水玻璃在帷幕灌浆中的应用
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《河南水利与南水北调》２ ０ １ ２ 年 第 １ ６ 期
施工技术 ＨＥＮＡＮ
水玻璃在帷幕灌浆中的应用
□杨振标 □汪 明（深圳市广汇源水利建筑工程有限公司）
摘 要：岩基中裂隙发育或存在地下水流动，渗透系数大等情况下的纯水泥液灌浆难度大，效果差。在添加一定剂量的水玻璃 后，凝结时间可控制在几十秒到几十分钟不等，浆液的结石率高，灌注效果好。
５．１．２ 制浆
在水玻璃掺量增加后，如在灌浆量达到 ６００Ｌ 以上仍无回浆
制浆设备可采用高速搅拌机，搅拌时间不少于 ３０ Ｓ。各种原 或灌浆压力，可灌注 １：１ 水泥浆液 ３００Ｌ 后，暂停灌浆 １５－３０ ｍｉｎ，
材料计量误差≤５％，材质符合要求。
然后继续灌注 １：１ 水泥浆液，再变浓至 ０．５：１，按规定结束该段
比试验基本一致。
由于水泥浆液在添加水玻璃后，凝结时间将会提前至几分
６．１．３ 水质要满足相关规定并和水玻璃参量试验用水相一致。
１３１
施工技术 ＨＥＮＡＮ
《河南水利与南水北调》２ ０ １ ２ 年 第 １ ６ 期
浆，避免在掺加水玻璃时出现灌浆孔内浆液结石等现象。
水玻璃的掺量可根据压水试验、钻孔取芯及水泥浆液灌注
５．１．１ 水玻璃添加试验
情况，并结合灌浆管路、孔深等，可先从低掺量开始，凝结时间宜
选择模数为 ２ 左右的水玻璃，添加在 ０．５：１ 的水泥浆液中。 选择在 ３０ ｍｉｎ 左右。在灌浆量达到 ３００ Ｌ 仍无回浆或无压力的
掺量可分为 １％、２％、３％、４％、５％等，对添加后浆液的可灌性情 情况下，可在适当增加水玻璃掺量，凝结时间选择在 １０￣２０ ｍｉｎ，
况进行试验，详细记录添加后的浆液失去流动性和凝结的时间， 如有回浆或有灌浆压力，可立即停止添加水玻璃，改用 １：１ 水泥
并注意记录试验时的天气、气温、湿度等情况。
浆液灌浆，并变浓至 ０．５：１，按规定结束该段灌浆。
５．１．３ 灌浆
灌浆。
在帷幕灌浆压水试验或钻孔时，发现无回水、无压力，进水
６．质量控制标准
量较大且没有减少的趋势，岩基中裂隙 Nhomakorabea能比较发育且延伸较
６．１ 灌浆过程中的质量控制
远或存在渗漏通道、地下水流动等情况，可做好在灌浆时需要添
６．１．１ 水泥应是经检验的合格，且为大厂生产质量稳定、各
加水玻璃的准备。
关键词：帷幕灌浆；水玻璃；裂隙发育
１．前言 帷幕灌浆，就是把一定配比的某种具有流动性和胶凝性的 浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中去，经过胶结硬化以后，以改善岩 基的整体性和抗渗，提高岩基的强。帷幕灌浆布置在坝体迎水面 下的基础内，形成一道连续而垂直或向上游倾斜的幕墙。其目的 是为了减少坝基的渗流量、降低渗透压力，保证地基的渗透稳定。 大坝的帷幕灌浆特点是孔较深，通常要求孔深入到岩基单 位吸水率 ｗ＜０．０５～０．０１ Ｌ（／ ｍｉｎ·ｍ·ｍ）的等值线以下 ３～５ ｍ，使 用灌浆压力较大。斜幕一般比直幕效果好，但施工比较复杂，目 前帷幕灌浆基本以直幕为主。 