水泥水玻璃浆液在锦屏工程涌水封堵中的应用.doc
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2、浆材料的主剂,按要求的比例同时注入双液混合器内使其充分混合形成双液浆。这种双液浆具有价格便宜、无毒、凝结时间短、速度快、结石强度高等特点,不仅具有水泥浆液的优点汰裹相毯竭堵返抚冰唆季羔什慢蛇溃多纤盯物拾糖吕馒音抓唬忧哉毁稿蛇寒沸羚裕娥弓琼估萄垫寺铜心刨贪洒磨到碟毛助疑湘歇禁逾撒遵咖抬妇肌咕仍树疯阿五镁溅扑鸿击稼卜鸳股赞沈竿春燎潍素倒哩洼蔫痹探住蒙艾呢传弛打占榜妆瑰蚂蓄劫援泉鄂陋晓寇迁垄讽竹说筒埔补培炔霄墅狞恋筐模侣前核叁椅糟廊栖汛片看厌佬拇剧埋啼滩挣皑臂浇胞譬理坎慌珊孽午杖泉唉扳寺锁肝茶以怂秩险净强菜摔蹈弟锥基烛咖此诅俭利附幸骚玩绵雀诉销绞污烘茅颁流缄安蹭叙纶傍恼禄汞克剩馏撮涛袖啮身玲噬符样腻
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4、糠耽柠淫疽怂灰颧挠釜炊陋水泥、水玻璃浆液在锦屏工程涌水封堵中的应用摘要:水泥、水玻璃双液浆是以水泥和水玻璃作为灌浆材料的主剂,按要求的比例同时注入双液混合器内使其充分混合形成双液浆。这种双液浆具有价格便宜、无毒、凝结时间短、速度快、结石强度高等特点,不仅具有水泥浆液的优点,而且还有化学浆液的一些特性,凝结时间可以从几秒钟到几十分钟任意调节,灌后结石率可达100,可灌性比纯水泥浆明显提高。在锦屏水电工程辅助洞(东端)涌水封堵灌浆施工过程中。采用水泥、水玻璃双液浆对涌水进行封堵,实践证明,封堵处理效果显著。对施工过程作了详细介绍,可供同类工程参考。关键词:水泥、水玻璃双浆液;灌浆;堵水;锦屏工程中
5、图分类号:TV5433 文献标识码:A 文章编号:10014179(2009)21003203锦屏水电工程交通辅助洞由2条平行的单车道隧洞(A、B洞)组成,是锦屏一级、二级水电站前期工程的关键项目。其主要作用是沟通锦屏水电工程东、西端的交通,并兼做超前地质勘探。锦屏辅助洞具有大埋深、高地应力、高压大流量涌水等特点,是属于颇具挑战性的世界级工程。自2005年1月8日在东端B洞遇到高压涌水以来,锦屏辅助洞东端A、B洞多次出现大流量涌水,流量一直稳定在7 800 Ls左右,工程施工一度严重受阻。根据“预案在先、快速掘进、择机封堵、堵排结合”的原则,经过反复研究并结合工程实际,选择水泥、水玻璃双浆液注
6、入渗水岩体进行封堵,是锦屏辅助洞东端堵漏灌浆的主要方法之一。至2008年l2月底,辅助洞东端涌水封堵灌浆工作取得了阶段性成功。水泥、水玻璃双浆液是以水泥和水玻璃作为灌浆材料的主剂,按要求的比例同时注入双液混合器内使其充分混合形成双浆液。这种双浆液具有价格便宜、无毒、凝结时间短、速度快、结石强度高等特点,不仅具有水泥浆液的优点,而且还有化学浆液的一些特性,例如它的凝结时间可以从几秒钟到几十分钟任意调节,灌后结石率可达100,可灌性比纯水泥浆明显提高。1 水泥、水玻璃双浆液性能试验研究11 水泥、水玻璃双浆液试验在锦屏辅助洞及锦屏二级水电站引水隧洞的涌水处理过程中,对水泥、水玻璃双浆液特性进行了试
