夏可风灌浆技术文集
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也谈岩石水泥灌浆浆液的最佳水灰比

【摘 要】 浆液水灰比是灌浆施工的重要参数,自灌浆技术诞生以来,“最佳水灰比”一直是灌浆界关心和讨论的问题。浆液最佳水灰比的选择受到地质条件、水泥性能、灌浆工艺、灌浆质量要求等多因素影响,各个灌浆孔段都有不同的最佳水灰比,放之四海而皆准的“最佳水灰比”不存在。纯压式灌浆采用单一比级的稳定性浆液,需要确定一种能兼顾岩层中各种裂隙情况的浆液最佳水灰比。循环式灌浆法采用多级水灰比浆液,在浆液变换过程中自动地选择浆液最佳水灰比,因此预先选定最佳水灰比没有意义。我国现行灌浆规范同时规定了多级水灰比浆液和单一比级稳定性浆液的适用性,是适宜的。

【关键词】 水泥灌浆 最佳水灰比 稳定性浆液 多级浆液

1 一道跨世纪的“难题”

自发明灌浆技术200多年以来,岩石水泥灌浆浆液是稠好还是稀好一直困扰着灌浆技术人员。但是直至20世纪80年代以前,各国灌浆工程采用的浆液水灰比(主要是开灌水灰比)总体上是比较稀的,甚至稀至10∶1、20∶1。

大约在1981年,澳大利亚学者郝斯贝(A.C.Houlsby)发表了著名的论文《岩石水泥灌浆浆液的最佳水灰比》[1],作者认为体积比为2∶1是最佳基本水灰比,这一水灰比应根据现场条件有所变化,例如对于较细裂隙,水灰比为3∶1;较宽者则用较稠的浆液。5∶1或更稀的浆液灌浆体呈现差的耐久性。灌浆开始后采用变稠浆液的方法会取得好的效果。

1985年,瑞士学者隆巴迪(G.Lombadi)在第十五届国际大坝会议上作了《内聚力在岩石水泥灌浆中所起的作用》[2]的报告,大力提倡使用稳定性浆液,宣传使用稳定浆液有六条好处:稳定浆液把空隙完全充满的可能性大,不会因灌好之后多余水分的析出,而留下未被填满的空隙;结石的力学强度高,而且与缝隙两壁的黏附力也较高;浆液结石密实,抗化学溶蚀的能力强;灌浆中抬动岩体的危险性减少;在相当程度上可以分析出岩体灌浆的过程;稳定浆液能达到的距离是有限度的,能够避免不必要的大量的吸浆。隆巴迪进而提倡整个灌浆工程只使用同一种配比的稳定性浆液,采用GIN法控制灌浆[3]。他的倡议在一些工程中付诸实施,声称获得了满意的效果。

隆巴迪的观点实际上否定了霍尔斯贝的说法。但是隆氏的稳定性浆液水灰比就是最佳的吗?反对的声音不小,1996年德国学者埃沃特(F.K.Ewert)发表文章,批评隆巴迪的GIN法主要以灌浆浆液的特性为基础,而不注重必要的地质因素[4]

我国学者郭玉花认为:“水灰比3∶1是灌浆效果好坏较为明显的分界点。”[5]

虽然学者讨论热烈,权威的技术标准还是持慎重态度。2000年欧洲标准BS EN12715:2000《特殊岩土工程施工:灌浆》并没有写入隆氏的倡议。2008年《美国军事条例和规范》中“关于基础钻孔和灌浆”的规定为,在通常情况下,如果压水试验表明是一个低渗透性的孔,用稀浆开灌;如果钻孔失水或冲洗时不起压,用比较浓的浆液开灌[6]。2012年我国发布的电力行业标准《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148—2012相关的表述为:“灌注普通水泥浆液时,浆液水灰比可分为5、3、2、1、0.8、0.5等六级,灌注时由稀至浓逐级变换。”“根据工程情况和地质条件,也可灌注单一比级的稳定浆液,或混合浆液、膏状浆液等,其浆液的成分、配比以及灌注方法应通过室内浆材试验和现场灌浆试验确定。”[7]

