注漿材料分類及選擇

4注漿材料的分類及選定4.1根據(jù)注漿材料的使用范圍和效果等因素可分為四大類：臺(tái)灣、香港等地區(qū)為最。（水泥類漿材（普通水泥超細(xì)水泥濕磨水泥硅粉的使用在國(guó)際上也較為普遍。東歐一些國(guó)家依然使用。潤(rùn)土其目的是充填大的空隙使地層均質(zhì)以防地下水造成的漿液流失和稀釋然后，注入膠結(jié)時(shí)間長(zhǎng)且滲透速度慢的水玻璃漿液，構(gòu)成阻止顆粒間的滲透帷幕，使強(qiáng)度有一定提高，必要時(shí)注入高分子漿材進(jìn)一步提高強(qiáng)度。4.2注漿材料應(yīng)根據(jù)堵水要求加固要求以及是否作為永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)等方面，并從無毒性無污染這一角度綜合考慮進(jìn)行選擇目前國(guó)內(nèi)外常用的注漿材料可基本分為水泥基漿液和非水泥基漿液水泥基漿液是指以水泥為基本主要材料所例如改性水玻璃環(huán)氧樹脂等等隧道所用的注漿材料應(yīng)滿足耐久性和環(huán)保的要求水泥基漿材具有耐久性好無毒無污染等優(yōu)點(diǎn)因此注漿材料宜以水泥基漿材為主。4.2.1普通水泥單液漿普通水泥中按比例加入一定量的水及相應(yīng)的外加劑經(jīng)攪拌而成的漿液稱為普通水泥單液漿其主要特點(diǎn)是結(jié)石體具有較高的抗壓抗剪強(qiáng)度能有效地提高地層的承載能力且其抗?jié)B性能好材料來源豐富價(jià)格低廉注漿工藝相對(duì)簡(jiǎn)單；但由于其顆粒粒徑大，在致密的粘土和砂層及微小裂隙條件下滲透困難，而且其凝膠時(shí)間不易調(diào)節(jié)注漿過程中漿液易流失因此其應(yīng)用受到一定的限制。單液水泥漿的配比和結(jié)石體的主要性能如下表。單液水泥漿的配比和結(jié)石體的主要性能性能水灰比粘度密度（G/CM3）凝膠時(shí)間結(jié)石率（%）初凝終凝3天7天14天28天7-419933971:1188517672:11656注：1、采用通過觀察分析我們發(fā)現(xiàn)普通水泥單液漿具有以下特點(diǎn)①顆粒粒徑大可滲透注入m的裂隙和及平均粒徑1m以上的砂子②凝膠時(shí)間長(zhǎng)具有較長(zhǎng)的可注期但凝膠時(shí)間不易調(diào)節(jié)初凝時(shí)間長(zhǎng)③膠結(jié)體具有較高的抗壓強(qiáng)度，但結(jié)實(shí)體收縮率較大。4.2.2超細(xì)水泥（MC）單液漿的水泥能滲入細(xì)砂層和巖石的細(xì)小裂隙中超細(xì)水泥漿液性能穩(wěn)定其析水性、流動(dòng)性都比普通水泥有顯著改善漿液結(jié)石體具有較高的強(qiáng)度和耐久性下表是不同配比的超細(xì)水泥漿的基本性能。不同配比的超細(xì)水泥漿的基本性能性能水灰比結(jié)石率（%）凝膠時(shí)間抗分散性%初凝終凝1天3天7天28天2-104-05944.4924-206-50901.37.01:1855-307-30603.45.6注：抗分散性是指將一定重量的漿液倒入流速為的水中，注漿材料的留存率。通過實(shí)踐觀察分析超細(xì)水泥單液漿具有以下特點(diǎn)①初凝和終凝時(shí)間比普通水泥有所縮短②固結(jié)體抗壓強(qiáng)度較高具有早強(qiáng)高強(qiáng)的特點(diǎn)③抗分散性較好；④顆粒粒徑?。虎菟冶容^大時(shí)，結(jié)實(shí)體略有收縮。4.2.3普通水泥-水玻璃雙液漿普通水泥-但由于其膠結(jié)體后期強(qiáng)度低耐久性差受水長(zhǎng)期浸泡容易分解不適合長(zhǎng)期堵水和加固圍巖。不同配比的漿液特性見下表。不同配比的漿液特性C:S水玻璃濃度凝膠時(shí)間1天3天7天28天305.86.77.45.56.57.39.75.36.57.09.31:14.96.46.99.0305.36.28.49.65.06.18.39.14.85.98.18.51:14.25.77.98.01:1304.54.75.87.83.73.94.46.93.13.63.96.71:12.83.43.66.1302.43.43.95.82.32.93.54.51.82.53.34.41:11.62.43.14.2水泥與水玻璃進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)有一個(gè)強(qiáng)度比較高配比在此配比下反應(yīng)充分，間在不同水灰比下的綜合曲線之趨勢(shì)試驗(yàn)條件水泥為R普通硅酸鹽水泥，測(cè)試溫度為水泥漿

從上圖中可以看出在相同的水灰比條件下當(dāng)水玻璃漿水泥漿的體積比為時(shí)，結(jié)石體強(qiáng)度較高，此外，在水泥-水玻璃配比一定的條件下，水灰比減小，結(jié)石體強(qiáng)度提高。通過試驗(yàn)觀察分析，普通水泥-水玻璃雙液漿具有以下特點(diǎn)：①凝膠時(shí)間短且容易控制具有早強(qiáng)的特點(diǎn)②漿液配制容易可注性較好③膠結(jié)體后期強(qiáng)度低，耐久性差，受水長(zhǎng)期浸泡容易分解；④膠結(jié)體收縮率大。4.2.4特制硫鋁酸鹽水泥（HSC）單液漿漿具有良好的抗分散性和早強(qiáng)、高強(qiáng)的性能，并且具有微膨3-7列出了不同配比下的漿液特性。

