[发明专利]一种不良地质体控制性渗润化学灌浆方法

说明书

技术领域

本发明一种不良地质体控制性渗润化学灌浆方法，主要针对不良地质体采用化学浆液进行防渗与加固处理时，普遍存在小应力面局部劈裂产生浆液扩散失控无效灌注等技术问题，研究发明的一种双塞小段长上下封闭、恒稳微小注入率控制性渗润灌注方法，适用于对不良地质体或其他不良结构体采用化学浆液进行防渗与加固处理。

背景技术

左岸坝肩挤压带碎屑状不良地质体作为向家坝水电站主要工程地质问题，工程建设期间先后开展了多排水泥浆材帷幕灌浆、以及水泥浆材与化学浆材复合补强灌浆。然而检查孔钻孔发现，取出的挤压带芯样大部分仍呈散砂状。随着向家坝大坝蓄水运行，高水头作用下左岸挤压带的渗流稳定一直为水电工程专家们所担心。对此，为确保挤压带碎屑状不良地质体高水头运行条件下长期渗流稳定，按照水电工程专家们的意见，有必要结合左岸挤压带不良地质体结构特性，以及前期采用常规化学灌浆处理存在的诸多技术问题，进一步开展挤压带不良地质体新的化学灌浆处理方法，以便取得较常规化学灌浆方法更好的灌浆处理效果。

类似于向家坝左岸挤压带不良地质体或结构体采用常规的化学灌浆方法，普遍存在灌浆钻孔成孔困难、下塞分段封闭无法实施、灌浆小应力面局部劈裂产生浆液扩散失控无效灌注等诸多技术问题，目前多采用先水泥灌浆，而后进行化学灌浆，即所谓的水泥—化学复合灌浆，其中化学灌浆多采用自上而下钻孔，单塞分段灌浆，每段灌浆均按照在设计的最大灌浆压力下达到一定的注入率来控制结束标准。

发明内容

本发明旨在提供一种不良地质体控制性渗润化学灌浆方法，该灌浆方法是针对不良地质体采用化学浆液进行防渗与加固处理时，普遍存在小应力面局部劈裂产生浆液扩散失控无效灌注等技术问题，研究发明的一种双塞小段长上下封闭、恒稳微小注入率控制性渗润灌注方法，适用于对不良地质体或其他不良结构体采用化学浆液进行防渗与加固处理。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种不良地质体控制性渗润化学灌浆方法，包括如下步骤：

1)灌浆孔钻孔与固孔灌浆，形成密实完整的化学灌浆孔段后，进行钻孔录像与压水试验检查，确认固孔灌浆效果；

2)灌浆孔内下入液压双栓塞，按照灌浆分段顺序对灌浆孔段进行双塞小段长上下封闭；

3)根据灌浆孔段灌前透水率q计算恒稳单位注入率W值；调控并保持恒稳单位注入率W值进行化学浆液控制性渗润灌注，恒稳单位注入率W值控制偏差小于10％；灌注过程中保持稳恒单位注入率W与其调控压力P为线性关系；

4)灌注过程中根据化学浆液凝胶时间，适时收缩双栓塞的下部栓塞解除封闭以进行化学新浆置换；

5)当灌入量达到设定单位灌入量G时，结束该灌浆段灌浆；

6)按照灌浆分段顺序，重复步骤2)-5)，依次对其余灌浆段进行双塞小段长上下封闭，恒稳微小注入率W控制性渗润灌注，直到全孔段灌注结束。

以下为本发明优选的技术方案：

步骤1)中，所述进行钻孔录像与压水试验检查,确认固孔灌浆效果是指灌浆孔段孔壁完整、稳定,透水率接近或小于1.0Lu。

步骤2)中，所述双塞小段长上下封闭，是指封闭段长≤0.5m。

步骤2)中，对于孔内有水的灌浆孔，在双塞封闭分段之前，采用化学浆液对灌浆管路与灌浆段内进行浆水置换。

步骤2)中，所述灌浆分段顺序采用自上而下或自下而上连续分段进行，或采用自上而下或自下而上间隔分段进行，灌浆孔之间按Ⅱ序或Ⅲ序孔分序加密进行灌注。

步骤3)中，所述恒稳单位注入率W＝Kq；

式中：W—恒稳单位注入率，单位(L/min.m)；

K—灌浆段岩体完整性系数，K取值0.3～0.7；

q—灌浆段化学灌浆前透水率，q＝Q/(p·L)，单位Lu；

Q—压水试验流量，单位L/min；

P—压水试验压力，单位MPa；

L—压水试验段长，单位m。

步骤4)中，所述设定单位灌入量G＝100KπD²Lq

式中：G—设定单位灌入量，单位L/m；

K—化学灌浆段岩体完整性系数，K取值0.3～0.7；

L—灌浆段长，单位m；

D—灌浆孔间距，单位m；

q—化学灌浆前透水率，单位Lu。

所述化学灌浆时采用的灌浆泵的泵量≤1.0L/min，泵压≥10MPa。