堵漏灌浆材料AC-MS的研究与应用

文中主要对堵漏灌浆材料—— AC- MS浆液 (主剂为丙烯酸镁 )的性质 ,特别是 AC- MS浆液与水泥浆混合使用情况进行了试验研究 ,并进行了 AC- MS浆液和水泥浆混合使用在动水条件下的室内模似堵漏灌浆试验和AC- MS- -水泥浆液在贵州某水电站基坑溶洞漏水处理中的应用。试验结果表明 AC- MS是一种性能良好的堵漏灌浆材料 ,其凝胶体具有较好的粘结性、弹性和水中膨胀性 ;AC- MS浆液与水泥浆混合使用 ,可使水泥浆速凝 ,凝胶体粘结强度和抗冲性能较好 ,可以用于封堵较高流速和较大流量的涌水 ,适合溶洞地层的灌浆堵漏     

复合不分散浆材模拟灌浆试验研究

为了解决动水条件下浆液在地层中的留存性问题,在原复合灌浆材料的基础上研发了复合不分散灌浆材料,同时具备速凝、抗冲和一定的扩散性,为了验证这一浆材的施工性能,特开展了铁桶模型试验、水渠通水模拟抗冲试验和高压水条件下模拟灌浆试验,通过试验论证为后续泸定水电站补强帷幕灌浆工程的实施提供技术支撑.     

砂砾石土灌浆浆液扩散半径试验研究

砂砾石层灌浆施工中,水泥浆液的扩散半径决定着灌浆孔的布置和浆液消耗量,也是选择工艺参数、评价灌浆效果的重要依据,因此,水泥浆液的扩散半径是灌浆施工中非常重要的参数。通过设计正交试验,对影响水泥浆液扩散半径的几个因素(水灰比、孔隙比、灌浆压力)进行了试验研究。试验结果表明:水灰比是影响水泥浆液扩散半径最显著的因素,水泥浆液的水灰比越大,浆液中的多余水分越多,对水泥浆液流动性能的改善越显著。     

中低热水泥混凝土抗冲耐磨及抗裂性能试验研究

随着中低热水泥在水电工程中应用日益广泛,对其综合性能展开研究很有必要。以低热和中热水泥为胶凝材料,对掺PVA、硅粉及粉煤灰的混凝土抗冲磨性能进行了研究。试验结果表明,同强度等级条件下,对于采用长龄期设计的混凝土,低热水泥混凝土和中热水泥混凝土抗冲磨强度相当;采用28d设计龄期的混凝土,低热水泥混凝土抗冲磨强度稍低,但其自生体积变形对于混凝土抗裂性能更加有利。     

适于富水岩溶大孔隙地层防渗加固的水泥砂膏浆

富水岩溶大孔隙地层灌浆是基础处理的一个难题,地层的充填、防渗以及加固要求高,以往常采用砂浆或水泥膏浆进行处理,存在砂浆抗水冲释性能差及水泥膏浆可控性弱、浆液浪费严重等不足。基于膏浆良好的可控性、抗冲释性及砂浆的骨架和填充加固作用等优势,通过大样本长周期室内试验,研制了一种可用于富水岩溶大孔隙地层灌浆充填的新型可控水泥砂膏浆材料。研究表明:水泥砂膏浆与水泥膏浆及砂浆相比,浆液析水率降低至0%~3%;流动度最低可达到10~20 cm,凝结时间在2~30 min内可控可调,浆材具有较高的黏度和初始屈服应力;在流速为0.4~0.6 m/s时,浆材抗水流冲释后的留存率达到85%;浆材的结石率近100%,28 d的抗压强度达到10 MPa左右;浆材成本与普通水泥膏浆相当,且具有环保等方面的社会效益。通过实际工程应用,水泥砂膏浆是富水岩溶大孔隙地层防渗加固的优选材料,但在应用时注意可泵性。     

