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可控復合膏漿高壓脈動灌漿技術
[來源:原創] [作者:不詳] [日期:13-08-25][熱度:]

    可控復合膏漿高壓脈動灌漿技術是采用既具一定流動可灌性、又具一定高塑性變形強度及時變性的特殊復合膏漿,利用漿液可控凝結及時變的特性,采用全液壓無級調速高壓脈動灌漿泵,借助脈動瞬間高壓促使漿液通過特殊灌漿頭灌注,能有效控制漿液的擴散范圍,保證漿體在鉆孔周圍較均勻擴散充填透水孔隙,從而使松散強透水地層內快速形成防滲效果較好的連續帷幕體。它相比其它灌漿方法,較好地解決了常規工藝在軟弱復雜地層成孔困難、灌漿擴散不均一、防滲效果不理想等一系列技術難題。該工藝施工簡單,效果好,經濟優?,F已在數個大型水利工程及露天礦開采、地鐵工程等帷幕止水中得到成功應用。

主要施工設備、材料及施工工藝
機械設備:
脈動膏漿灌漿泵、粘土復合制漿機、膏漿制漿機、拔管機、鉆孔機械等。
施工材料:
粘土、水泥、速凝劑、宏禹Ⅰ號固化劑等。
施工工藝:
分序、自下而上、無栓塞漿體自凝封閉、分段控制灌漿工藝。

主要應用范圍
(1)雜填土層、松散堆積體、軟弱覆蓋層的防滲堵漏處理;
(2)砂礫卵石層的防滲堵漏處理;
(3)風化、軟弱巖層的防滲加固處理;
(4)溶洞、大裂隙的填充堵漏、防滲處理等。

經濟性
相對常規灌漿工藝,同地層、同質量標準條件下,可節省1/3或一半工程量、工程造價降低1/3以上。

      可控擠入復合膏漿高壓脈動灌漿與常規灌漿效果對比示意圖

   可控復合膏漿高壓脈動灌漿技術示意圖         常規灌漿工藝效果示意圖

應用工程實例

1)南水北調中線一期工程總干渠施工階段鶴壁Ⅲ標砂卵石段基礎處理防滲帷幕灌漿 
    南水北調中線一期工程總干渠鶴壁段第Ⅲ標主干渠(樁號Ⅳ169+600~Ⅳ175+432.8)根據試驗場區先導孔和開挖施工揭露的地質情況,本區地質情況比較復雜,上部為重粉質壤土,中下部為卵石及卵石膠結體,下部為泥灰巖。卵石及卵石膠結體層厚914.0m,卵石多呈次圓~次棱角狀,母巖主要成份為長石、石英,灰、褐黃色,卵礫石直徑一般在215cm,卵石膠結體為泥質、泥鈣質膠結,不連續,呈透鏡體,可見孔洞;卵石層孔隙率一般在2535%。
    鉆進時,鉆孔普遍存在塌孔現象;在卵石層及卵石膠結體層鉆進時,鉆進速度十分緩慢,大部分孔段鉆孔護壁泥漿漏失嚴重。
    防滲帷幕生產性灌漿試驗和帷幕灌漿采用可控復合膏漿高壓脈動灌漿技術施工,經檢查孔注水試驗和渠道基坑開挖證實,灌后地層滲透系數達到10-6cm/s,防滲效果良好。該工藝采用漿體封閉灌段,實施脈動高壓促使灌漿漿液自下而上均勻連續對灌漿段均勻有效控制性灌漿,解決了其他灌漿工藝在透水性強烈的卵石層內漿液漏失嚴重、灌漿材料消耗大且難以形成有效防滲幕體技術難題,同時具有工藝簡便、經濟節能、環保。

          可控復合膏漿高壓脈動灌漿實驗施工現場

2)沅水托口水電站河灣地塊防滲工程B2包工程

托口水電站由主壩、王麻溪引水壩、電站廠房、引水系統、通航建筑物、生態放水機組和河灣地塊防滲工程等組成。正常蓄水位250m,相應庫容12.49m3,裝機容量830MW。

B2包為河灣地塊防滲灌漿工程引水壩區上層防滲工程。防滲地層為白堊系(K1-1):全風化雜色礫巖夾少量紫紅色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖,溶蝕風化嚴重,透水率在30~100Lu之間;中部地層為二疊系中統棲霞組地層(P2q):暗褐色中厚至巨厚層白云質灰巖、黑灰色中厚至巨厚層(含礫)泥質灰巖夾黑色燧石結核、炭質灰巖、炭質頁巖,其中巖溶發育部位透水強烈。中下部地層為為二疊系中統梁山組地層(P2L):灰白色角礫狀白云質灰巖及淺灰褐、灰綠、灰白色厚層、巨厚層礫巖、砂巖夾薄層鋁土質頁巖、粘土巖。下部地層為石炭系中上統壺天群地層(C2+3):淺灰、灰白色厚層~巨厚層白云質灰巖,摻雜有灰綠色和紫紅色礫巖、砂巖、含礫粉砂質泥巖,灰巖巖溶發育,透水強烈。
    工程采用單排帷幕,孔距
2m,分兩序進行,孔深50~83m,灰巖地層灌漿采用孔口封閉灌漿法灌注改性粘土水泥漿液處理;上部紅層、下部灰巖巖溶及其他特殊地質段灌漿采用自下而上、漿體封閉、高壓脈動灌漿法灌注改性粘土復合膏漿漿液。累計完成灌漿33054m,注入改性粘土水泥及膏漿漿液13591m3,合計水泥5586t。防滲帷幕形成后,透水率小于5Lu,滿足設計防滲標準。


托口水電站河灣地塊防滲工程現場


△托口水電站河灣地塊防滲工程試驗現場開挖照片


 

 

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