[发明专利]高压水泥-化学浆材复合灌浆的原位补强加固的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于软弱破碎地基加固技术领域，具体涉及一种适用于大型水电工程软弱破碎地基的高压水泥-化学浆材复合灌浆的原位补强加固的施工方法。

背景技术

在我国水力资源丰富的西南部地区，在建或计划建设不少大库高坝，其坝基一般都存在断层、破碎带和软弱岩层，它们将影响大坝的安全，所以必须进行处理。

目前，国内外对断层、破碎带和软弱岩层的处理一般采用挖除、用混凝土置换和预应力锚固等工程措施，这些处理方法施工难度大、费用高、工期长，特别是对于深埋的软弱基础，在洞室开挖时会引起地应力释放，使周边岩体受到不同程度的损伤、破坏，就算回填混凝土也难以满足大坝对基础的抗剪、抗拉要求，所以迫切希望以原位补强加固技术取代之。

以往化学灌浆界普遍认为：渗透系数K≤10^-6cm/s的低渗透性软弱地层是化学浆液无法灌入的化灌“禁区”，在高渗透性环氧化学灌浆材料研发成功后才得以打破“禁区”，实现泥土岩性化、软岩改性的目的。

发明内容

为了克服现有的针对断层、破碎带和软弱岩层的加固方法的不足，本发明的目的在于提供一种高压水泥-化学浆材复合灌浆的原位补强加固的施工方法；该方法可对水电大坝基础中的断层、破碎带和软弱岩层进行原位固结、补强，提高该处理部位的力学性能以满足大型水电站大坝对基础的各项要求。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种高压水泥-化学浆材复合灌浆的原位补强加固的施工方法，是先对待处理基础的软弱部位进行高压水泥灌浆，然后进行磨细水泥灌浆，磨细水泥灌浆后压水检测孔段透水率小于或等于1Lu时，再灌注高渗透环氧化学浆材。

上述的高压水泥-化学浆材复合灌浆的原位补强加固的施工方法，具体包括以下步骤：

（1）布孔

在待处理基础的软弱部位上分三排布孔，上下两排为水泥灌浆孔，中间一排为高渗透环氧化学浆材灌浆孔，相邻排错开布孔，孔深度为穿越软弱部位中的待处理断层及其影响带；

所述的水泥灌浆孔交替设置高压水泥灌浆孔和磨细水泥灌浆孔；

所述的高渗透环氧化学浆材灌浆孔交替设置化学灌浆I序孔和化学灌浆II序孔；高渗透环氧化学浆材灌浆孔的最末段不钻孔不灌注（比水泥灌浆少灌最末一段），以免高渗透环氧化学浆材窜出水泥灌浆所围闭的区间。

（2）钻孔灌浆

对于全部的灌浆孔而言，钻孔灌浆的先后顺序是：高压水泥灌浆孔、磨细水泥灌浆孔、化学灌浆I序孔、化学灌浆II序孔；在前一顺序孔的全部操作（钻孔、洗孔、压水试验、灌浆、待凝）完成后才开始下一顺序孔的操作；

对于单个的灌浆孔而言，钻孔灌浆的操作顺序是：分段次自上而下地钻孔、洗孔、压水试验、灌浆、待凝；在前一段次的全部操作完成后才开始下一段次的操作；

高渗透环氧化学浆材灌浆孔要做压水试验（水泥灌浆孔不需要做压水试验），当透水率＞1Lu时要补灌磨细水泥灌浆，凝结后把孔段内的水泥固结体钻开，重新进行洗孔和压水试验，直至透水率≤1Lu，才进行化学灌浆。

步骤（1）中，排距为1~2m，排内孔距为0.7~2m，各灌浆孔的孔径为56~91mm。

步骤（2）中，各个段次的段长为：第一段2m，第二段3m，第三段及第三段之后的段次均为5m，最后一段为4~8m。

步骤（2）中，各个灌浆孔各个段次的灌浆压力为：高压水泥灌浆孔第一段2MPa，第二段2~2.5MPa，第三段3~3.5MPa，第四段4~5MPa，之后的段次是5MPa；磨细水泥灌浆孔第一段2MPa，第二段2.5~3MPa，第三段3.5~4MPa，第四段4.5~5MPa，之后的段次是5MPa；高渗透环氧化学浆材灌浆孔第一段1~2MPa，第二段2~2.5MPa，第三段2~3MPa，之后的段次是2~4MPa。

上述施工方法中使用的高渗透环氧化学浆材由下列重量份数的成分制成：

环氧树脂：  45份

活化剂：    8份

羰基化合物：50份

活性稀释剂：10份

多元胺：    10份

硅烷偶联剂：1份

表面活性剂：1份

促进剂：    5份。

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂或双酚F型环氧树脂中的一种以上，优选双酚A型环氧树脂；

所述的双酚A型环氧树脂为环氧树脂E-35、环氧树脂E-44或环氧树脂E-51中的一种以上。