岩石水泥灌浆浆液是稠好还是稀好的争论旷日持久而不休,这表明了问题的复杂性。复杂的问题能找到一个简单的结论吗?我国现行灌浆规范关于浆液的规定的依据和合理性何在?本文以帷幕灌浆为基础对此进行讨论。

2 何谓“最佳水灰比”

2.1 “最佳水灰比”应满足的条件

对于一个灌浆孔段而言,具有最佳水灰比的水泥浆液应当满足下述条件:

(1)能够或容易注入到岩石裂隙之中;能够在裂隙空间中沉积而较少渗流到设计范围以外去。

(2)凝固以后浆液结石能最大限度地充满裂隙空间,密实性好。

(3)有利于简化施工方法、缩短灌浆时间、降低工程成本等。

以上(1)、(2)两项完全地检验不容易,其直观的效果应当是在可灌性差的地段,这种浆液注入的水泥较多;在可灌性好的地段这种浆液应当浪费最少,灌浆后岩体渗透系数或透水率最小。

2.2 影响“最佳水灰比”的因素

某种灌浆浆液的水灰比是否最佳,取决于下述因素:

(1)地质条件,即拟灌浆岩体是完整坚硬的还是软弱破碎的,裂隙是张开或闭合、宽大或细小、延伸长还是短,等等。对于坚硬完整裂隙细小的岩体,只能适用水灰比大的、黏度和内聚力小的浆液,反之方可适用水灰比小的、黏度和内聚力大的浆液。

(2)水泥和浆液的性能、外加剂的性能等。在同样水灰比的条件下,水泥的品种、细度、外加剂的不同会导致浆液性能的巨大差异。

(3)对灌浆效果的要求,灌浆完成后的帷幕防渗标准是多少?比如要求防渗标准是1Lu还是5Lu?二者有所区别,前者要求将岩体细小裂隙都灌注得很好,后者主要灌注中等的和较大的裂隙即可。

(4)灌浆的工法工艺,是纯压式灌浆法还是循环式灌浆法,水灰比的变换法则、灌浆压力的使用、灌浆的结束条件等。灌浆浆液的性能要与灌浆施工工法、施工程序、施工参数配套。

(5)其他的因素,如灌浆孔的次序、施工人员素质、工程计量方法、施工进度要求等,都会对确定最佳水灰比有影响。

3 适应一切地质条件的“最佳水灰比”并不存在

灌浆是针对地基岩体而进行的,浆液首先要适应地基的地质条件,但是,工程的地质条件千差万别,即使同一个工程,不同部位、深度的地质条件也不一样,裂隙张开宽度,密集程度、产状因地而异,对水灰比的要求就不可能是一样的。

图1是某工程帷幕灌浆现场试验中两个灌浆孔段的灌浆过程,都是采用孔口封闭法灌浆,采用8∶1~0.5∶1多级水灰比浆液变换,设计灌浆压力分别为6MPa和2MPa。表1为灌浆过程中各种浆液水灰比的使用情况分析。

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图1 某工程灌浆过程线实例

1—灌浆压力过程线;2—注入率过程线;3—浆液水灰比过程线

表1 各级水灰比浆液注入情况分析

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从图表中可以看出:灌浆孔段1G6⁃4属于可灌性良好型,灌浆浆液水灰比自8∶1变到了0.5∶1,单位注入量达到344.8kg/m,各级浆液中注入水泥最多的是水灰比为0.7∶1的浆液,注入量为117.6kg/m,占到总注入量的34.1%。如果不再变换为0.5∶1的浆液,后面的注入量应大于85.2kg/m,从此例分析,最佳水灰比应该是0.7∶1。但也应看到水灰比大于0.7∶1的浆液也注入了不少数量,它们的贡献不可忽略,它们是“配角”,但配角不可少。从另一角度分析,本孔段单位注入量已经很大,工艺行为的目标应当是控制过大的注入量,由此而论,“最佳水灰比”是否又应该归于0.5∶1的浆液呢?