中梁一级电站库区防渗帷幕灌浆试验效果分析

中梁一级电站库区工程地质条件复杂,为获取符合工程地质条件的灌浆工艺和灌浆技术措施,选择代表性试验区进行帷幕灌浆试验。灌浆试验段布设双排帷幕灌浆孔,分3序钻灌,采用孔口封闭、自上而下分段灌浆方法;采用C20混凝土回灌溶洞,水泥砂浆充填较大裂隙;选用水泥-水玻璃浆液、水泥-粉煤灰浆液与水泥-氯化钙浆液处理泥砂碎石层。压水试验检测结果表明,地层经灌浆处理后渗透性能得到很大改善,但检查孔有5段透水率超过设计要求,试验成果未达到预定目标,灌浆试验孔孔排距很难保证把所有的渗漏通道全部堵住。建议在吃浆量大的地方和地层破碎带进行加密灌浆处理。通过试验证实灌浆工艺可行,试验区采用混凝土回填溶洞和水泥-水玻璃浆液灌注泥砂碎石层效果较好,水玻璃添加量以质量分数3%为宜。     

大孔隙地层水泥膏浆灌浆技术

本文基于高浓度水泥膏浆的性能,探讨了掺加外掺料降低水泥浆液的造价,并通过室内试验和工程实践,研究了利用膏浆解决大孔隙地层的灌浆难题。研完表明:水泥膏浆新拌浆液一般可用宾汉姆流体模拟,随着灌浆过程的进行,浆液的固体持性逐渐得到体现,其将控制浆液在一定灌浆压力下的最终扩散距离。另外,对于大孔隙地层进行水泥膏浆灌浆处理采用大动力立式强制搅拌制浆,螺杆泵泵送,射浆管置入被灌孔段的纯压式灌浆方式,以及定压和定注入量的灌浆结束标准等对于大孔隙地层水泥膏浆灌浆处理是简单易行的。而且几个工程的应用实践也充分体现了膏浆技术运用于灌浆工程具有工艺简单、可控性强、结石强度较高、孔隙充填饱满及工程工效快、造价低等特点。     

某级配砂砾石灌浆试验研究

在工程兴建中对砂砾石层进行灌浆加固处理具有非常重要的意义。灌浆工程是隐蔽工程,砂砾石地层形态又复杂多变,在砂砾石层灌浆浆液的扩散半径及结石体强度等灌浆效果方面存在较大的不可预测性。对我国西北、西南地区广泛分布的砂砾石层进行了颗粒试配,并在实验室内开展了不同配比、不同组分的水泥灌浆试验研究。试验结果表明:水泥浆液的扩散半径基本上随水灰比的增加而增大,与浆液自身的物理力学性质密切相关;砂料结石体的抗压强度随水灰比的增加而减小,但是由于砂石料的内部结构极其复杂,使得试样的抗压强度离散性极大。试验所得结果可初步指导现场灌浆施工。更多还原     

低热沥青堵漏材料性能试验

为进一步研究低热沥青灌浆材料的物理力学性能,开展了低热沥青的室内性能试验研究,包括沥青特性试验、材料配比试验、强度试验、流变参数试验等;对低热沥青的材料选择、流变性、可灌性、破乳速度、温感性能等进行了深入研究,推荐了适合的配比范围,获取了低热沥青材料的性能指标,以促进低热沥青的推广应用。     

丹江口大坝高水头帷幕补强灌浆技术研究

丹江口大坝加高工程帷幕补强灌浆,是在细微裂隙发育且多次复灌并在水库蓄水的高水头条件下进行的,技术环节十分复杂。系统介绍了丹江口大坝在高水头条件下帷幕补强灌浆的难点与特点。为了探求经济有效的灌浆形式和灌浆方式,设计了试验方案,分析了帷幕补强灌浆中不同灌浆形式、不同待凝时间和不同段长的灌浆效果,并进行了水泥浆液扩散试验,研究了丙烯酸盐灌浆工艺的若干关键技术问题。确定了适用于丹江口大坝高水头帷幕补强灌浆特点且经济有效的灌浆形式、灌浆方法和快速施工工艺。     

