一种双液法灌浆材料及其灌浆工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种双液法灌浆材料及其灌浆工艺。灌浆材料包括水泥浆和外加剂溶液，外加剂由重量份0.38偏硅酸钠、0.12锂酸钾、0.5氯化钙混合制成；灌浆工艺采用分别制备浆材，利用特制双液灌浆塞即时混合灌注的工艺。本发明专利技术灌浆材料满足高寒低温、昼夜温差大地区的大坝帷幕灌浆需要，采用随时混合即时注入灌浆工艺，简化复杂的各成分添加过程，以双液灌浆使得外加剂在孔内与水泥浆液混合解决浆液可泵时间与凝结时间矛盾。本发明专利技术不但有效的控制水泥浆液扩散，减小复灌次数，又解决浆液凝结时间控制难的问题，有效的减少投资，缩短灌浆工期，灌浆质量符合工程质量要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑基础补强防渗
，尤其属于水利水电大坝地质基础灌浆补强防渗
，特别涉及一种水电站大坝施工灌浆材料及其灌浆工艺。
技术介绍
现有水利水电建设常常需要在高海拔地区进行，对水坝补强防渗施工作业常因高寒、冬季环境温度低、昼夜温差大、浆液凝结时间长等因素造成施工不能正常结束，复灌次数多，严重影响施工进度，特别是帷幕灌浆区域地质岩体多发育宽大、呈贯通状态的裂隙，灌浆补强防渗施工耗浆量大而不能满足工程需要。灌浆材料及其灌浆工艺处理过程和效果直接关系到水利水电建设投资控制、总工期目标的如期实现、尤其是十分重要的大坝安全运营。现有灌浆材料凝结时间长、浆液扩散范围大，不符合在高海拔地区使用，也有通过添加凝结剂加快凝结的方法，但成分复杂、添加无可控方法、凝结时间难控制，常常出现可泵时间短、堵塞灌浆管路等问题。高海拔地区进行帷幕灌浆常常需要一种能方便施工、凝结可控、凝结质量符合要求的灌浆材料和灌浆工艺。
技术实现思路
本专利技术根据高海拔地区水利水电建设的需要提出了一种水电站大坝施工的双液法灌浆材料及其灌浆工艺。本专利技术要解决的问题是提供一种适应高寒低温、昼夜温差大地区的大坝帷幕双液法灌浆材料及其灌浆工艺。本专利技术通过以下技术方案实现:`双液法灌浆材料，由水泥浆和外加剂溶液组成，其特征在于:所述水泥浆和外加剂溶液的重量份数是:水泥浆:20份，外加剂溶液:3份；其中水泥浆由水与水泥灰按重量比0.5:1混合制成；外加剂溶液是水与外加剂按重量比9:2配制成的溶液，其中每一重量份外加剂由偏硅酸钠0.38份、锂酸钾0.12份、氯化隹丐0.5份混合制成。采用上述灌浆材料的双液法灌浆工艺，包括以下步骤:(I)外加剂制备；将下列重量份数的组分加入容器中同时搅拌均匀，偏硅酸钠:0.38份，锂酸钾:0.12份；氯化钙:0.5份；(2)外加剂溶液制备:将步骤(I)制备的外加剂0.18重量份与水0.82重量份在立式搅拌槽中混合搅拌均匀；(3)0.5:1的水泥浆液制备:将水泥0.5重量份和水I重量份在集中制浆站的制浆机内均匀拌制。(4)灌浆:采用双液分别同时灌注，用两台灌浆泵分别同时向灌浆孔灌注水泥浆和外加剂溶液并分别记录灌注量，通过灌浆记录仪观测水泥浆液与外加剂溶液的注入率，并控制灌浆泵按20:3的比例控制注入率；采用双液灌浆塞，使水泥浆液与外加剂溶液在孔口注入时均匀混合。所述双液灌浆塞包括平行设置在套管中的进浆管和外加剂管，外加剂管底端设置均匀的喷孔，喷孔位置在进浆管出口以下。本专利技术具有以下优点:(I)双液 灌浆能够适用于各种不同的地质条件，既有效填充裂隙，又经济、实用。(2)采用双液灌浆的成本比普通水泥浆液、常规砂浆、自密实砂浆成本均低。(3)双液灌浆的浆液扩散范围小，有效的浆液灌注耗浆量，水泥用量大幅减少，属于环境友好工程，节能减排、效益明显。(4)低温条件下，双液灌浆的浆液凝固较快、待凝时间短，根据室内试验及现场试验成果，待凝时间控制在6 12小时。(5)双液灌浆浆液配制方法简单，所需施工设备少，只需要立体式搅拌槽、小型电子称、标准桶即可。本专利技术通过实验并结合工程实践针对高海拔地区水利水电建设的需要，研究提供了一种速凝灌浆材料及其灌浆工艺，灌浆材料满足高寒低温、昼夜温差大地区的大坝帷幕灌浆需要，采用随时混合即时注入灌浆工艺，简化复杂的各成分添加过程，以双液灌浆使得外加剂在孔内与水泥浆液混合解决浆液可泵时间与凝结时间矛盾。本专利技术不但有效的控制水泥浆液扩散，减小复灌次数，又解决浆液凝结时间控制难的问题，有效的减少投资，缩短灌浆工期，灌浆质量符合工程质量要求。附图说明图1是本专利技术双液灌浆塞结构示意图。图中，I是进浆管，2是压力表，3是外加剂管，4是喷孔。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术进行进一步的描述，本实施例只用于对本专利技术进行进一步的说明，但不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域的技术人员可以根据上述内容作出一些非本质的改进和调整属于本专利技术保护的范围。