灌浆孔段2G6⁃1属于基本不吸浆型,8∶1的浆液灌注始终,单位注入量为10kg/m。可以认为,这一孔段的最佳水灰比就是8∶1,或者说还应该更稀,也可说没有最佳水灰比。

工程实践的情况是复杂的,比这还要复杂的情况也很多,不可能找到一个固定不变放之四海而皆准的“最佳水灰比”。

4 纯压式灌浆需要“最佳水灰比”

4.1 纯压式灌浆的工艺特点

纯压式灌浆有不同于循环式灌浆的特点:

(1)纯压式灌浆的特点就是浆液自进入灌浆孔中以后只许进入岩体裂隙中,而不能再循环流回地面储浆槽。

(2)由于其浆液不循环流动,所以当灌浆速率(吸浆率)较小时,浆液流动慢,容易在孔底发生沉淀,堵塞岩石裂缝缝口,影响浆液远渗。

(3)由于上述两个特点,纯压式灌浆的结束阶段不宜规定过长的持续时间。持续时间长了,灌浆孔、灌浆塞和灌浆管里的浆液被压迫滤水变浓,影响后一段灌浆,甚至造成灌浆管堵塞。

(4)纯压式灌浆通常采用自下而上分段卡塞连续灌浆法,即一次钻进灌浆孔至设计孔深,全孔冲洗钻孔,在孔底段(孔底至以上5m)安装灌浆塞进行倒数第一段灌浆,至结束;上提灌浆塞5m进行倒数第二段灌浆,至结束……直至孔口段。后面灌浆段连续使用前一灌浆段的浆液。

(5)由以上特点决定,纯压式灌浆法只好采用单一水灰比浆液灌浆。如果采用由稀至稠的多级浆液灌注,某一孔段在灌浆过程中浆液变换为稠浆了,则后一段灌浆时如果要回到稀浆开灌,就必须先清除管道和孔中剩余稠浆,这虽然可以做到却是有些麻烦的,破坏了该工艺的连续性完整性,大大降低了工效,浪费了浆液材料,增加了工人劳动强度,也就否定了这个工法。

4.2 怎样确定纯压式灌浆的“最佳水灰比”

由4.1分析可知,纯压式灌浆不便采用多级水灰比的浆液,而应该采用单一比级的浆液,怎样选择一种最有利的浆液呢?这就产生了“最佳水灰比”的问题。

纯压式灌浆要求浆液不易沉淀,因此适宜选用稳定性浆液;纯压式灌浆无法对浆液充分压迫滤水,因此要求浆液不能太稀;纯压式灌浆以一种浆液要兼顾地层中较宽大和较细小各种裂隙,因此要求浆液不能太稠;如此,在一般情况下选择一种中等稠度的稳定性浆液是适宜的。例如著名的伊泰普水电站约29.5万m的帷幕灌浆工程,就使用了水灰比为1∶1,并加入水泥重量2%的膨润土的稳定性浆液。

如果坝基岩体可灌性普遍较好,那么浆液水灰比也可采用更稠一些的,如0.7∶1的稳定性浆液,也可以I序孔采用稠一些的浆液,II序孔采用稍稀一些的浆液。最好通过地质条件分析和现场灌浆试验求证。

5 “最佳水灰比”对循环式灌浆没有意义

5.1 循环式灌浆的工艺特点

(1)循环式灌浆的特点就是浆液进入灌浆孔中以后,部分渗入岩体裂隙中,剩余部分再循环流回地面储浆槽。因此循环式灌浆的浆液不会发生沉淀。

(2)由于浆液始终保持循环流动,如果灌浆孔中的浆液不适宜地层灌浆需要(无论是太稀或太稠),立即可以用适宜浆液将其置换回地面,不会影响本灌浆段后续的灌浆,更不会影响下一个灌浆段的灌浆。