千米立井动水注浆特性研究

壁后注浆是治理煤矿立井突水最行之有效的手段,而注浆的最主要对象就是壁后岩层中的裂隙,为研究岩层裂隙中浆液的扩散规律,根据牛顿摩擦阻力定律及力的平衡定律推导出裂隙动水注浆模型。分析研究了水流对浆液扩散的影响,分别得出了顺水流方向与逆水方向浆液的扩散模型,通过模型得知顺水水流有利于提高注浆效果,逆水水流对浆液扩散半径的影响程度比顺水水流大,得出不同水流方向条件下浆液的扩散半径与注浆压力之间的关系及扩散半径与注浆时间的关系。     

（超）细水泥在压滤作用下的浆液性能研究

（超）细水泥浆液在高灌浆压力作用下的流动性能和强度指标是灌浆设计中水灰比、浆液级配、屏浆时间等施工参数选择的重要依据,也是评价灌后被灌体力学性能、耐久性等灌浆效果的重要因素。目前主要通过室内成模进行流动性能和抗压强度测试的方法进行相应研究,忽略了灌浆压力、排水条件、地质条件等因素的影响,不能真实反映灌浆过程中浆液在不同灌浆压力作用下流动性能和抗压强度。文章进行了室内压滤灌浆试验,得到了不同水灰比（超）细水泥浆液经过不同压力和时间压滤作用后的马氏漏斗粘度和结石体28ｄ抗压强度,并通过构建硬化浆体的结构模型,建立了（超）细水泥抗压强度的计算模型,计算了不同水灰比在不同压滤强度下的28ｄ抗压强度,可为灌浆工程（超）细水泥浆液配比优选、灌浆参数确定和灌浆效果评价提供依据。     

速凝浆液岩体倾斜裂隙注浆扩散模型研究

针对以往渗透注浆扩散模型常以水平平板裂隙面为前提,未考虑岩体裂隙面产状对注浆扩散机制的影响问题,选取工程地质灾害处理中常用的水泥-水玻璃双浆液(C-S浆液)为速凝类注浆材料,将C-S浆液流型看成是具有黏度时变性的宾汉流体进行分析。基于流体力学理论及粗糙裂隙等效水力开度的确定方法,同时考虑了浆液自重作用的影响,建立了恒速率注浆条件下反映浆液黏度时空变化的倾斜裂隙注浆扩散模型。在此基础上,推导了浆液扩散区内的黏度及压力时空分布方程,定量确定了注浆压力与注浆时间及浆液扩散距离的关系。最后,借助于室内试验和有限元分析程序,研究了恒速率注浆时不同裂隙面产状下的浆液扩散规律,并将数值模拟结果与理论计算值进行对比,进一步验证了所建立的注浆扩散模型的有效性和合理性。研究成果可为注浆工程速凝类浆液注浆参数的确定提供借鉴。     

膨胀复合浆液的物理力学性能试验研究

目前普通硅酸盐水泥浆液是水利工程中最常用的注浆加固材料,针对其存在流动性差、析水率高、结石率低、结石体强度低、抗渗性能差等问题,采用单因素控制变量法和正交试验法,对制备的不同配合比的水泥基膨胀复合浆液进行黏度、密度以及结石体力学性能试验。试验结果表明:掺加粉煤灰可以增加浆液的和易性和流动性;掺加膨润土可以提高浆液的结石率和稳定性,同时降低浆液的析水率;掺加粉煤灰和膨润土的浆液流动性和结石率性能都有所改善,但是前期结石体强度较低,而后期强度主要靠粉煤灰的水化作用进行补充;水泥浆液掺加适量的膨胀剂对结石体的膨胀影响较大,并且可以提高结石体的抗渗性能。合理选择和控制粉煤灰、膨润土和膨胀剂掺量,可以明显改善和提高注浆效果。     

