1、因为配制 1 升水泥净浆所需的干水泥重量为：（水泥的密度*水的密度）/（水的密度+水灰比*水泥密度）；水泥密度一般取 3.15。该公式简明易算。所以，当水灰比为 1，1 立方水泥浆需干水泥重量为：1000*（ 3.15*1） /（1+1*3.15）=759kg当水灰比为 0.8，1 立方水泥浆需干水泥重量为：1000*（ 3.15*1） /（1+0.8*3.15）=895kg所以，配合比 0.81 时，配制 1 方净浆所需干水泥在 759kg895kg 之间。另外，我最近研究了新型高水固结灌浆材料。该材料具有以下特点：(1) 新型高水固结灌浆材料具有高水灰比特性。优化配方采用的水灰比为 1.5
2、，比普通水泥浆液采用的水灰比有大幅度的提高，增加了浆液的流动性能，使浆体流动度达 33cm 以上；高水灰比降低了浆液的浓度，减少了粒状浆材以多粒的形式同时进入孔隙或裂隙导致孔隙被堵塞的几率，更容易达到良好的灌注效果；同时，也减少因浆液的流动性能不足而引起的堵管等给施工造成的延误。（2） 新型高水固结灌浆材料具高水灰比条件下的较高强度特性。浆材能及时固结，使岩土体具有足够的强度，在水灰比高达 1.5 的条件下，其优化配方的 3d 最低抗压强度为 6MPa，最高抗压强度可达12MPa；28d 最低抗压强度为 13MPa，最高可达 24MPa。相对于目前其他高水灰比浆材，其抗压强度已有很大的提高，这
3、是本材料的一大亮点。（3） 新型高水固结灌浆材料具有良好的凝结时间可调特性。该材料应用虽有高水灰比特点，但仍然能在短时间内凝结硬化，其凝结时间可以根据施工需要进行调整。通过调整优化配方浆液初凝时间可控制在15min 到 1h 内，终凝时间可控制在 50min 到 5h 内，这种高水灰比条件下的性能调控方法具有创新特点。（当然也可以调至数秒钟就凝结）（4）新型高水固结灌浆材料具有良好的温度适应性。在实际灌注中，普通水泥浆液在低温条件下会长时间不凝结，而新型高水固结灌浆材料在乙料选择适当的情况下，能克服低温给浆液凝结时间带来的障碍，具有良好的抗低温性能。在*地质钻探施工堵漏中的成功应用就证明了这一
4、点。（5） 新型高水固结灌浆材料具有良好的综合性能，能在不同灌浆工程中使用。在实际使用时，可根据具体工程对浆液的性能要求，通过调整材料甲、乙料的配比，实现其综合性能满足工程的要求。这克服了传统的水泥浆液在高水比条件下长时间不凝结且强度很低的缺陷，有效地解决了灌浆过程中浆液流动性要求和灌浆结束后强度要求的矛盾问题，具有新颖性。但该材料还需改进的是：（1）进一步提高浆液结石体在高水灰比的条件下的抗压强度。虽然材料结石体 28d 抗压强度能达到 24 ，但与低水灰比条件下的水泥浆液结石体抗压强度相比还有一定差异，如能到达较高标号的水泥结石体抗压强度，就更为理想。（2）进一步提高新型高水固结灌浆材料浆
5、液的稳定性。实践表明，浆液在长时间静置时稳定性会变差，这对保证灌浆质量是不利的。应研究高水灰比条件下添加稳定剂，改善浆液性能同时又能保障结石体强度的技术方法。综上所述，新型高水固结灌浆材料的性能易于调整，且具有良好的综合性能，如果再进一步提高结石体在高水灰比条件下的抗压强度和提高浆液稳定性而不降低其结石体抗压强度，新型高水固结灌浆材料将具有更为广阔的应用前景，将能更好的服务于地质灾害治理及工程建设领域。 1、水泥浆液水灰比为 0.8:1-1:1。2、注浆水泥采用 PO32.5 水泥。3、双液注浆采用水玻璃 38-43Be，模数 2.4-3.0。4、拌合水：水质应符合铁路砼及砌石工程施工规范中的
6、各项规定。1.1 配合比设计1m3 水泥浆（绝对体积）需要的材料按下式计算：1000=WPW-CPC+PiPP式中 W水的重量（kg），C水泥重量（kg），Pi 缓凝剂重量（kg），P 各种材料比重则：1000=WPW-CPC设 PW=1.0，PC=3.12 则： 1000=W+0.32C由 W/C=1.0 得1000=1.0C+0.32CC=757.6（kg）W=757.6（kg）Pi=757.60.0095=7.20（kg）水泥浆：水玻璃=1：0.5（体积比），水玻璃密度为 1.38（g/cm3）。根据此配合设计双液浆体稠度为 8.4s，水泥浆比重为 1.52（g/cm3），满足施工要求。