(3)可在灌浆结束阶段规定一定的持续时间,对已注入浆液产生压迫滤水作用,提高浆液结石的质量。

(4)循环式灌浆通常采用自上而下分段卡塞灌浆法或孔口封闭灌浆法,每一个孔段的灌浆都是重新开始,独立进行,不存在前段灌浆影响后段灌浆的问题。

(5)由于循环式灌浆不担心浆液沉淀和可以随时变换浆液水灰比,所以非常适合于采用多级水灰比的浆液灌注。

5.2 浆液的逐级变换自然选择“最佳水灰比”

由4.1和5.1的分析可知,纯压式灌浆采用单一水灰比浆液实际上是不得已而为之,而循环式灌浆则有很大的选择的余地,可以随时使用任何比级的浆液,这是一种优势。

循环式灌浆浆液的水灰比由稀而稠,较稀浆液先灌注细小缝隙,逐步使用较稠浆液充填较大裂隙,这既是一种施工过程,也是一种勘察探索和优化施工参数的行为。通过这一过程,在岩体裂隙不甚发育的情况下,使大小裂隙都可以尽量多的被灌注到,单位孔段长度注入的水泥数量较多,灌浆后岩体透水率最小;在岩体破碎裂隙发育可灌性良好的情况下,则使浆液不至于渗流过远,材料浪费少而灌浆效果好。

在这个过程中,最初使用的浆液水灰比(开灌水灰比)不一定就是最佳水灰比,在多数情况下根据灌浆孔内的吸浆情况,浆液水灰比逐级地变化,直至不吸浆为止。其中必然有一级浆液让地层“喝”得最“满足”,那它就是最佳水灰比浆液了。每个孔段裂隙发育情况不一样,最佳水灰比也不一样,如果预先人为地规定是很困难的,但变浆过程的筛选自然地使它“脱颖而出”,这是一种工艺之美。

5.3 稀浆开灌是否向裂隙中注入了多余的水

有些人担心,多级水灰比变换以稀浆开灌向孔中注入了多余的水,占住了裂隙的空间,妨碍后续水泥浆的灌入。这是不必要的。理由有二:

其一,水之所以能够灌得进去,就说明一定有通道,水也就一定能流走。如果水流不走,就说明没有裂隙或裂隙很不畅通,而这样的部位其实可以不灌浆。

其二,按照正常的浆液变换程序,稀浆(例如水灰比5∶1的浆液)开灌以后可灌性良好,注入300L以后就可以变稠一级,或越级变稠。这300L浆液即便全部是水,其数量比起灌浆前的一次压水试验注入的水来,是少得多的。以某孔段段长5m,透水率10Lu,压水试验时间20min,压力1MPa为例,一次压水试验注入的水量是1000L。我们的许多设计师经常要求将裂隙冲洗或压水试验时间延得很长,不惜不必要地大量注入水,却很在意区区300L稀浆(其中含有水泥56kg),实在是抓了芝麻,忽略了西瓜。

6 稠浆开灌的风险大

6.1 稠浆难以注入更小的裂隙

稀浆灌细缝,稠浆灌大缝,这本是灌浆作业的常识。但隆巴迪的稳定浆液说传入中国以后弄得糊涂了,这里不得不说道一番。表2为前人经试验测得的常用系列水灰比浆液可注入裂隙平均缝宽[8],从表中可见,浆液愈稀,可灌入裂隙愈细;反之浆液愈稠,可灌入裂隙愈宽。假如我们以水灰比1∶1的浆液开灌,那么,宽度窄于0.48mm的裂隙可能就漏掉了。

表2 水泥浆可灌性试验数据

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表3为隆巴迪计算的不同稠度浆液在裂隙中的扩散半径[9],从表中可见,在同样的裂隙宽度、灌浆时间内,较稀的浆液流得更远,扩散性更好;反之,较稠的浆液渗流距离短,扩散性较差。如果使用稠浆开灌,那么有的细裂隙就可能灌不进浆液,或虽灌得进但流不远,达不到所要求的帷幕密实度或厚度。

