌浆,那就需要较大的压力,而较大压力又常常引起浆力劈裂,因此对于高强度不劈裂岩体可以用高压力去封堵细裂隙;对于低强度又易劈裂岩体,只能用低压力、小灌浆孔距的办法去封堵细裂隙。
表6-1 关于水径尺寸、形状和吸浆量的室内试验成果表[11]
不同岩体类型有不同的裂隙间距,不同裂隙有不同的长度。一个长浆径,因表面摩擦而有较大的水头损失,因而需要有较高的压力去灌入,反之亦然。浆径的几何形状也影响着浆径的可灌长度。如果是长宽裂隙,浆液可以有较大的扩散半径,因而需要提供足够高的压力去维持流动,在这样的情况下则需要较大的灌浆孔距去进行灌浆。
从上述论述可知,在未进行灌浆试验之前,对钻孔剖面上所遇岩体的透水、透浆情况要有所了解,否则要想把灌浆试验作好几乎是不可能的。
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