不同配比漿液性能性能水灰比結(jié)石率（%）凝膠時(shí)（HM）抗分散性%初凝終凝1天3天7天28天0-551-13981:11-001-20968.01-302-00906.59.59.6982-002-30853.06.06.8即分散型硫鋁酸鹽超細(xì)水泥。通過實(shí)踐觀察分析，具有以下特點(diǎn)：①抗分散性好；②抗壓強(qiáng)度高，性能有所下降；⑤凝膠時(shí)間太短時(shí)，可注性和可操作性變差。4.2.5GRM特種水泥是一種凝膠時(shí)間可調(diào)的超早強(qiáng)自流平水泥基灌漿料，其顯著特點(diǎn)是具有超早強(qiáng)、高強(qiáng)、微膨脹性和密實(shí)、可灌性好的特性，且使用簡(jiǎn)單，可灌性好，無需振搗。其相應(yīng)的性能如下表GRM項(xiàng)目量（‰）初凝終凝帷幕注漿42586.829.235.035.41.46.67.07.43.3超前加固30368.527.631.038.12.04.65.47.02.5堵水161712.930.832.460.153.05.25.86.71.3注：水灰比均為灌漿料的具有以下特點(diǎn)：①抗壓強(qiáng)度很高，具有超早強(qiáng)高強(qiáng)的特點(diǎn)②結(jié)實(shí)體具有微膨脹性③漿液具有自密實(shí)自流平的特性；④需通過控制外加劑的摻量來控制凝膠時(shí)間，施工操作較復(fù)雜。通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果分析和應(yīng)用情況我們對(duì)這五種注漿材料得出以下初步結(jié)論。普通水泥可注性好注漿時(shí)能夠得到較大的注漿量和注漿加固范圍結(jié)實(shí)體強(qiáng)度高能有效地提高地層的承載能力但普通水泥單液漿抗分散性能差易被地下水稀釋影響其強(qiáng)度和堵水性能且由于其收縮率較大因而不宜在水壓高、流速大對(duì)堵水要求很高的條件下采用由于普通水泥顆粒粒徑大在致密的粘土及微小裂隙條件下滲透困難，僅能滲透注入的裂隙。普通水泥的優(yōu)勢(shì)或砂層顆粒直徑大等地質(zhì)條件常用于節(jié)理裂隙發(fā)育的地層及中粗砂砂礫石地層的注漿。超細(xì)水泥固結(jié)體抗壓抗剪強(qiáng)度較高具有早強(qiáng)高強(qiáng)的特點(diǎn)能得到好的注漿加固效果；超細(xì)水泥顆粒粒徑小，可灌性強(qiáng)，滲透注漿時(shí)能注入寬度大于的裂縫，能得到較好的堵水和加固效果。但超細(xì)水泥單液漿終凝時(shí)間仍較長(zhǎng)受地下水稀釋影響對(duì)其凝膠性能會(huì)產(chǎn)生影響因而在水壓高流速大條件下會(huì)有一定的漿液損失另外當(dāng)水灰比較大時(shí)漿液略有收縮在價(jià)格上超細(xì)水泥要高于普通水泥。超細(xì)水泥適宜于巖石的細(xì)小裂隙或致密的粘土層等地層。即特制硫鋁酸鹽超細(xì)水泥，具有較好的抗分散性，能有效地控制注漿漿具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、高抗?jié)B流動(dòng)度大的特點(diǎn)能有效提高地層的承載能力其漿液結(jié)實(shí)體具有微膨脹性膠結(jié)后能有效地封堵住各種出水通路注漿后堵水效果顯著但考慮到水灰比大時(shí)其抗分散性能有所下降而凝膠時(shí)間太短時(shí)可注性和可操作性又會(huì)變差所以施工時(shí)水灰比通常取∶另外C價(jià)格較普通水泥要高SC適宜于富含水且有一定水壓的破碎巖層、出水管地道層等。普通水泥-水玻璃雙液漿可注性較好可滲透注入裂隙為m以上的巖體；-水玻璃雙液漿配制容易，使用方便價(jià)格中等但其膠結(jié)體后期強(qiáng)度低受水長(zhǎng)期浸泡容易分解且膠結(jié)體耐久性差，收縮率大，對(duì)長(zhǎng)期堵水和加固圍巖不利。普通水泥-水玻璃雙液漿適用于臨時(shí)堵水、控制注漿加固范圍以及止?jié){墻滲漏時(shí)的快速封堵。灌漿材料其顯著特點(diǎn)是具有超早強(qiáng)高強(qiáng)微膨脹性和自密實(shí)自流平的特性，但其抗分散性一般施工時(shí)需通過控制外加劑摻量調(diào)整凝膠時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)操作較復(fù)雜且價(jià)格偏高RM主要適用于鐵路基床路基路面的搶修補(bǔ)強(qiáng)快速錨固、基礎(chǔ)灌漿加固工程。4.3注漿材料的選取主要應(yīng)根據(jù)漿液的可行性可注性環(huán)保及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合腐蝕性）和工藝可操作性綜合考慮進(jìn)行注漿材料選擇。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)初步結(jié)論，綜合以上特性進(jìn)行比較分析并結(jié)合相關(guān)地質(zhì)條件建議隧道注漿以普通水泥－單液漿為主要漿材，普通水泥單液漿和超細(xì)水泥單液漿為輔助漿材對(duì)于隧道的涌泥坍塌地段的全斷面超前預(yù)注輔；對(duì)于隧道的涌泥坍塌地段的徑向注漿或補(bǔ)充注漿，注漿材料以水泥-水玻璃雙液