7、 水泥、水玻璃浆液在锦屏工程涌水封堵中的应用(胡国兵) http:/ 时间： 2010-07-16 10:15:00 来源：人民长江2009 年 11 月 放大 缩小 打印摘 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
8、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 ；
9、锦 屏 工 程中 图 分 类 号 ： TV543 3 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
10、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 L s 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 入 渗 水岩 体 进 行 封 堵 ， 是 锦 屏 辅 助 洞 东 端 堵 漏 灌
11、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
12、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1 1 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 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 )1 2
13、 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 ，
14、 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 缩 短 。(3)其 他 条 件 相 同 ， 水 玻 璃 浓 度 为 30 50Be 时 ， 水 玻 璃 浓 度 减 小 ， 凝 结 时 问 缩 短 。(4)其 他 条 件 相 同 时 ，
15、水 玻 璃 与 水 泥 的 体 积 比 在 0 3： 1 1： 1 范 围 内 时 ， 水 玻 璃 用 量 较 少 ，凝 结 时 间 较 短 。1 3 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 )，
16、 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 。1 4 双 浆 液 结 石 的 强 度 问 题试 验 表 明 ， 水 泥 、 水 玻 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
17、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0 6)； 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
18、 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 高 。(3)水 玻 璃 与 水 泥 体 积 比 (s c)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 (W
19、C =1)， S C 越 小 ，结 石 强 度 越 高 ； 当 水 泥 浆 水 灰 比 较 小 时 ， 适 中 的 s c(S C= 0 40 6)， 结 石 强 度 更 高 。 一般 认 为 ， 使 用 较 浓 的 水 泥 浆 (W C 较 小 )， 水 玻 璃 用 量 也 相 应 较 多 ； 使 用 较 稀 的 水 泥 浆 时 (W C较 大 )， 则 应 使 用 较 少 的 水 玻 璃 。 S C 对 双 浆 液 结 石 早 期 强 度 及 早 期 强 度 的 增 加 影 响 较 为 明 显 ，S C 越 小 ， 浆 液 结 石 的 早 期 强 度 越 高 ， 强 度 增 长 越 快 。
