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针对性固结灌方法研究:风化卸荷带内的实践方案

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:著者认为,在风化卸荷带内灌浆时,必须针对这些问题来设计其独特的灌浆工艺,特别是防止过大的耗灰量是该类岩体灌浆的核心问题。位于每排上部的风化卸荷带岩体进行固结灌浆。在风化卸荷带内进行固结灌浆,由于其可灌性极强,再按传统的开灌浆浓度3∶1 或5∶1 就不对了。

针对性固结灌方法研究:风化卸荷带内的实践方案

风化卸荷带有岩体强度低、其周围有负地形、岩体空洞(隙)沟通、透水性透浆性很大等特点,因而灌浆时常发生冒浆、串浆或跑浆,压水时透水量大于供水量而抬不起水头,灌浆时透浆量大于供浆量而达不到灌浆压力,浆液扩散半径过大等是其他岩体灌浆所没有的问题。著者认为,在风化卸荷带内灌浆时,必须针对这些问题来设计其独特的灌浆工艺,特别是防止过大的耗灰量是该类岩体灌浆的核心问题。以下谈谈对风化卸荷岩体灌浆时,建议采用的灌浆工艺。

(一)灌浆岩体顶面要有锚杆锚固的混凝土盖板

风化卸荷带岩体,已基本失去岩体结构力,在其浅部灌浆时,地面跑浆、抬动是在所难免的,因而灌浆时必须有混凝土盖板起到压重作用,但仅靠混凝土的压重是很不经济的。例如浅部岩体灌浆,其灌浆压力大都为0.3MPa,如用混凝土来压重,需要有14m厚的混凝土才可抵抗30t/m2 的上抬力。需要借助锚杆的锚固力,但常规的锚杆是不考虑锚杆布置方向的。这样就可能把锚杆钻在被高角度裂隙切割的岩块柱上,因而有可能被压力浆液把盖板和锚杆岩柱一起拔起来。利用著者的软件包可以选择穿裂隙最多的方向布置锚杆,把块状岩体加固起来,发挥其结构力,减少混凝土盖层厚度300%~400%是完全可以办得到的。

(二)固结灌浆钻孔的上、下游要建立防漏浆帷幕

两条防漏帷幕之间的距离不易过大,以5m为好。

在防漏帷幕孔顶部,在盖层及其以下岩体内(共5m)进行0.3MPa灌浆压力的接触灌浆,其下的灌浆以单一岩性为分段原则,小于1m厚的软岩、风化囊、沉积间断面等软弱带为一灌浆段;如岩性层厚于5m时,应以5m为一试段。灌浆压力应以0.5 倍水头为宜,且以这个灌浆压力直到孔底不变为好。如果达不到这个压力时,采用下式计算吸浆量作为限流(Q)的标准:

式中 R ——选定的浆液扩散半径,m;

μ——岩体裂隙的体积系数;

L——浆液的体积,升。

用先低压后中低、浓浆(1∶1~0.4∶1)、限流、间歇灌浆和加速凝剂等方法,逐步升至0.5 倍水头的灌浆压力。(www.xing528.com)

该类灌浆仍按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ孔布置,最后孔距一般为1.5~2m。

(三)上下游防漏帷幕中间进行固结、防渗帷幕灌浆试验

(1)施工顺序。一般来说,固结、防渗帷幕灌浆试验的钻孔至少按两排布置。位于每排上部的风化卸荷带岩体进行固结灌浆。两排固结灌浆仍按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔的顺序进行:两排的4个Ⅰ序孔按先奇数(钻孔编号)后偶数,于第一阶段完成(图17-2);第二阶段的Ⅱ序孔仍按先奇数后偶数施工;第三阶段的Ⅲ序孔,考虑到浆液固结时间要长一些,因此按先偶数后奇数灌浆;最后钻检查孔。

图17-2 风化卸荷带内固结灌浆试验钻孔布置示意图

○L1— 防漏灌浆孔及其编号;G2— 固结灌浆钻孔及其编号;○—Ⅰ序号—Ⅱ序号;●—Ⅲ序孔;⊗—检查孔

(2)灌浆压力。位于混凝土盖板(有锚杆)下第一段接触灌浆,其灌压力不宜低于0.5MPa以外,其下各段尽快要达到最高设计压力,而且直至孔底都按设计压力进行灌浆。这样做的好处是,若靠近上部的试段内发生了浆力劈裂,(最好是避免浆力劈裂发生),也会在常压作用下,有可能很快达到劈裂浆液流动所需灌浆压力与固定值的灌浆压力达到平衡而不再继续发生浆力劈裂。不致影响更多的试段得不到浆液。

此外,要直接量测试验段内的灌浆压力,或者把回浆管上测得的浆液的压力加上试段中心点以上的浆柱压力,才是试段的真正压力,那种仅测回浆管压力是不对的,这有可能引起某些岩层的浆力劈裂。

(3)浆液浓度。对于多配比的普通浆液来说,不少人认为稀浆易于灌入到较细裂隙内,尽管谁也没有进行过试验和现场观察,但大家都这样说,那就权当它是对的来看待。然而对于稳定浆液来说,究竟细裂隙能不能进浆,实质上不仅与浆液的稀浓有关,而且与水泥的颗粒大小以及凝聚力有关。

在风化卸荷带内进行固结灌浆,由于其可灌性极强,再按传统的开灌浆浓度3∶1 或5∶1 就不对了。如用多配比的普通浆液,可用1∶1 的较浓浆液开灌,然后根据孔内浆液升压情况,决定或限流、或加浓浆液、或间歇重复灌,直至达到设计的灌浆压力;如用稳定浆液,可用0.75∶1稳定浆液开灌,如果出现不起压的现象,不宜加浓浆液,可采用间歇重复灌浆的办法,也最终可达到稳定预期灌浆目的。

不管采用何种浆液,向孔内灌入3~4t水泥浆液以观察浆液起不起压是不对的。根据试验观察:当送浆量超过300L而浆液仍不起升时,就应立即采用限流、灌浓浆或改用间歇重复灌的办法进行处理。那种犹豫不定和等待起压的方法是不可取的,它会造成浆液更大的浪费。

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