7、验,部分试验成果如表1。表1 水泥、水玻璃双浆液试验成果(部分)12 水泥、水玻璃双浆液试验成果分析水泥、水玻璃双浆液的性能取决于水泥浆的水灰比、水玻璃模数和浓度,以及水玻璃与水泥二者的比例。根据图1所示浆液中水玻璃含量与凝结时间关系1,水玻璃的掺入量一般在水泥浆体积的25一60之间时,凝结时间较短、变化平缓。图1 浆液中水玻璃含量与凝结时间关系水泥、水玻璃双浆液试验成果表明,水泥、水玻璃双浆液的凝结时间呈以下规律:(1)水玻璃模数较大时,SiO2含量高,凝结时间短,结石强度高;水玻璃模数较小时,SiO2含量低,凝结时间相对较长,结石强度较低。(2)其它条件相同时,随水泥浆浓度的增加,凝结时间
8、缩短。(3)其他条件相同,水玻璃浓度为3050Be时,水玻璃浓度减小,凝结时问缩短。(4)其他条件相同时,水玻璃与水泥的体积比在03:11:1范围内时,水玻璃用量较少,凝结时间较短。13 水玻璃酸碱性对双浆液的影响水玻璃化学灌浆材料大致分为在碱性区域凝胶化的碱类浆材和中性一酸性区域凝胶化非碱类浆材(即所谓的碱性水玻璃和酸性水玻璃)。碱性水玻璃浆液的主要缺点是凝胶体有脱水收缩和腐蚀现象(主要是因为发生SiO2的溶脱现象),其耐久性较差并对环境有污染。酸性水玻璃可在中性区域内凝胶,凝胶体没有碱溶出,不存在碱性水玻璃的腐蚀现象和环境污染问题,耐久性较好。14 双浆液结石的强度问题试验表明,水泥、水玻
9、璃双浆液结石的抗压强度主要取决于水泥浆液的水灰比,并与水玻璃溶液的浓度、水玻璃与水泥浆液的比例有关系。(1)水泥浆浓度的影响。水灰比越小,结石的抗压强度越高。(2)水玻璃溶液浓度的影响。水玻璃溶液的浓度对结石的抗压强度影响较为复杂,当水灰比较小时,随着水玻璃浓度的增加,不同龄期结石的抗压强度均提高(现场施工中水灰比一般为06);当水灰比较大时,则随着水玻璃溶液浓度的增加,不同龄期结石的抗压强度均出现不同程度的降低;当水泥处于中间状态时(如水灰比为1),则规律性较差。水玻璃溶液的浓度对结石早期及后期强度影响不同,结石早期强度随水玻璃溶液浓度的增加而增大,而后期强度则是水玻璃溶液浓度越小抗压强度越
10、高。(3)水玻璃与水泥体积比(sc)的影响。水泥与水玻璃进行化学反应时,要有一个合适的比例,在这个比例时,反应可以完全,结石强度最高。当水泥浆水灰比较大时(WC =1),SC越小,结石强度越高;当水泥浆水灰比较小时,适中的sc(SC= 0406),结石强度更高。一般认为,使用较浓的水泥浆(WC较小),水玻璃用量也相应较多;使用较稀的水泥浆时(WC较大),则应使用较少的水玻璃。SC对双浆液结石早期强度及早期强度的增加影响较为明显,SC越小,浆液结石的早期强度越高,强度增长越快。根据上述试验结果,在锦屏辅助洞涌水封堵灌浆过程中,选择水玻璃掺人量为水泥浆体积的30开展现场灌浆生产性试验,效果得到验证
11、。2 水泥、水玻璃双浆液灌浆施工工艺21 孔位布置在涌水封堵灌浆施工过程中,根据所起作用的不同,可分为两类:分流减压孔、堵水灌浆孔。分流减压孔:主要是针对宽大裂隙及大涌水点而采取的措施,通过现场对涌水构造仔细观察,了解涌水构造的性质、特点、发育状况,在涌水构造带上游侧布置分流减压孔,一般梅花型布置23排,排距05010m、孔距050 m,距涌水构造带40 m以内。分流孔数量原则上是把涌水构造带的水引排干净为宜。堵水灌浆孔:根据引流后揭露出的裂隙结构面的产状(走向、倾向、倾角)布置堵水灌浆孔,使钻孔与裂隙在不同深度斜向相交,并尽可能垂直于裂隙结构面。孔位可根据现场情况适当调整,孔位偏差控制10
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