20、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 。2 水 泥 、 水 玻 璃 双 浆 液 灌 浆 施 工 工 艺2 1 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
21、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2 3 排 ， 排 距 0 50 1 0 m、 孔 距 0 50 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
22、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 cm 以 内 。2 2 造 孔分 流 减 压 孔 孔 径 为 219 mm、 孔 深 小 于 40 m。 采 用 CM 一 351 型 液 压 钻 机 配 XAHS376 移 动 式空 压 机 钻 孔 ， 为 防 止 高 压 涌 水 射 出 形 成 的 反 冲 力 ， 在 施 工 过 程 中 对 钻 机 进 行 加 固 ， 保 证 钻 机 在 各 个工 作 环 节 的 安 全 运 行 。堵 水 灌 浆 孔 孔 径 为
23、 76 mm、 孔 深 3 8m。 采 用 ZQS 一 100B 型 冲 击 回 转 钻 机 配 XAHS376 移 动式 空 压 机 钻 孔 。2 3 镶 管镶 管 采 用 模 袋 法 ， 管 材 为 厚 壁 地 质 管 。 为 确 保 引 流 减 压 孔 引 水 畅 通 ， 防 止 串 浆 时 被 封 堵 ， 故 镶管 应 尽 可 能 深 一 些 (6 10m)。 孔 口 管 的 直 径 为 127 156 mm， 捆 绑 长 度 为 35 m。 用 自 制 的 手压 泵 将 水 灰 比 为 0 5： 1 的 纯 水 泥 浆 压 人 捆 绑 的 模 袋 中 ， 水 泥 浆 中 加 入 速
24、凝 剂 、 微 膨 胀 剂 以 加 快镶 管 水 泥 尽 快 凝 结 以 及 凝 结 后 镶 结 牢 固 ， 当 流 量 逐 渐 减 小 且 压 浆 较 困 难 时 即 结 束 ， 待 凝 24 h后 开 始 下 一 道 工 序 。 分 流 减 压 孔 孔 口 安 装 高 压 阀 门 ， 高 压 阀 门 需 满 足 15 MPa 压 力 的 要 求 。2 4 水 泥 、 水 玻 璃 双 浆 液 拌 制水 泥 浆 液 采 用 ZJ 一 400 型 立 式 高 速 耐 磨 搅 拌 机 拌 制 ， 然 后 输 送 到 立 式 双 桶 储 浆 搅 拌 机 内 。 水玻 璃 直 接 倒 入 储 浆 桶
25、中 。 两 种 浆 液 均 采 用 3SNS 型 灌 浆 泵 或 BW200 40 灌 浆 泵 直 接 泵 入 。不 同 的 是 输 送 水 玻 璃 的 灌 浆 泵 上 安 装 带 控 制 阀 的 回 浆 管 ， 以 控 制 两 种 浆 液 的 配 比 。2 5 灌 浆 管 路 连 接 及 浆 液 控 制双 液 灌 浆 中 的 浆 液 变 换 ： 双 浆 液 的 凝 结 时 间 也 可 通 过 调 节 水 灰 比 、 水 玻 璃 浓 度 及 水 泥 浆 与 水 玻璃 比 例 来 调 节 。双 液 灌 浆 管 路 连 接 ： 可 以 在 孔 口 混 合 ， 也 可 在 孔 底 混 合 。 孔 口
26、 浆 液 混 合 器 安 装 于 灌 浆 孔 口 ， 每个 灌 浆 管 路 均 安 装 了 自 制 的 高 压 逆 止 阀 ， 以 防 止 浆 液 倒 流 堵 塞 灌 浆 管 路 。 施 工 过 程 中 ， 为 防 止 因 瞬时 高 压 造 成 事 故 ， 针 对 可 能 超 压 灌 浆 的 特 殊 情 况 (10MPa)， 采 取 在 泵 前 安 装 自 制 的 高 压 卸 压 安 全阀 的 措 施 ， 取 得 了 满 意 的 效 果 。孔 底 混 合 是 通 过 孔 底 混 合 双 液 塞 实 现 的 。 灌 浆 时 两 种 浆 液 (水 泥 和 水 玻 璃 )分 别 从 塞 子 内 管和
