談農田水利工程水泥灌漿方法

才金亮

灌漿是水工建筑物巖石地基防滲處理的主要手段。水泥漿效果可靠.灌漿設備和材料成本不高，是最常用的灌漿漿液；水泥黏土漿成本低廉，但強度不高，多用于砂礫石層的防滲灌漿或強度要求不高的巖基灌漿。

1、灌漿方法

主要有自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法及孔口封閉灌漿法：當前我國多采用孔口封閉灌漿法。但已灌各段重復灌漿引起地層的多次漿力劈裂造成灌漿時很大的水泥浪費，尤其在深孔灌漿時第一段和最后一段壓力相差很大，使第一段常常發生地面冒漿等事故；在病險水庫壩肩進行灌漿時需穿透壩體，過高的壓力會引起壩體變形等問題。因此對病險水庫的防滲灌漿方法需做出單獨規定。

2、灌漿方式

“應優先采用孔內循環法灌漿”。循環式帷幕灌漿是把漿液壓入鉆孔以后，一部分進入巖層縫隙中，另一部分由回漿管路返回拌漿筒中。該方法一方面使漿液始終保持循環流動狀態，可以防止泥漿沉淀，灌漿效果好；另一方面又可以根據進漿漿液比重的差值，判斷巖層的吸漿情況。它要求射漿管插入到距孔底不大于 50cm處，以保證剩余的漿液從孔底向上流動，阻止漿液在孔中沉淀。它不適宜于孔徑小于65cm的鉆孔；隨孔深的加大，施工越感困難；出現“埋射漿管”事故的機會較多。以往大量的實踐經驗表明，循環式灌漿并不能十分有效地防止漿液沉淀。例如，當吃漿量較大，需灌注稠漿時，凡歷時達2h以上者，很可能會發生“固管”事故。只在有可能塌孔、涌人泥砂等個別不良地層中才子采用；在他們的有關文獻中很少強調過要用循環式灌漿。而純壓式帷幕灌漿是把漿液一次性壓入鉆孔，再擴大到巖層縫隙里。該法施工設備簡單，操作方便，雖漿液流動速度相對較小，容易產生沉淀，并堵塞巖層縫隙和管路，影響灌漿效果，多用于吸漿量大、并有大裂隙存在和孔深不超過15m的情況，但純壓式灌漿它的特點是：漿液進入孔內后，即不能再返回灌漿泵來：除被地層空隙吸收的以外，剩余的便留在孔中；在灌漿孔外和灌漿泵的附近，都還要再裝上1根回漿管，以便將剩余的漿液再循環回來，繼續使用。

3、灌漿壓力

灌漿壓力是控制灌漿質量的重要指標，與孔深、巖層性質和灌漿段上有無壓重等因素有關，可根據不同的計算公式得出參考值，也可參考類似工程所用值進行設計，再根據現場灌漿試驗確定。對灌漿壓力和注漿率的掌握，應執行這樣一條原則：當地層吃漿量很大、在低壓或“無壓”下即能順利地注入漿液時，應控制注漿率不能太快；當地層吃漿量較小、注漿困難時。應盡快將壓力升到規定值，不能長時間在低壓下灌漿：注漿率控制的大小，要考慮兩方面的條件：一是地層條件。對軟弱、多具水平向裂隙的淺部巖層，應當小些，以不大于20L/min為宜；對于堅硬和深部巖層，可適當大些，以不大30L/min為宜。一般說來，大量吃漿并非都是有很大的空洞未被灌滿，而常常是沿著連通得很遠的裂隙跑到了該灌的范圍以外，從或明或暗的“露頭”漏失掉了。在此情況下，采用細流慢灌可促使漿液在近處沉淀、淤塞而不必擔心充填距離的不足。二是設備和人員工作條件，當前我國通用的150L和200L高速漿液攪拌機，從加料到攪拌均勻至少需3-5min，因此若將注漿率加大到50L/min以上，實際上是做不到正常供漿的。注漿率過大，將導致人員忙亂、配料不準、拌漿質量降低、設備負荷加大、事故增多。從有利于將裂隙充填飽滿、密實的角度考慮，灌注速率稍慢一點更加有利，這樣可使漿液有更多的時間和機會排除多余水分，形成更加密實的結石。

4、漿液的變換

灌注漿液應遵循由稀到濃，逐級變換的原則。漿液水灰比可采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1或0.5：1等6個比級，遇注入率大時，也可越級變濃。水泥漿體中的水有兩方面的作用。（1）與水泥顆粒起水化反應，使之凝結硬化。（2）使水泥漿體具有足夠的分散性和流動性，這時水對水泥顆粒起著分散和運載作用。超過水泥水化水以外的那部分水，在它完成顆粒分散和運載作用之后，即成為“多余水”了。“多余水”容易造成水泥顆粒在漿體中的沉淀分層，影響漿體的穩定性和水泥漿液結石性能，導致充填水泥的連續性中斷，形成空囊、水泡及泌水通道。當水灰比由0.5逐漸增大到0.85時，漿液的粘度、粘聚力和比重逐漸減小，初凝時間增長，析水率增大。可見減小水灰比使用稠漿能改善漿液的穩定性，但減小水灰比，又可使粘聚力增大，漿液的流動性變差。

（作者單位：150700 黑龍江省延壽縣中和灌區管理站）