[发明专利]一种抗水流冲蚀的防渗加固膏浆

说明书

一种抗水流冲蚀的防渗加固膏浆，包括粘土粉、水泥和水，所述防渗加固膏浆还包括增稠剂、增重剂与增粘剂，所述增稠剂为吸水树脂，所述增重剂为重晶石粉、铁矿粉中的至少一种与钢砂的混合物，所述增粘剂为植物胶。本发明中的膏浆初始稠度低、比重大且不离析分层、粘度高、抗动水冲蚀性能好，制浆简便，成本较低，易于操作，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于岩土工程基础处理灌浆领域，尤其涉及一种抗较大水流冲蚀的膏状封堵注浆材料。

背景技术

在砂卵石、碎块石、岩溶洞穴堆积块碎石、断层破碎带等第四系强透水地层的防渗、堵漏中，采用常规灌浆材料处理这类地层时，因水头压力高、地下水流速快、渗流量大、浆液不抗水流冲蚀，往往会导致灌浆材料不断流失、浪费、施工成本高、甚至封堵效果不好，如何经济、有效地对强透水地层进行防渗加固处理是岩土工程地基处理的技术难题之一。

目前多采用速凝水泥膏浆、水泥水玻璃双液灌浆、灌注膏浆、灌注砂浆等方法进行堵漏、防渗。速凝水泥膏浆和水泥水玻璃浆液的初凝时间短，早期强度高，同时浆液的初始剪切屈服强度较大，可以阻挡高速水流或高压水头对浆材的剪切冲蚀破坏，从而形成较好的堵体，保证灌浆效果。但存在以下缺点：造价较高，制浆过程复杂，浆液的凝结时间对温度、掺入量、搅拌程度等因素比较敏感，易导致浆液在制浆桶内过早凝固，甚至闪凝；同时其形成的凝胶体早期强度过高，易造成在连续灌浆时固管、埋管，施工难度大，不利于大面积、大漏量的灌浆施工。

在专利CN96117823.X中，采用成本较低的粘土水泥浆进行灌浆，加以水玻璃控制凝胶速度，但常因浆液中含有大量的水和粘土，不利于浆材的固化，在进行大规模的堵漏、防渗工程时，易因浆液结石体早期强度过低，而被水冲蚀、破坏。在专利201210113973.7中，采用矿物类添加剂、硫酸盐和膨润土作为改性剂，有一定的效果，但在实际施工过程中发现，改性剂价格较贵，所形成的粘土水泥防渗膏浆在较大流速的动水中抗冲蚀性不好，结石体后期强度下降，同时，为提高材料的抗冲蚀性，降低材料的流动度，增加浆液稠度，改性剂添加量较多，导致成本较高且浆液凝胶时间较短，易埋管、固管，其应用受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种初始稠度低、比重大且不离析分层、粘度高、抗动水冲蚀性能好的抗水流冲蚀防渗加固膏浆。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种抗水流冲蚀的防渗加固膏浆，包括粘土粉、水泥和水，所述防渗加固膏浆还包括增稠剂、增重剂与增粘剂，所述增稠剂为吸水树脂，所述增重剂为重晶石粉、铁矿粉中的至少一种与钢砂的混合物，所述增粘剂为植物胶。

上述防渗加固膏浆中，优选的，所述吸水树脂的粒径为1～5mm，其加入量为水量的0.5～1％。吸水树脂通过吸水溶胀起增稠浆液并渗入裂隙起填充的作用，浆液的稠度可通过改变加入量进行调节。

上述防渗加固膏浆中，优选的，所述重晶石粉的颗粒粒径为0.2～1mm，比重为3.9～4.2，所述重晶石的颗粒粒径为0.1～2mm，比重为4.9～5.3，所述钢砂的颗粒粒径为0.6～5mm，比重为7.2～7.5。上述重晶石单掺可配浆液最大比重为2.2，重晶石单掺可配浆液最大比重为4.0，钢砂单掺可配浆液最大比重为5.0。

上述防渗加固膏浆中，优选的，所述增重剂与水泥的质量比为1.5:1～3.5:1，其中重晶石与铁矿粉的总质量与钢砂的质量比为1:1～3:1。增大增重剂的掺入量可提高浆液的比重，但实验表明当增重剂的添加量为水泥量的3.5倍时，即达到增重的限值，再加入增重剂没有实质性的效果。

上述防渗加固膏浆中，优选的，所述植物胶的掺杂量为水泥量的0.1～0.3％。在加入水泥量0.1％的增粘剂后，浆液的整体粘度增大；但超过水泥量的0.5％时，高浓度的增粘剂易使水泥颗粒之间桥接，形成刚性网络结构，不利于浆液的灌注，在实际施工过程中一般不超过水泥量的0.3％。