27、 外 管 进 入 孔 底 以 充 分 混 合 ， 而 灌 浆 过 程 中 所 使 用 的 外 管 与 内 管 是 可 拆 卸 的 。 在 施 工 过 程 中 ， 取 得了 两 种 浆 液 以 60 70 L min 的 速 度 快 速 注 入 的 正 常 数 据 。 相 关 的 管 路 连 接 见 图 2 所 示 。 根 据不 同 的 孔 深 ， 采 用 不 同 长 度 的 双 液 灌 浆 塞 。 这 给 施 工 带 来 了 极 大 的 方 便 。图 2 双 液 灌 浆 管 路 示 意双 液 灌 浆 控 制 ： 堵 漏 灌 浆 最 重 要 的 是 凝 结 速 度 和 结 石 强 度 ， 因 此
28、 需 准 确 控 制 浆 液 配 比 及 凝 结 时间 。 主 要 措 施 是 严 格 控 制 两 种 浆 液 的 配 比 ， 特 别 是 水 玻 璃 的 注 入 量 ， 施 工 过 程 中 采 用 回 浆 管 控 制 流量 的 方 法 得 到 解 决 。2 6 浆 液 的 结 束 标 准所 有 裂 隙 、 岩 溶 管 道 型 渗 水 环 境 涌 水 封 堵 灌 浆 结 束 标 准 ： 采 用 在 设 计 压 力 下 ， 当 吸 浆 量 小 于 10 L min 时 ， 继 续 灌 注 10 min 结 束 该 段 灌 浆 。2 7 特 殊 情 况 处 理(1)灌 浆 过 程 中 遇 断 层
29、、 岩 脉 、 溶 洞 等 异 常 区 时 ， 应 加 强 异 常 区 可 能 连 通 部 位 的 观 测 ， 为 节 省浆 液 用 量 ， 当 发 现 跑 、 冒 、 串 、 漏 浆 现 象 必 须 及 时 封 堵 处 理 后 方 可 恢 复 灌 浆 。(2)灌 浆 工 作 必 须 连 续 进 行 ， 若 因 故 中 断 ， 必 须 马 上 处 理 ， 尽 早 恢 复 灌 浆 。 如 果 中 断 超 过30 min， 则 应 进 行 钻 孔 冲 洗 ， 如 冲 洗 无 效 ， 则 应 扫 孔 。 恢 复 灌 浆 时 使 用 开 灌 比 级 的 水 泥 浆 进 行 灌 注 ，如 注 入 率 为
30、 中 断 前 的 90 以 上 ， 即 可 采 用 中 断 前 水 泥 浆 的 比 级 继 续 灌 注 ， 如 注 入 率 为 中 断 前 的70 90 ， 逐 级 加 浓 浆 液 继 续 灌 注 ， 如 注 入 率 小 于 中 断 前 的 70 ， 且 在 短 时 间 内 停 止 吸 浆 ，则 该 段 灌 浆 应 视 为 不 合 格 。(3)灌 浆 施 工 过 程 中 发 现 冒 浆 、 漏 浆 时 ， 根 据 具 体 情 况 采 用 嵌 缝 、 表 面 封 堵 、 降 低 压 力 、 加 浓浆 液 、 限 流 、 限 量 、 间 歇 等 方 法 进 行 处 理 。 若 漏 的 是 水 或
31、稀 浆 时 可 继 续 灌 注 ； 若 漏 的 是 浓 浆 时 降 低压 力 ， 直 至 漏 浆 停 止 ， 逐 渐 升 压 至 原 来 压 力 继 续 灌 注 。 如 降 压 无 效 再 变 浓 水 灰 比 灌 注 ， 如 降 压 和 变浓 均 无 效 ， 且 漏 浆 量 接 近 注 入 量 ， 停 止 灌 注 进 行 待 凝 ， 待 凝 时 间 24 h。 如 恢 复 灌 浆 后 吸 浆 量 接近 于 零 或 停 止 吸 浆 时 ， 此 段 作 为 不 合 格 孔 段 ， 视 情 况 进 行 处 理 。 对 间 歇 灌 浆 时 间 超 过 30 min的 孔 段 ， 采 取 重 新 扫 孔
32、 、 重 复 灌 注 的 方 法 处 理 。 若 遇 串 浆 情 况 ， 采 用 封 堵 被 串 孔 进 行 处 理 。2 8 封 孔(1)全 孔 灌 浆 工 作 完 成 后 及 时 封 孔 。 封 孔 前 排 除 孔 内 稀 浆 ， 将 孔 内 污 物 冲 洗 干 净 。 隧 洞 腰 线 以上 部 位 的 灌 浆 孔 采 用 “全 孔 灌 浆 封 孔 法 ”封 孔 ， 腰 线 以 下 部 位 根 据 现 场 实 际 情 况 ， 灵 活 采 用 封 堵方 法 。(2)封 孔 压 力 不 小 于 3 MPa， 时 间 不 小 于 30 min， 孔 口 压 摸 齐 平 。(3)封 孔 材 料 采