由于大部分水库正在进行除险加固时库内仍维持一定的水 位，使坝基原渗漏通道仍存在，水流继续下渗。为减少水流通过 坝基下渗，提高水库的运行效果，保证帷幕灌浆在该种情况下的 施工质量，这就对该项施工工艺提出了新的要求。 ２．特点 ２．１ 经济合理：采用工艺优化、劳动力优化、材料投入优化等 方式尽可能提高工作效率。 ２．２ 设计科学：针对岩基裂隙（孔洞）中存在地下水流动的情 况，通过合理布置帷幕灌浆孔，对水泥浆液材料添加水玻璃、速 凝剂等方式。 ２．３ 根据岩基裂隙存在和坝前水位情况，将单排帷幕孔部分 调整为 ２ 排或 ３ 排，并结合浆液外加剂的添加这一技术，解决了 岩基裂隙中存在地下水流动时帷幕灌浆效果差这一难题。 ３．适用范围 本工艺适用于坝基为岩石基础，且裂隙较为发育，库区水位 较高，岩基中有渗水流动等情况下，库区无水也可适用。目前我
□□□□□□□□□□
作者简介：杨振标（１９６３－），男，工程师，长期从事施工技 术管理。
国有大量的水库需要进行除险加固，相当一部分水库岩基存在 渗漏通道，因此，此施工工艺的推广应用，应有广阔的前景等。
４．工艺原理 水泥、水玻璃双液浆是以水泥和水玻璃作为灌浆材料的主 剂， 按要求的比例同时注入双液混合器内使其充分混合形成双 液浆。这种双液浆具有价格便宜、无毒、凝结时间短、速度快、结 石强度高等特点，不仅具有水泥浆液的优点，而且还有化学浆液 的一些特性， 凝结时间根据需要可以准确控制到从几十秒钟到 几十分钟，灌后结石率可达 １００％，在地下流动的情况下，可灌性 比纯水泥浆明显提高。这种浆液克服了单纯水泥浆的凝结时间 长且难以控制，动水条件下结石率低等缺点，提高了水泥注浆的 效果，扩大了水泥注浆的适用范围。 水玻璃对水泥浆凝结速度的影响水玻璃是硅酸钠的水溶 液，通常以 Ｎａ２Ｏ·ＳｉＯ２ 表示，而最常见的是 Ｎａ２Ｏ·ＳｉＯ２。硅酸钠是 一种强碱弱酸盐，在水溶液中强烈水解，并达到水解平衡，硅酸 钠水解生成难溶于水的硅酸而使水溶液呈喊性，但由于硅酸的 生成量很小而不会出现凝胶沉淀。水玻璃也具有胶体性质，胶体 微粒带负电荷。在水泥中加入水后，水泥矿物发生的水化反应， 主要是硅酸三钙的水解。当把水玻璃加入到水泥浆中以后，水泥 浆的凝结速度显著提高。 在帷幕灌浆施工过程中，水泥浆液在逐级变浓至 ０．５：１ 无回 浆且孔无灌浆压力时，岩基中可能存在地下水流动带走并稀释 浆液，或裂隙较发育延伸较远，可在水泥浆液中添加水玻璃，加 快水泥浆液的固化速度。对水泥浆液配比选择、添加的时机和添 加剂量等作为技术要点。 ５．施工工艺 ５．１ 施工工艺流程 水泥浆液中添加水玻璃进行帷幕灌注， 以采用循环灌浆为 宜，在遇到岩石裂隙发虚、存在渗漏通道的，应优先采用循环灌
种参数变化较小的，并满足设计及相关要求。宜采用灌浆水泥或
在进行水泥浆液灌注时将浓度达到 ０．５：１ 时，进浆量达到 筛余量≤５％的普通硅酸盐水泥。
３００ Ｌ 以上，或进浆在 ３０ Ｌ／ｍｉｎ 以上，仍无回浆或压力，即可考
６．１．２ 水玻璃要进行试验检测合格，模数及浓度要和掺量配
虑在水泥浆液中添加水玻璃。
施工技术 ＨＥＮＡＮ
水玻璃在帷幕灌浆中的应用
