灌浆方法技术

本发明专利技术公开了一种灌浆方法，包括以下步骤：1）确定灌浆区域，按照设计方案完成灌浆孔和灌浆通道的布设；2）基于灌浆孔的孔间距和裂隙的宽度确定要灌浆的砂浆的流动性能和粘度；3）进行灌浆砂浆的配合比设计，得到性能满足要求的灌浆砂浆系列配合比；4）根据得到的配合比生产配置出满足各项指标要求且性能稳定的灌浆砂浆；5）将灌浆砂浆通过灌浆孔灌注，直至灌浆孔满，完成单孔灌浆；6）按照设计的灌浆排序和孔序，逐孔完成灌注，直至完成本灌浆区域内所有灌浆孔的灌注。该灌浆方法可调节灌浆砂浆流动性能和粘度，适用于不同裂隙宽度（毫米级及以上宽度裂隙）和扩散距离的灌浆需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，具体涉及一种填充毫米级及以上宽度裂隙的。
技术介绍
灌浆是通过堵塞开敞的地质缺陷来减少渗漏或加固地层、地基或建筑物的一项工程。一般是把浆液压送到地层或建筑物地基的裂隙、断层破碎带或建筑物本身的接缝、裂缝中，从而提高被灌地层或建筑物的抗渗性和整体性。目前世界上用于灌浆堵漏加固技术的材料有两大类型:一类是以有机高分子材料为基础的化学灌浆材料；另一种是以水泥为主的无机灌浆材料。相比前者，后者无机灌浆材料由于无污染，符合环保要求；老化年限长，成本低，固结体强度高等优点，近年来取得了迅速发展。在灌浆施工中，大空隙地层灌浆经常遇到的一个问题是，如在覆盖层强渗失地层、基岩大裂隙地层、断层破碎带或岩溶地层中进行灌浆时，浆材耗量大、工效低、施工成本高，并且工程质量难以达到设计要求。对于此类大空隙地层的灌浆，传统的解决方法主要有两种类型:①通过控制性来控制灌浆量；②掺入砂子减少水泥用量。按照所控制参数的种类，控制性大致可以分为三种:(I)调节浆液凝结时间。根据调节凝结时间的方法可以分为内掺和外掺促凝剂两种。外掺促凝剂形成速凝浆液，如水泥水玻璃等浆材，通过灌浆浆材与促凝浆液混合实现凝结时间的调节，主要靠凝结速度控制浆液的扩散。该方法施工工艺和控制技术较复杂、结石强度低。通过在较浓水泥浓浆掺入促凝剂和其它改善浆体流变特性或凝结特性的外加剂、掺合料形成促凝浓浆，在浆液具有一定可泵性条件下，加快浆液塑性强度的增长并缩短浆液凝结时间，从而可用来控制浆液的扩散。促凝浆液配比要求配料精度较高，而且组成也较复杂，在工程现场配制难度较大。且受凝结时间的限制，难以高掺廉价掺合料，造价成本较闻。(2)调节流动性能。膏状浆液是通过在水泥浆中掺加一定量的辅助材料搅拌而成的塑性屈服强度大于50Pa的超稳定性浆液，掺加辅助材料的作用是使膏浆有更大的保水性和更高的粘度。针对地层可灌性的不同，可以根据需要配制不同粘度的膏状浆液，还可以配置速凝膏浆或掺加纤维，提高浆液的抗水流冲刷能力。膏状浆液通常都是针对大空隙地层，流动性差、粘度高，其中一个关键问题是浆液扩散距离的控制问题。通常通过灌浆压力来控制浆液在大空隙地层中的扩散距离，但是这种方法对泵压要求高，且施工速度较慢，对于大规模施工来说难以把握。3)调节灌浆范围。对于溶洞、空腔等特大缺陷，充填碎石(级配料)、锯末、木屑、蛙石、棉籽壳、水泥袋或其他纤维片，可以有效降低灌浆范围。然后再用普通水泥、粘土、砂及水混合浆或速凝膨胀型浆灌注碎石堆石体。该的缺点是不易施工，充填料充填困难，灌浆材料在空隙中的充填范围不易控制。要么充填范围过大，浪费材料；要么充填范围过小，灌浆后难以形成连续的防渗体，往往还需要反复灌注水泥浆才能够形成合格的帷幕。现有一种模袋灌浆技术，将特定形状、尺寸的土工模袋下放到灌浆部位，向模袋内进行充填灌浆，在灌浆压力作用下模袋膨胀，模袋内水泥浆中的水分由袋内析出，而水泥颗粒保留在模袋中形成灌浆体。水泥浆液在模袋中凝固，在水下不具有分散性，当水流较大时不会被冲失；模袋在灌浆压力作用下能产生变形，去适应不同形状的大裂隙、洞穴。模袋灌浆的关键是压力和灌浆速率的控制。该主要适用于溶洞、空腔等特大缺陷的情况，对于一般的宽大裂隙不适用，且灌浆成本较高。在裂隙发育、耗浆量巨大的岩体中灌浆时，常采用水泥砂浆灌注。灌注水泥砂浆的优点:浆液流动度较小，不易流失，结石强度高，粘结力强，耐久性和抗渗性好，砂料可就地取材，节约水泥。但是常规水泥砂浆不稳定，在灌注过程中总会产生一定程度的分离现象，淤堵进浆通道，浆液中浆体部分扩散过远，从而形成浪费或所处理孔隙充填不饱满。为了改善砂浆性能，可在砂浆中掺入塑化剂、膨润土或粉煤灰，提高浆液稳定性。而且由于砂浆流动性小，在自流状态下扩散距离小，难以达到灌浆需求。对于常规砂浆，为了保证浆液的稳定性和流动性，通常所携带的砂率不宜过高，一般胶砂比不超过1:1。水泥基灌浆材料是由水泥、集料、外加剂和矿物掺合料等原材料经工厂化生产的干混料，加水拌合均匀后具有高流动性、不离析、微膨胀等良好工艺特性及硬化快、早期强度高的性能特点，自20世纪90年代起，在设备安装领域得到了广泛应用。