33、 用 掺 轻 烧 MgO(掺 量 4 与 水 泥 重 量 比 )的 高 抗 渗 性 水 泥 浆 ， 强 度 等 级 M25，水 泥 浆 的 水 灰 比 不 大 于 0 5： 1。(4)对 孔 口 以 下 10 15 cm 深 的 孔 段 用 抗 压 强 度 不 小 于 40MPa 的 环 氧 砂 浆 抹 平 。3 水 泥 、 水 玻 璃 双 浆 液 堵 漏 灌 浆 效 果与 纯 水 泥 浆 灌 浆 不 同 ， 双 浆 液 灌 浆 施 工 工 艺 略 显 繁 琐 。 对 压 力 大 、 流 量 也 较 大 的 涌 水 点 或 施 工段 采 用 纯 水 泥 浆 进 行 封 堵 时 ， 因 水 泥
34、浆 凝 结 速 度 较 慢 ， 被 水 稀 释 或 随 水 流 走 ， 导 致 灌 浆 效 果 不 显 著 。采 用 水 泥 、 水 玻 璃 双 浆 液 进 行 封 堵 ， 可 以 通 过 调 节 水 泥 浆 与 水 玻 璃 的 配 比 来 控 制 浆 液 的 凝 结 速 度 ，从 而 达 到 良 好 的 封 堵 效 果 。在 辅 助 洞 东 端 A 洞 K12+890 处 2 个 大 涌 水 孔 用 纯 水 泥 浆 灌 注 ， 前 后 待 凝 5 次 ， 注 浆 量 分 别为 9 369、 9 781 t， 无 法 进 行 封 堵 ； 后 使 用 水 泥 、 水 玻 璃 双 浆 液 ， 2
35、孔 共 用 水 泥 浆 分 别 为1 322、 1 050 t， 水 玻 璃 346、 418 kg， 封 堵 效 果 良 好 。 在 A 洞 K12+908 K12+922(封 堵 前涌 水 量 为 200 300 L s)、 A 洞 K11+210K11+160(封 堵 前 涌 水 量 约 450 500 L s)及 A 洞K12+880 K11+890(股 状 涌 水 量 约 25 L s 且 与 K12+908 K12+922 处 大 涌 水 点 连 通 )等 高 压 固结 区 均 应 用 了 水 泥 、 水 玻 璃 双 浆 液 施 工 工 艺 ， 都 取 得 了 很 好 的 效 果
36、。辅 助 洞 东 端 B 洞 K10+660 处 左 边 墙 裂 隙 发 育 ， 围 岩 破 碎 ， 呈 股 状 涌 水 ， 裂 隙 宽 度 较 大 (最宽 处 达 100 cm、 长 约 150 cm)， 涌 水 中 有 夹 泥 现 象 ， 涌 水 量 约 600 700 L S， 且 与 A 洞K10+605 K10+620 处 涌 水 点 (顶 拱 溶 蚀 管 道 股 状 涌 水 直 径 约 80 cm、 涌 水 量 约 1 0001 200 L s)连 通 。 在 大 涌 水 点 的 封 堵 灌 浆 施 工 过 程 中 大 量 使 用 了 水 泥 、 水 玻 璃 双 浆 液 ， 使 该
37、 涌 水 点 成 功封 堵 。 经 观 察 ， 已 完 成 灌 浆 处 理 近 半 年 的 部 位 ， 无 再 次 渗 水 现 象 发 生 。4 结 语锦 屏 辅 助 洞 高 压 涌 水 的 封 堵 属 世 界 级 施 工 难 题 ， 很 多 堵 水 灌 浆 的 施 工 方 法 均 是 在 堵 水 实 践 过程 中 不 断 摸 索 、 总 结 得 出 的 。 水 泥 、 水 玻 璃 双 浆 液 在 锦 屏 辅 助 洞 裂 隙 、 岩 溶 管 道 型 渗 水 环 境 涌 水 封堵 灌 浆 中 的 成 功 应 用 ， 为 锦 屏 水 电 工 程 辅 助 洞 及 引 水 隧 洞 高 压 涌 水 封
38、堵 奠 定 了 坚 实 的 基 础 。致 谢在 本 文 写 作 过 程 中 ， 得 到 了 长 江 委 锦 屏 工 程 监 理 部 副 总 监 黄 扬 一 高 工 的 悉 心 指 导 ， 特 此 致 谢 !参 考 文 献 ：1 水 利 水 电 工 程 施 工 手 册 编 写 委 员 会 水 利 水 电 工 程 施 工 手 册 北 京 ： 中 国 电 力 出 版 社 ，2004作 者 简 介 ： 胡 国 兵 ， 男 ， 中 国 水 电 顾 问 集 团 贵 阳 勘 测 设 计 研 究 院 ， 工 程 师 。隧 道 超 前 小 导 管 加 钢 支 撑 辅 助 开 挖 的 施 工 工 艺 特 别 适
