灌浆压力和注浆率的控制效果

灌浆压力和注浆率是互相关联互为因果的两个参数。在均质地层中，一般是压力越高，注浆率越大；压力升到一定数值后，岩缝产生的弹性张开使注浆率会出现不成比例增大；当压力升高到超过岩石强度时，岩石破裂，注浆率将出现异常增大，如图11-9（a）。在具有溶洞、脉管状空隙等并有软弱充填物的非均质地层中，常会出现压力突降、注浆率突增的情况，如图11-9（b），它通常预示着压力引起了充填物的突破，浆液进入了空穴或暗道，或者引起了地面抬升等。

图11-9　灌浆压力（P）与吸浆率的变化规律

（a）均质地层；（b）具有溶洞、脉管状空隙并有软弱充填物的地层

注浆率和总注浆量的增大，意味着岩层裂隙受力面积和总上抬力的增大，因而容易引起裂隙的进一步扩展和地面抬升，并导致地面冒浆或远距离流失。此种事故多在注浆率较大并已灌入了大量浆液、或虽不很大但长时间减小不到“拒浆”标准时发生。在出现这些情况时，就应当采取中断措施或提前结束灌浆。(www.xing528.com)

对灌浆压力和注浆率的掌握，应执行这样一条原则：当地层吃浆量很大、在低压或“无压”下即能顺利地注入浆液时，应控制住注浆率不能太快；当地层吃浆量较小、注浆困难时，应尽快将压力升到规定值，不能长时间在低压下灌浆。

注浆率控制的大小，要考虑两方面的条件：一是地层条件。对软弱、多具水平向裂隙的浅部岩层，应当小些，以不大于20L/min为宜；对于坚硬和深部岩层，可适当大些，以不大于30L/min为宜。一般说来，大量吃浆并非都是有很大的空洞未被灌满，而常常是沿着连通得很远的裂隙跑到了该灌的范围以外，从或明或暗的“露头”漏失掉了。在此情况下，采用细流慢灌可促使浆液在近处沉淀、淤塞而不必担心充填距离的不足。二是设备和人员工作条件。当前我国通用的150L浆液搅拌机，从加料到搅拌均匀至少需要3～5min，因此若将注浆率加大到50L/min以上，实际上是做不到正常供浆的。注浆率过大，将导致人员忙乱、配料不准、拌浆质量降低、设备负荷加大、事故增多。从有利于将裂隙充填饱满、密实的角度考虑，灌注速率稍慢一点更加有利，这样可使浆液有更多的时间和机会排除多余水分，形成更加密实的结石；此外，还可减小因压面积太大招致岩层破坏的机会。

自然，限制了注浆率，也就限制了灌浆压力不能升高。有人责难这是低压灌浆，高压结束，不符合高压灌浆的精神。其实是正常的现象，正当的措施；那种为实现高压而要加大泵量倾全力灌注的观点和主张是不正确的。利用高压来促使充填粘土固结密实的想法也有不同的看法和经验。土耳其的詹姆斯、丁·吉尔莫等人在第十七届国际大坝会议（报告61）《岩溶地区的一座大型水坝——土耳其凯班坝》一文中就这样写道：“在凯班坝的实验表明，很高压力的灌浆既不能固结也不能稳定填充于许多大溶洞中的塑性粘土。大多数灌浆是在低压下进行的，设计压力通常是在灌浆孔闭浆前才达到的。用很高压力灌浆来处理喀斯特地基是不合适的，特别是灌浆平洞未衬砌的情况。”

只有在注浆率逐渐减小到或一开始就小于20～30L/min的情况下，才应当将灌浆压力尽快而又逐步地升到规定压力，以争取使一些细小岩缝也能多灌进一些浆去。如果在升压过程中引起了注浆率突然增大或使原较大注浆率重新恢复，则应将灌注压力降回到不再产生此种问题的较低压力，并用此较低压力灌注到结束。不必强求达到规定压力。