黏土水泥系列浆材黏度时变特性研究

为系统研究黏土水泥系列浆材的黏度时变特性,利用Brookfield+R/S流变仪对浆材进行了黏度试验,并选取典型试验结果深入研究黏度时变特性,得到拟合系数较高的黏度时变数学模型。结果表明:普通黏土水泥浆材黏度随水固比的升高而降低,但随黏土掺量的增加而增大,黏度随时间变化可划分为下降期、上升期和固化期3个阶段;黏土水泥膏浆或砂膏浆的黏度值均随固化剂掺量增大而增大,但水泥膏浆的黏度变化分为低黏期、上升期和稳定期3个阶段,而水泥砂膏浆的黏度变化只有下降期和稳定期两个阶段。     

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。     

水库岩溶地质条件评价及防渗处理

针对德厚水库库区岩溶渗漏问题，利用DPM随钻技术、跨孔电阻率CT测试技术，结合钻孔声波波速测试等检测数据，进行岩溶地质条件评价，判断出受灌地层地质特点。根据不同地质条件及岩层的可灌性，工程采用水泥黏土砂混合膏浆可控高压脉动灌浆技术、水泥膨润土膏浆高压挤密灌浆技术相结合的综合灌浆施工技术，进行强岩溶地区防渗处理，所形成的防渗幕体最大深度达152.5 m。水泥黏土砂混合膏浆可控高压脉动灌浆技术用于强透水土石混杂地层防渗属国内首次应用，灌浆施工后岩体透水率小于5Lu,防渗效果显著，水库已正常蓄水，为当地经济社会发展提供了水源保障。     

新型水泥膏浆研究及应用

水泥膏浆由于具有遇水不分散、抗水流冲释等优点，已广泛应用于动水堵漏工程中，但通常使用的水泥膏浆存在膨润土掺量大、施工工艺复杂等缺点。本文研究了一种掺加外加剂的新型水泥膏浆，对其性能进行了试验研究和在动水条件下的室内模拟堵漏试验，并在重庆鱼洞长江大桥15^#桥墩下游幅围堰工程中得到应用。室内试验和应用结果表明，掺入新型外加剂的水泥膏浆具有自堆积、凝结时间可控和良好的抗水流冲释等优点，适合具有一定开度的溶洞地层以及含块石架空结构的土石围堰等大孔隙地层的动水堵漏，可为类似工程提供参考和借鉴作用。     

桥巩水电站二期围堰堵漏技术研究

广西桥巩水电站二期围堰为土石围堰,上游围堰采用粘土铺盖结合土工膜防渗,下游围堰采用高压旋喷结合静压注浆防渗。施工完成后抽水,基坑内的漏水量达到4000 m3/h以上,需进一步进行防渗处理。根据围堰的地层特点,提出了水泥膏浆灌浆防渗处理方案,对大漏量孔段采用了膏浆结合级配料的堵漏灌浆处理方法,施工实践表明,其防渗堵漏效果良好。工程经验可供类似工程参考和借鉴。     

新型可控性粘土水泥膏浆试验研究

本文研究了一种改性粘土水泥膏浆。通过对其凝胶时间、流动度、粘度、屈服强度,及结石体性能等进行大样本长周期室内试验,与常规水泥基注浆材料及水泥膏浆比较,表明该改性粘土水泥膏浆具有抗水冲释、浆液的凝胶时间可调、浆材扩散范围可控等优点。针对湖南托口水电站河湾地块防渗工程中,平均厚80 m的上部中等透水红层和最大孔深80 m的下部溶蚀地层,灌注常规水泥浆材耗浆量大、灌浆存在单层夹饼等问题,通过生产试验,表明应用改性粘土水泥膏浆辅以常规浆材可实现控制灌浆,降低造价明显、提高工效显著,其性能指标也能满足工程要求。     

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。     

矿物微粉的种类及掺量对新拌水泥浆体流变性能的影响

通过采用旋转粘度计测量掺入矿物微粉的新拌水泥浆体的流变参数,文章探讨矿物微粉的种类及掺量与矿物微粉-水泥浆体流变性能的关系。结果表明:矿物微粉种类及掺量影响着矿物微粉-水泥浆体的屈服应力、塑性粘度和触变性的大小;粉煤灰对水泥浆体的触变性能的影响最大;粉煤灰在其掺量为30%时触变性达到最大,而磨细矿渣的触变性随着其掺量的增加而增大。     

可控粘土复合膏浆灌注技术在岩溶地层中的应用

针对岩溶发育地层、连通性好、透水强烈,在防渗堵漏灌浆处理过程中存在耗材多、成本高、能源消耗大等施工实际问题,研究开发了可控粘土复合膏浆灌注技术,通过托口水电站河湾地块防渗工程和江西省宜丰坚井帷幕工程等实例,文章介绍了可控粘土复合膏浆灌注技术的施工工艺及其处理效果,可供类似工程参考。     

速凝膏浆技术研究与应用

基础产生渗漏不仅影响到施工的正常进行，还可能威胁到建筑物的稳定，因此通常需要灌浆形成防渗帷幕来控制渗流．常规水泥浆、水泥粘土浆、砂浆甚至低级配的混凝土对于高流速、大流量的渗漏地层，其堵漏效果一般都不显著．结合广西某水电站坝基堵漏工程，对水泥膏浆和速凝膏浆技术进行了系统的研究，为中等开度、一定流速的动水裂隙堵漏灌浆提供了一种新材料、新工艺．     