39、用 于 自 稳 时 间 较 短 的 砂 层 、 砂 卵（ 砾 ） 石 层 、 小 断 层 带 、 软 弱 围 岩 带 、 浅 埋 地 段 、 地 下 水 较 多 的 较 弱 破 碎 围 岩 地 段 。本 文 就 超 前 小 导 管 注 浆 工 艺 中 的 质 量 管 理 和 计 量 控 制 方 面 的 问 题 进 行 探 讨 ， 供 各 位 同 行 参 考 。关 键 词 ： 隧 道 ； 超 前 小 导 管 注 浆 ； 质 量 管 理 ； 计 量 控 制超 前 小 导 管 注 浆 加 钢 支 撑 是 隧 道 工 程 辅 助 开 挖 的 一 种 施 工 工 艺 ， 简 称 小 管 棚 施 工工 艺
40、 。 该 工 艺 特 别 适 用 于 自 稳 时 间 较 短 的 砂 层 、 砂 卵 （ 砾 ） 石 层 、 小 断 层 带 、 软 弱 围岩 带 、 浅 埋 地 段 、 地 下 水 较 多 的 较 弱 破 碎 围 岩 地 段 。 小 管 棚 施 工 工 艺 相 对 于 大 管 棚 施工 工 艺 比 较 ， 具 有 相 对 简 单 便 捷 、 经 济 实 效 。 一 般 隧 道 进 、 出 口 端 往 往 属 于 地 质 围 岩类 别 低 、 自 稳 性 差 、 开 挖 面 渗 水 多 的 情 况 ， 因 此 超 前 小 导 管 加 钢 支 撑 辅 助 开 挖 的 进 洞施 工 工 艺 被 普
41、 遍 采 用 。但 在 实 践 施 工 中 普 遍 存 在 对 小 导 管 注 浆 的 作 用 认 识 不 清 、 对 其 工 艺 流 程 中 的 操 作把 关 不 严 、 对 注 浆 量 的 控 制 不 当 等 情 况 ， 造 成 实 际 注 浆 止 水 效 果 不 明 显 、 围 岩 固 结 不佳 、 计 量 注 浆 量 远 大 于 实 际 注 浆 量 等 问 题 。 现 将 本 人 在 工 程 施 工 中 积 累 的 部 分 经 验 和推 导 出 来的 公 式 供 大 家 探 讨 。一 、 小 导 管 注 浆 的 分 类根 据 不 同 的 注 浆 目 的 注 浆 材 料 一 般 分 为
42、二 类 ： 第 一 类 为 注 水 泥 砂 浆 ， 其 主 要 作 用为 增 强 导 管 的 刚 度 ， 如 浙 江 17 省 道 十 八 跳 隧 道 ； 第 二 类 为 注 水 泥 浆 或 水 泥水 玻 璃 双 液 浆 等化 学 浆 液 ， 其 主 要 作 用 为 ：（1）通过浆液的化学作用，将坑道周围喷浆区的松散岩体在短时间凝固并达到一定自稳力，为掘进时的施工安全提供保障；（2）浆液进入岩（土）体的空隙凝结固化后起防水作用。水泥水玻璃双液浆的固结时间一般为 4 小时左右，单液水泥浆的固结时间一般为 8 小时左右。在甬金高速公路白峰岭隧道金华端施工中，右洞为水泥水玻璃双液注浆，左洞为水泥浆单
43、液注浆，在地质条件、施工操作工艺基本相同的情况下证明：双液注浆的止水效果明显优于单液注浆。本文就水泥水玻璃双液注浆的施工工艺予以重点探讨。二 、 浆 液 的 特 性双液浆的特性主要反映在浆液粘度、颗粒度和凝胶时间长短。采用的水泥浆的水灰比一般应小于等于 1：1，水泥浆与水玻璃的体积比一般在1：0.31：1，在此范围内随着水玻璃用量减少，其凝固时间缩短。如需要缩短时间，在注浆中加食盐或三乙醇胺速凝剂。当水泥浆与水玻璃的体积比在1：0.41：0.6 范围时，浆液使石体抗压强度最高。一般水玻璃浓度在3050Be（波美度）之间，浓度越高浆液使石体抗压强度越高。我们实际在工程中采用双液浆为 1：1 的水