考虑参数动态变化和相互关联的浆液扩散范围研究

土体注浆加固与防渗施工引起的浆液扩散过程,涉及固体骨架应力应变、浆液的渗流场分布以及浆液浓度垂直于扩散方向的分布梯度等问题。基于多孔介质渗流场和应力场的耦合作用,考虑注浆浆液参数的粘时变特性,以及注浆过程中多孔介质的密度、孔隙率、渗透率等物性参数的动态变化,分析注浆过程中的土体物性参数相互关联性和动态变化过程,给出了浆液时变和多孔介质参数动态变化的渗流场与应力场耦合的注浆扩散的模拟实现过程。采用有限单元法对均质土体进行流固耦合作用下注浆扩散范围的数值模拟,得到了黏度时变和黏度不变条件下的球形扩散半径和柱面扩散半径范围。与经典注浆扩散理论对比分析可知,考虑浆液时变特性、土性参数的动态变化和相互关联的流固耦合作用模拟可以很好地分析土体中浆液扩散范围。     

大岗山水电站承压热水灌浆帷幕侵蚀性试验研究

针对低碱度软水条件下水泥灌浆帷幕的耐久性,采用加速腐蚀的室内试验方法,以溶出性Ca^2＋量为评价指标,研究了渗透压力、HCO3^-浓度、浆液配合比和水温等因素对帷幕耐久性的影响程度和规律。在高水头和低碱度软水作用下,100年后大岗山水电站坝基帷幕结石体性能将会出现一定下降,但幅度不大,不会对帷幕防渗体系产生严重的影响。试验所采用的研究方法和成果可为类似工程提供参考。     

基于传递矩阵算法的裂隙注浆扩散机制研究

在裂隙岩体注浆工程中,由注浆压力引起的裂隙位移对注浆扩散过程影响显著。为研究浆体在裂隙岩体流动时浆液的扩散规律,克服以往假设裂隙无开度变化且仅在单一裂隙内考虑浆液扩散的情况,将传递矩阵算法引入宾汉流体本构方程,利用传递矩阵求解任意位置处的裂隙位移,同时建立考虑浆液在岩体间劈裂注浆的简化裂隙岩体模型通过加设阻力来模拟浆液在岩体内扩散的能量耗损,从而在平板裂隙条件下可以完整准确描述浆液在裂隙中及岩体间连续扩散的过程,建立了基于传递矩阵法的裂隙岩体注浆模型。应用有限元软件ＣＯＭＳＯＬ分别建立单裂隙、多裂隙注浆模型对上述理论模型进行对比验证。     

黏土水泥膏浆流变性能及其对灌浆的影响

黏土水泥膏浆性能优越,可广泛用于土木、水利等工程的防渗堵漏和基础加固,其流变性能对灌浆工程施工及灌浆效果有重要影响。利用Brookfield+R/S流变仪对其流变参数进行测试,研究固化剂掺量、温度及时间等因素对流变性能的影响。结果表明:膏浆的黏度及屈服应力均随时间增大;固化剂掺量为水泥质量的1.0%左右时的膏浆为Herschel-Bulkey流体,并且具有触变性,防渗堵漏效果最佳;温度在5～40 ℃之间,温度影响膏浆的黏度及屈服应力,但不影响膏浆的流型,温度越高,黏度越大,28 ℃下的屈服应力最大。室内灌浆模拟试验及抗冲试验,证明其扩散距离可控,抗水冲释性能强,与纯水泥膏浆相比,初始屈服应力及黏度更大,触变性可控,浆体的稳定性更好。黏土水泥膏浆是含水及大孔隙地层、松软地层等复杂地层灌浆防渗堵漏的优选材料。     

德泽水库大坝趾板帷幕灌浆异常情况处理

在德泽水库大坝河床部位趾板帷幕灌浆中,出现复灌次数多、吸浆量大、经常性串浆并引起趾板抬动破坏等异常情况。经分析,主要是灌浆技术要求中所定灌浆参数与实际地质条件不符而人为生搬硬套所致。针对具体情况,采取调整灌浆参数和不同的复灌处理措施,达到了预期效果。灌后压水试验检查显示,帷幕透水率满足小于5 Lu的设计要求。对失败与成功的经验进行了总结,可供同类工程参考。