表3 浆液稠度对浆液扩散半径的影响  单位:m

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注 稀浆、中稠浆、稠浆分别指马氏黏度30s、40s、50s浆液,对照隆氏测定表约相当于水灰比0.7、0.6、0.5。使用灌浆压力2MPa。

由上述分析可知,对于裂隙开度较小或不均一的情况,以稠浆开灌风险大,而以较稀浆液开灌可靠性大。对于地质情况不十分明确的地段,尤其应以较稀的浆液开灌。

关于稀浆结石是否耐久性差的问题,笔者已另文阐述,结论是在适当工艺配合下,稀浆并非不耐久,稠浆虽耐久但灌不进去等于白费。

6.2 稠浆开灌增加水泥浪费

对于我国广泛应用的循环式灌浆和孔口封闭法灌浆来说,每一次灌浆都需要准备专用的浆液,如果用不完,就要予以废弃。所以要废弃的原因是因为剩余浆液使用时间已接近规范规定的4h,再加上浆液在管道和钻孔内长时间循环,加上混入地下水和泥沙,质量变坏。

废弃的浆液包括钻孔、管道和储浆搅拌桶中剩余的浆液,前二者的体积与钻孔直径深度、管道粗细长度有关,平均体积约为300L;后者体积至少要淹没灌浆泵的进浆口,通常为100~300L。三者合计约为450L。也就是说,每次灌浆平均废弃的浆液为450L。

每次废弃浆液的水灰比则是灌浆结束时的浆液水灰比,当采用单一比级的稳定性浆液灌注时,结束水灰比也是固定的。当采用以多级浆液灌注时,结束水灰比依注入量大小而变化,注入量小的孔段开灌水灰比可能就是结束水灰比,注入量大的孔段通常要变为稠浆,结束水灰比就是较稠或最稠的浆液。

也就是说,稠浆开灌或灌注稳定性浆液时,废弃的一定是稠浆;而使用多级浆液稀浆开灌时,废弃的浆液可能是稀浆或稠浆。按照现行灌浆规范变浆法则,当单位注入量小于11kg/m时,结束浆液水灰比应为5∶1;当单位注入量小于30kg/m时,结束浆液水灰比应为3∶1。在灌浆工程实践中,甚至包括岩溶地区灌浆,大量地,可能超过50%以上的孔段都是稀浆结束。

稀浆和稠浆的含水泥量相差很大,表4为各种水灰比浆液含水泥量表。以5∶1与0.8∶1浆液相比,每100L浆液含水泥量相差70kg,如果某次灌浆废弃的是0.8∶1浆液,那么比5∶1浆液就要多浪费水泥315kg。一个工程量为20万m的灌浆工程,按上述比例估计,因稠浆开灌而多浪费的水泥达到6300t。当今,因为灌浆工程计量不太合理的问题,这些浪费的水泥很可能都计入到“注入量”中去了,但实际上没有对工程起作用。

表4 各种水灰比浆液含水泥量表  单位:kg/100L

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6.3 稠浆开灌不成功的实例

我国灌浆工作者曾不断地在一些工程中进行过不同浆液水灰比灌浆效果对比的现场试验。近二三十年来又有许多实例,例如:大黑汀水库补强帷幕灌浆工程,灌注改性细水泥,发现3∶1浆液开灌,可比2∶1浆液开灌增加注入量;大岗山水电站帷幕灌浆试验原定浆液开灌水灰比为2∶1,试验中发现相同地质条件的孔段单位注入量比3∶1浆液或5∶1浆液开灌要少,2∶1浆液开灌后岩体很快不吸浆,遂又改为5∶1浆液开灌。更有金沙江上某大型水电站河床坝段固结灌浆,开始听从他人意见以0.5∶1浆液开灌,后来质量检查大面积不合格(检查孔透水率约50%大于3Lu),后接受提议改为2∶1浆液开灌,方挽回危局,提议者因此还获得丰厚奖金,传为笑谈。