44、泥浆（重量比）和 35Be 的水玻璃，前者与后者的体积比为 1：0.5，水玻璃的比重理论推算为 145/（145-35Be）=1.318T/m 3，1：1泥浆的实际试验比重为 1.512T/ m3，该双液浆初凝时间为 4 分钟，终凝时间为70 分钟。三 、 超 前 小 导 管 设 计 参 数42mm 无缝钢管长 47m，管壁每隔 20cm 梅花形交错钻眼，眼孔直径68mm，风钻凿岩时的钻孔直径较管径大 2cm。小导管顶端为尖锥型以利导管打入岩壁钻孔内，小导管打入岩体后尾端剩 5-10cm，加焊已接有止回阀（如自来水开关）的短钢管。一般布置在隧道拱顶 120范围内，环向间距 3050cm，外插角
45、为 1030。四 、 注 浆 压 力注浆压力是促使浆液在岩（土）层裂隙中流动扩散的一种动力，必须有足够的注浆压力来克服岩（土）内天然水头压力和地层裂隙阻力才能使浆液充分扩散填充，达到加固堵水的作用。因此，在浆液的粘稠度固定的情况，注浆压力直接与岩（土）层的裂隙宽度和粗糙度、裂隙发育程度、裂隙水头压力有关。压力过高亦会劈裂岩（土）体，因此注浆压力一般控制在 0.51.0Mpa。五 、 工 艺 流 程六 、 施 工 控 制 注 意 事 项（1）注浆前应对开挖面层及附近 5m 范围内的坑道喷射厚度为 510cm 的喷射砼或模筑砼封闭作为止浆层。待止浆层有一定强度时方可注浆，防止浆液从各岩面裂隙中反渗
46、；（2）安装注浆管时，应在注浆管与孔口岩面相交处用麻丝缠绕和胶泥（水玻璃与水泥）填塞，使之与钻孔孔壁充分挤压塞紧，实现注浆管的止浆和固定。胶泥未凝固到一定强度不得注浆；（3）及早、准确地做好各种试验配合比，现场严格控制各种材料用量，精确配制混合料；（4）浆液应先经过过滤网过滤，防止杂物进入注浆泵或进入小导管；（5）注浆时应先注无渗水孔，后注有渗水孔；（6）严格控制注浆压力，以防压裂开挖面。注浆机压力应与规定压力配套，不 宜 升 压 过 快 。 注 浆 压 力 达 到 规 定 时 应 予 以 稳 压 一 定 时 间 ， 以 利 浆 液 进 一 步 渗 缝；（7）一个导管注浆时，相邻导管应打开止回
47、阀让原来管内贮存的裂隙水从相邻的导管流出，当相邻的导管内流出浓浆时停止注浆，关闭相邻管的止回阀，再待达到控制压力时关闭该管的止回阀。然后在相邻管接上注浆软管，打开止回阀进行补压注浆，待达到控制压力时停止压浆关闭该止回阀；（8）配制的浆液应在规定的时间内用完；（9）反对用数水泥袋法计量总体注浆量，因为水泥的用量不能准确反映注入岩体的浆液体积与剩余在导管、设备、容器中的浆液体积。注浆时应认真记录注浆机吸管头容器原有浆液体积、中间加入的浆液体积和容器最终剩余浆液体积，严格把握实际注入岩体的总体注浆量。七 、 注 浆 量 计 算小导管注浆单管浆液扩散半径一般为 0.51.0m。这与深孔超前围幕注浆的扩
48、散半径 24m（管径 75110mm、注浆压力为 1.54Mpa）有明显区别，故隧道施工规范中的注浆量计算公式（如下）不能作为小导管注浆量的估算公式：V1=R 2H 公式（1）V1为注浆量（m 3）；R 为扩散半径（m）；H 为注浆管有效长度（m）； 为地层孔隙率； 为注浆系数 0.70.9； 为浆液损耗系数 1.11.4。查阅参考资料 注 2，以下计算公式相对符合实际单孔注浆量：V2=R 2c=(0.60.7) s 2L 公式（2）V2为注浆量(m 3) ;S 为小导管中心距离(m); L 为小导管有效长度(m); R 为考虑到注浆范围相互重叠的原则，扩散半径取（0.60.7）s（m）； 岩
49、体孔隙率%：类 35%，类硬岩 35%、软岩 23%，类硬岩 23%，软岩12%。实际施工中因钻孔偏差或钻眼内的地质原因，注浆液窜浆或跑浆经常出现，每个注浆管内的注浆量很不均匀，因此理论单眼注浆量尚不能作为注浆的一个严格控制指标，应以整排小导管的理论推算总量作为上下范围的控制指标。故按整排小导管上下各 0.51 m 范围的岩土体内均已注浆填充考虑，应以下列公式估算注浆总量：（见图示 1）V3=(/360+2T/ R)(R+T) 2 -(R-T) 2L+ Q 公式（3）V3为注浆量(m 3) ; 为拱部小导管布设范围相对于圆心的角度；R 为小导管位置相对于圆心的半径； T 为浆液扩散半径 0.51 m；L 为小导管有效长度(m)； 岩体孔隙率%：类 35%，类硬岩 35%、软岩 23%，类硬岩 23%，软岩 12%；