这种灌浆材料性能稳定，有不同的型号以适应不同宽度空隙填充的需求。但是作为定制产品，成本高，不适用于大规模灌浆应用。现有技术中，很多人员也针对以上问题进行了各种有益的尝试，如郭蕾等基于普通硅酸盐水泥、河砂、细石等现场材料，通过掺加开发的灌浆剂生产适用于实际情况的水泥基灌浆材料，成本低廉；另外刘小兵等通过掺加萘系减水剂、葡萄糖酸钠、石膏等，利用普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、中砂配置得到水泥基灌浆材料，胶砂比1:1。但现有技术仍存在以下问题:为了保证水泥基灌浆材料的性能，胶砂比一般不宜超过1:1.5，水泥等胶凝材料用量仍然相对较高，不利于成本控制；而且这种灌浆材料只能调节流动性能以适应不同灌浆需求，不能同时调节材料粘度、控制扩散距离以节约浆材消耗量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种可调节灌浆砂浆流动性能和粘度，适用于不同宽度裂隙和扩散距离的灌浆需求的。本专利技术的技术解决方案是，提供一种，包括以下步骤:I)确定灌浆区域，按照设计方案完成灌浆孔和灌浆通道的布设；2)基于灌浆孔的孔间距和裂隙的宽度确定要灌浆的砂浆的流动性能和粘度；3)基于材料进行灌浆砂浆的配合比设计，得到性能满足要求的灌浆砂浆系列配合比；4)根据得到的配合比生产配置出满足各项指标要求且性能稳定的灌浆砂浆；5)将灌浆砂浆通过灌浆孔灌注，直至灌浆孔满，完成单孔灌浆。6)按照设计的排序和孔序，逐孔完成灌浆，直至完成本灌浆区域内所有灌浆孔的灌注。作为本专利技术的一种改进，在步骤2)中，通过调整灌浆砂浆的流动性能和粘度以适用于不同裂隙宽度(毫米级及以上宽度裂隙)和扩散距离的灌浆需求。适用范围广。作为本专利技术的另一种改进，在步骤5)中，除有压灌注方式外，灌浆砂浆还可通过无压自流的方式进行灌注，多了一种选择。而且相对于有压灌注方式减少了对灌浆设备的要求。作为本专利技术的还有一种改进，步骤3)和步骤4)中所述灌浆砂浆基于现场工程材料进行配合比设计，且在工程现场完成生产配置，能满足大规模生产的需求。作为本专利技术的还有一种改进，设计灌浆砂浆的配合比中胶砂比最小可达1: 5，大幅降低了水泥用量。作为本专利技术的一种优选，灌浆砂浆在施工作业时间内能保持性能稳定，一般稳定性时间不低于3个小时。与现有相比，本专利技术的具有以下优点:(I)通过同时调节流动性能、粘度，能够适应于不同裂隙宽度(毫米级及以上宽度)和扩散距离的灌浆需求。如通过调节流动性能和粘度可用于实现浆液的扩散距离可控。反过来，针对不同的裂隙宽度和扩散距离，可选择不同流动性能和粘度的灌浆砂浆的配合比来满足灌浆需求，例如可以采用粘度大，流动性能差的灌浆砂浆以满足裂隙宽度大但扩散距离小的灌浆需求。(2)胶砂比的大幅降低大大减少了水泥用量。如胶砂比达到1:5，可有效降低成本30%以上。而且单方砂浆中水泥的低含量有效地解决了砂浆的收缩开裂问题。(3)灌浆砂浆的流动性能好，除常规有压灌注方式外，还可采用无压自流方式实现灌注。通过无压自流方式灌注时，整个过程中基本取消压力灌浆设备，可以有效节约灌浆施工设备的投入成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灌浆方法，包括以下步骤：1）确定灌浆区域，按照设计方案完成灌浆孔和灌浆通道的布设；2）基于灌浆孔的孔间距和裂隙的宽度确定要灌浆的砂浆的流动性能和粘度；3）进行灌浆砂浆的配合比设计，得到性能满足要求的灌浆砂浆系列配合比；4）根据得到的配合比生产配置出满足各项指标要求且性能稳定的灌浆砂浆；5）将灌浆砂浆通过灌浆孔灌注，直至灌浆孔满，完成单孔灌浆。6）按照设计的灌浆排序和孔序，逐孔完成灌注，直至完成本灌浆区域内所有灌浆孔的灌注。

【技术特征摘要】
1.一种灌浆方法，包括以下步骤: 1)确定灌浆区域，按照设计方案完成灌浆孔和灌浆通道的布设； 2)基于灌浆孔的孔间距和裂隙的宽度确定要灌浆的砂浆的流动性能和粘度； 3)进行灌浆砂浆的配合比设计，得到性能满足要求的灌浆砂浆系列配合比； 4)根据得到的配合比生产配置出满足各项指标要求且性能稳定的灌浆砂浆； 5)将灌浆砂浆通过灌浆孔灌注，直至灌浆孔满，完成单孔灌浆。 6)按照设计的灌浆排序和孔序，逐孔完成灌注，直至完成本灌浆区域内所有灌浆孔的灌注。2.根据权利要求1所述的灌浆方法，其特征在于，在步骤2)中，通过调整灌...

【专利技术属性】
技术研发人员：安雪晖，陈长久，周虎，金峰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：