究竟稀浆可灌性好,还是稠浆可灌性好?这既不是高深的理论问题,更是浅显的实践问题。有人不了解这个规律,或要推翻这个结论,这不需要辩论。你就安排一个现场灌浆试验好了,在地质条件基本相同,灌前透水率相近的地段布置两组灌浆孔,一组采用5∶1水泥浆开灌,一组采用某一“最佳水灰比”浆液开灌,或采用单一比级的稳定浆液,灌浆完成后布置检查孔进行压水试验,看看哪一组灌浆孔形成的防渗帷幕透水率更低,答案应该是不言而喻的:如果受灌岩体裂隙发育,缝宽较大,可灌性好,那么你用哪一级水灰比浆液开灌区别都不大;如果受灌岩体裂隙不发育,缝隙较小,可灌性不好,那么稀浆开灌肯定效果更好。

7 我国灌浆规范对浆液水灰比规定的变化与改进

7.1 历次灌浆规范对浆液水灰比使用的规定

我国水利、电力行业历次版本的水泥灌浆施工技术规范中岩石帷幕灌浆对浆液水灰比等级及其变换法则的规定见表5。

表5 我国历次灌浆规范对浆液水灰比及其变换的规定

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注 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL 62—2014)不久前发布,内容要点与DL/T 5148—2012基本相同但要求更细化。

从表5可以看出,我国已发布5版岩石水泥灌浆技术规范,其中对浆液水灰比等级及其变换法则的要求,总的趋势是:开灌水灰比变稠;水灰比等级减少;逐渐减少稀浆的灌注量和灌注时间,以加快向浓浆过渡,这与国际灌浆界的趋势是一致的。

需要说明的是,趋势上虽然一致,认识上并不完全一致。我国灌浆规范的调整主要是基于对工艺的简化,而国际上的一种认识是要淘汰稀浆,因为它“不耐久”,这种认识是不全面的。

7.2 2012版灌浆规范对浆液水灰比问题的修改和出发点

《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T 5148—2012)在维持六级水灰比的同时,也规定了在工程需要和条件具备时可以灌注单一水灰比的稳定性浆液。这新增的内容在欧美相关最新规范中甚至也没有明确提出,反映了我国新规范学习国际先进技术的决心和自信。

这里需要解释的是,我国新规范为什么还坚持由稀至稠的六级水灰比,以及从5∶1稀浆开灌的基本套路呢?

(1)这是基于我国水利水电工程灌浆的习惯工法是孔口封闭法,这种工法是自上而下分段钻孔、每一灌浆段都在孔口封闭,分段进行循环式灌浆。多级水灰比浆液与这种工法相结合是最佳的组合,这在前面已经论述。

(2)开灌浆液水灰比为什么坚持5∶1,而不是3∶1或2∶1呢?

表6为各级水灰比纯水泥浆液的塑性黏度和屈服强度参考值[7],从表中可见,3∶1水灰比的浆液塑性黏度和屈服强度与5∶1浆液相差很少,塑性黏度都在2.0mPa·s以下,屈服强度在1.0Pa以下,2∶1浆液相差稍大一点。也因此,我国学者郭玉花将3∶1浆液认作是“最佳水灰比”浆液。从浆液流变性能来说,开灌浆液水灰比采用3∶1,与采用5∶1相比较,可能不会有明显的差别。从这一角度来看,开灌浆液水灰比采用3∶1是可行的。

表6 纯水泥浆液的塑性黏度和屈服强度参考值

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但是,考虑到一个规范要覆盖各种情况,在一些透水性较小或微小的基岩灌浆中,水灰比5∶1浆液仍然是更有利的,浪费也是最少的。