实施例1灌浆材料在现场灌浆施工中，用0.5:1水泥浆液与外加剂溶液进行混合，外加剂溶液由水与外加剂按重量比为9:2配制成溶液，外加剂由重量份数为偏硅酸钠0.38份、锂酸钾0.12份、氯化钙0.5份混合组成。灌浆施工时，严格按水泥浆液与外加剂水溶液注入率重量比为40:6进行控制。施工工艺流程按以下步骤制备水泥浆液与外加剂溶液后进行双液法灌浆:(I)外加剂制备；将下列重量份数的组分加入容器中同时搅拌均匀，偏硅酸钠:0.38份，锂酸钾:0.12份；氯化钙:0.5份；(2)外加剂溶液制备:将步骤(I)制备的外加剂0.18重量份与水0.82重量份在立式搅拌槽中混合搅拌均匀；(3)0.5:1的水泥浆液制备:将水泥0.5重量份和水I重量份在集中制浆站的制浆机内均匀拌制。(4)灌浆:采用双液分别同时灌注，用两台灌浆泵分别同时向灌浆孔灌注水泥浆和外加剂溶液并分别记录灌注量，通过灌浆记录仪观测水泥浆液与外加剂溶液的注入率，并控制灌浆泵按20:3的比例控制注入率；采用双液灌浆塞，使水泥浆液与外加剂溶液在孔口注入时均匀混合。灌浆施工时，采用制浆机制备0.5:1的水泥浆液，按照水:外加剂质量比9:2在立式搅拌槽上槽内配制外加剂溶液，通过两台灌浆泵分别注入灌浆孔中。通过灌浆自动记录仪，采用人工方法调节注入量将水泥浆液与外加剂溶液注入率控制在40:6。采用钻杆或喷杆以固定的方向喷射浆液的方法，采用双液灌浆塞，使外加剂溶液呈雾状与水泥浆液混合。双液灌浆塞包括进浆管、压力表和阀门，与进浆管平行设置有外加剂管、观测孔，其中外加剂管底端设置均匀的喷孔形成花管，喷孔可在管底部和管壁设置，喷孔位置在进浆管出口以下，进浆管和外加剂管共用一个套管，在套管上端设有观测孔连接外加剂管，在进浆管的进浆口端连接回浆管。外加剂管底部均匀设置的喷孔为花管状，外加剂呈雾状喷出，可与浆液充分的混合；双液法灌浆塞设置观测孔，当浆液从观测孔中流出时，可将观测孔阀门关闭，从而采用纯水泥浆液灌注，能够将灌浆压力提升，减少质量隐患。检测例本专利技术将0.5:1的水泥浆液与9:2的外加剂溶液按质量比40:6进行混合，观察浆液变化，浆液立即变稀，初始流动性好于普通水泥浆液，3 5分钟后浆液粘度增大，5 8分钟即可成为膏状，8 10分钟失去流动性，10 15分钟达到初凝状态。浆液具有混合初期为宾汉体，中期为膏状体，后期迅速强度提高为塑性体硬塑性体的特点，适合连通裂隙 的控制灌注。速凝试验向0.5:1水泥浆液中掺加不同比例的外加剂水溶液混合后形成浆液，与纯水泥浆液进行结石强度对比试验，结果如表I所示；从表I可以看出，随着外加剂掺量的增加，7d抗压强度有所降低，掺量为2%时，浆液基本不析水，抗压强度约为纯水泥浆液的80% 90%，符合工程施工要求。表I外加剂与纯水泥浆液性能及结石强度对比试验 水泥浆液(0.5:1)纯水泥浆液__+外加剂浆液(0.5:1) 外加剂掺量0.50%1.00% 2.00%/_M__L83__L83__/__1.81_析水率(%)__LOl__/__/__3.90 初凝时 M 9:31 8:42 / 9:42_抗压强度(7 天)(MPa)__2^7__22^8__2L9__25.0注:当外加剂掺量为水泥质量的2%时，水泥浆液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双液法灌浆材料，由水泥浆和外加剂溶液组成，其特征在于：所述水泥浆和外加剂溶液的重量份数是：水泥浆：20份，外加剂溶液：3份；其中水泥浆由水与水泥灰按重量比0.5:1混合制成；外加剂溶液是水与外加剂按重量比9:2配制成的溶液，其中每一重量份外加剂由偏硅酸钠0.38份、锂酸钾0.12份、氯化钙0.5份混合制成。

【技术特征摘要】
1.一种双液法灌浆材料，由水泥浆和外加剂溶液组成，其特征在于: 所述水泥浆和外加剂溶液的重量份数是:水泥浆:20份，外加剂溶液:3份； 其中水泥浆由水与水泥灰按重量比0.5:1混合制成；外加剂溶液是水与外加剂按重量比9:2配制成的溶液，其中每一重量份外加剂由偏硅酸钠0.38份、锂酸钾0.12份、氯化钙0.5份混合制成。2.—种权利要求1所述双液法灌浆材料的灌浆工艺，其特征在于包括以下步骤: (1)外加剂制备；将下列重量份数的组分加入容器中同时搅拌均匀，偏硅酸钠:0.38份，锂酸钾:0.12份；氯化钙:0.5份； (2)外加剂溶液制备:将步骤(I)制备的外加剂0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨富平，刘贵军，李守华，陈天樵，邱小宾，唐应鹏，王新锋，
申请(专利权)人：中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：