如何处理待凝问题：岩体裂隙中的水泥浆液稳定性分析与灌浆技术建议

采用自上而下灌浆法,上段灌浆结束以后是否需要待凝,方可开始下段的钻孔工作?曾经很长时间困扰灌浆工程界。我国1963年《水工建筑物岩石基础水泥灌浆工程施工技术试行规范》规定：采用自上而下分段灌浆法时,下一段的钻进工作应在上一段灌浆结束,并当浆液达到终凝和具有一定结石强度后才能进行。灌浆段若在地下水位以上,其间隔时间不宜少于36h；若在地下水位以下,其间隔时间不宜少于72h。

这是当时的认识,是基于水泥浆液在地面常压环境下静置自由沉积、凝固的状态。而岩体裂隙中的水泥浆液却是在一种被挤压的条件下,压迫滤水密实凝固的过程,进入到裂隙中的浆液在灌浆结束时已经稳定,单凭其粘着力已足以抵抗下一孔段钻进时的循环水对它的冲刷。这一问题后来在理论和实践上都已得到解决,1983年的《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》对待凝的规定改为：采用自上而下分段灌浆时,孔口无涌水的孔段,在灌浆结束后,一般可不待凝,但断层、破碎带等地质条件复杂的地区,则宜待凝,其待凝时间应根据工程具体情况确定。1994年、2001年的《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》这方面的条文与上基本相同,但增加了采用孔口封闭灌浆法时,每段灌浆结束后可不待凝。

说“采用孔口封闭灌浆法时,每段灌浆结束后可不待凝”,这种表述也是不准确的。因为这只适合于一般的地质条件,或者说是可灌性较好的地层。事实上在有的地质条件下,如细裂隙发育、孔口涌水的情况,灌浆后就常常需要屏浆(相当于延长持续时间)、闭浆和待凝等。长江三峡工程帷幕灌浆采用孔口封闭法,河床深槽段许多孔段灌浆前孔口涌水,涌水压力0.03～0.5MPa,流量0.8～1.2L/min,这些孔段灌浆结束后普遍采取了待凝和其他多项措施,待凝时间12～48h。(www.xing528.com)

这就是说,采用自上而下灌浆法,对于一般灌浆孔段来说,无论是在地下水位以上或以下,只要孔口不涌水,灌浆后都无需待凝。相反,对于特殊地层,如孔口涌水的孔段,即使是采用了较严格的结束条件,也仍然需要待凝。延长结束阶段的持续时间与取消待凝时间并非必然的因果关系。