当然,如果基岩透水性普遍较大或很大,开灌水灰比改为3∶1或2∶1是完全可以和应该的。这样做还可以节省纯灌时间。

(3)制定统一的水灰比等级及其变换原则有利于简化操作。鉴于地质条件的多样性和工程要求的复杂性,灌浆工艺最好具有很强的针对性,一孔一法,一段一法,根据先导孔资料和本孔段灌前压水试验结果,分析确定灌浆开灌浆液水灰比以及其他参数,理论上这是最好的,但实际上不可能,这是因为:其一,各孔段灌前透水率不同,由此选择确定水灰比,操作上较复杂,也降低了施工效率;其二,施工精度低,测得的透水率不准;其三,透水率并不能完全反映岩体裂隙发育情况,透水率大可能表明有大裂隙,但也可能是密集的小裂隙等。因此,制定一个大多数情况都能适用的规则就是最简便的。

(4)本规定虽然具有“普适性”,但却是推荐性标准,不排除在具体的工程中使用任意水灰比开灌的必要性和合法性。

(5)本标准主要针对国内工程,基本上为孔口封闭灌浆法,循环式灌浆。如果用于国际工程,可以使用外国技术标准,也可以对本标准有关规定进行变通处理。

8 结束语

(1)浆液水灰比是灌浆施工的一项重要工艺参数。怎样的浆液水灰比是“最佳水灰比”一直是灌浆界关心和讨论的问题。

(2)最佳水灰比的浆液应当具有良好的可灌性,并较少渗流到设计要求范围之外,浆液结石充填饱满密实性好,岩体灌浆之后透水率能降至设计要求的范围内。最佳水灰比的选择受到地质条件、灌浆水泥性能、灌浆工艺、灌浆质量要求以及灌浆次序等多方面因素的影响,因而各个灌浆孔段都有不同的最佳水灰比。固定不变放之四海而皆准的“最佳水灰比”不存在。

(3)纯压式灌浆由于孔内和管道中的浆液不能循环,不宜使用多级浆液和易沉淀的稀浆,宜于使用单一比级的稳定性浆液,这就需要对浆液水灰比进行优选,确定一种能兼顾岩层中各种大小裂隙的浆液水灰比——最佳水灰比。

(4)循环式灌浆法不宜使用单一水灰比的稠浆,宜于使用包含有稀浆和稠浆的多级水灰比浆液,因此“最佳水灰比”对于循环式灌浆法没有意义。循环式灌浆法在浆液变换过程中自动地选择浆液最佳水灰比。

(5)在灌浆工程实践中,有不少稠浆开灌导致防渗帷幕质量不佳的实例。新建灌浆工程完全可以在灌浆试验时对比不同水灰比浆液的灌浆效果,用实践检验真理。

(6)我国《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》的历次修订都很重视关于浆液水灰比条文的修改。现行灌浆规范同时规定了多级水灰比浆液和单一比级稳定性浆液的适用性,是适宜的。

参考文献

[1] Houlsby A C.岩石水泥灌浆浆液的最佳水灰比[C]//《现代灌浆技术译文集》译组.现代灌浆技术译文集.北京:水利电力出版社,1991.

[2] 隆巴迪G.内聚力在岩石水泥灌浆中所起的作用[C]//第十五届国际大坝会议译文选编.1985.

[3] 隆巴迪G,迪尔D.灌浆设计和控制的GIN法[J].刘东,译.施工设计研究,1993(2):44⁃52.

[4] 埃沃特F K.GIN灌浆法对岩石灌浆有意吗[R].

[5] 郭玉花,等.国外复杂基础处理新技术[R].水利部信息研究所,1996.

[6] 美国军事条例和规范[J]//谭日升.大坝基础灌浆水灰比的探讨.水力发电,2011,8.

[7] 国家能源局.DL5148—2012水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].北京:中国电力出版社,2012.

[8] 王文臣.钻孔冲洗与注浆[M].北京:冶金工业出版社,1996:150.

[9] 隆巴迪G.水泥灌浆浆液是稠好还是稀好[C]//《现代灌浆技术译文集》译组.现代灌浆技术译文集.北京:水利电力出版社,1991:76.