大任水库土坝劈裂灌浆防渗设计

介绍了大任水库土坝劈裂灌浆的布孔设计、灌浆材料的选择、灌浆方法、灌浆压力、浆液浓度及变浆原则以及施工中出现的“异常”现象分析及处理方法。在浆液设计中采用粘土比例占 70 %～ 90 %的粘土水泥浆 ,不仅降低了防渗体的弹模值 ,而且达到了良好的防渗效果     

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。     

深水抛石防渗围堰的设计

东湖电站取水口位于已建水库岸边,设计围堰所在区域水位较深,达到31.6m以上,围堰填筑采用钻爆法洞挖石渣进行抛填施工,堰体存在块石架空结构,孔隙率较大,且部分块石体积较大,采用高喷灌浆、塑性灌浆等常规水泥灌浆很难达到围堰防渗闭气效果。因此,需研究防渗新技术,设计拟采用膏状浆液结合水泥浆液的帷幕灌浆方案,经灌后质量检查以及后期围堰运行安全监测,本工程围堰灌浆帷幕防渗性能满足设计要求,说明采用膏状浆液与水泥浆液相结合的灌浆方案可行,防渗型式布置合理,为其他工程提供了借鉴和参考。     

水泥浆主要流变参数的确定与分析

介绍塑性流体水泥浆的流变性及确定水泥浆主要流变参数的一般方法 ;分析旋转式粘度计与漏斗式粘度计在测定水泥浆塑性粘度、表观粘度时的区别 ,说明漏斗式粘度计在使用上的局限性 ;针对粘聚力 (动切力 )的测定进行分析 ,认为粘聚力与动切力为不同的概念 .通过对水泥浆流变性分析 ,提出水泥浆充填机理 ,并对影响水泥浆扩散的主要因素 ,即粘度影响水泥浆在节理裂隙中向前扩散的速度 ,动切力限制水泥浆扩散距离作了说明 .     

三峡工程基础帷幕灌浆试验

根据三峡工程坝基岩石地质特点,采用“孔口封闭、高压灌浆”法和ＧＩＮ法以及使用没灌浆材料,在现场进行灌浆试验,以便对三峡工程主体建筑物基础灌浆设计技术参数进行验证并寻求合适的交流 材料、施工方法与工艺措施。此次帷幕灌浆试验结果表明：“孔口封闭、高压灌浆”法灌浆效果明显,能达到设计源防渗标准;ＧＩＮ灌浆法,其抗生及耐久性达不到设计要求。湿磨普通水泥浆液和改性灌浆水泥,均能满足三峡帷幕灌浆对浆材的要求。     

超细粉煤灰水泥浆液可注性试验研究

超细粉煤灰作为电厂废弃物具有分布广、细度模数小的特点,将其掺入水泥中配制成超细粉煤灰水泥浆液,可以提高浆液的流动性和可注性。以水灰比、超细粉煤灰掺量和水玻璃掺量为主要因素进行正交试验,测定了所配浆液的胶凝时间、黏度、结石率等物理性能指标,并对结果进行极差分析、方差分析和回归分析;研制出一种新型胶凝时间可控的超细粉煤灰水泥浆液,并回归出胶凝时间预测公式;对所配浆液进行可注性模型试验。结果表明:在水灰比为0.8、超细粉煤灰掺量为70%、水玻璃掺量为15%时,超细粉煤灰水泥浆液具有良好的胶凝时间和黏度,与普通水泥浆液相比具有更好的可注性。     

水泥灌浆帷幕的耐久性分析

通过分析国内外大坝基础防渗帷幕运行过程中出现的典型问题，认为影响帷幕耐久性的因素主要有4个方面：（1）施工质量的影响；（2）幕体本身密实性的影响；（3）特殊地层的影响；（4））也下水侵蚀的影响．并通过林溶试验具体研究了水泥帷幕结石在地下水侵蚀作用下CaO的溶出速率及幕体结石强度的衰减情况，最后对试验数据进行了回归分析，并结合实例尝试性地提出了推求水泥灌浆帷幕防渗有效时限的方法．     

高浓度全尾砂充填料浆流变特性试验研究

为探究某矿全尾砂充填料浆的流变特性,利用MCR52流变仪对不同浓度和灰砂比的全尾砂充填料浆进行流变参数测试,同时进行了扩展度测定。结果表明:对充填料浆流变特性的影响程度由大到小依次为质量浓度、灰砂比;料浆质量浓度相同时,屈服应力和平均黏度均随胶凝材料掺量的减小而减小,扩展度增大;料浆灰砂比相同时,屈服应力和平均黏度随料浆质量浓度增大而增大,扩展度减小;充填料浆浓度由76%增大至78%时,屈服应力、平均黏度陡增2~3倍,扩展度急剧减小,浓度低的充填料浆流动性能较好;全尾砂充填料浆具有“剪切变稀”的明显特征,扩展度可直观表征料浆的流动性能。