□杨振标 □汪 明（深圳市广汇源水利建筑工程有限公司）
摘 要：岩基中裂隙发育或存在地下水流动，渗透系数大等情况下的纯水泥液灌浆难度大，效果差。在添加一定剂量的水玻璃 后，凝结时间可控制在几十秒到几十分钟不等，浆液的结石率高，灌注效果好。
５．１．２ 制浆
在水玻璃掺量增加后，如在灌浆量达到 ６００Ｌ 以上仍无回浆
制浆设备可采用高速搅拌机，搅拌时间不少于 ３０ Ｓ。各种原 或灌浆压力，可灌注 １：１ 水泥浆液 ３００Ｌ 后，暂停灌浆 １５－３０ ｍｉｎ，
材料计量误差≤５％，材质符合要求。
然后继续灌注 １：１ 水泥浆液，再变浓至 ０．５：１，按规定结束该段
比试验基本一致。
由于水泥浆液在添加水玻璃后，凝结时间将会提前至几分
６．１．３ 水质要满足相关规定并和水玻璃参量试验用水相一致。
１３１
施工技术 ＨＥＮＡＮ
《河南水利与南水北调》２ ０ １ ２ 年 第 １ ６ 期
浆，避免在掺加水玻璃时出现灌浆孔内浆液结石等现象。
水玻璃的掺量可根据压水试验、钻孔取芯及水泥浆液灌注
５．１．１ 水玻璃添加试验
情况，并结合灌浆管路、孔深等，可先从低掺量开始，凝结时间宜
选择模数为 ２ 左右的水玻璃，添加在 ０．５：１ 的水泥浆液中。 选择在 ３０ ｍｉｎ 左右。在灌浆量达到 ３００ Ｌ 仍无回浆或无压力的
掺量可分为 １％、２％、３％、４％、５％等，对添加后浆液的可灌性情 情况下，可在适当增加水玻璃掺量，凝结时间选择在 １０￣２０ ｍｉｎ，
况进行试验，详细记录添加后的浆液失去流动性和凝结的时间， 如有回浆或有灌浆压力，可立即停止添加水玻璃，改用 １：１ 水泥
并注意记录试验时的天气、气温、湿度等情况。
浆液灌浆，并变浓至 ０．５：１，按规定结束该段灌浆。
５．１．３ 灌浆
灌浆。
在帷幕灌浆压水试验或钻孔时，发现无回水、无压力，进水
６．质量控制标准
量较大且没有减少的趋势，岩基中裂隙 Nhomakorabea能比较发育且延伸较
６．１ 灌浆过程中的质量控制
远或存在渗漏通道、地下水流动等情况，可做好在灌浆时需要添
６．１．１ 水泥应是经检验的合格，且为大厂生产质量稳定、各
加水玻璃的准备。
关键词：帷幕灌浆；水玻璃；裂隙发育
１．前言 帷幕灌浆，就是把一定配比的某种具有流动性和胶凝性的 浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中去，经过胶结硬化以后，以改善岩 基的整体性和抗渗，提高岩基的强。帷幕灌浆布置在坝体迎水面 下的基础内，形成一道连续而垂直或向上游倾斜的幕墙。其目的 是为了减少坝基的渗流量、降低渗透压力，保证地基的渗透稳定。 大坝的帷幕灌浆特点是孔较深，通常要求孔深入到岩基单 位吸水率 ｗ＜０．０５～０．０１ Ｌ（／ ｍｉｎ·ｍ·ｍ）的等值线以下 ３～５ ｍ，使 用灌浆压力较大。斜幕一般比直幕效果好，但施工比较复杂，目 前帷幕灌浆基本以直幕为主。 由于大部分水库正在进行除险加固时库内仍维持一定的水 位，使坝基原渗漏通道仍存在，水流继续下渗。为减少水流通过 坝基下渗，提高水库的运行效果，保证帷幕灌浆在该种情况下的 施工质量，这就对该项施工工艺提出了新的要求。 ２．特点 ２．１ 经济合理：采用工艺优化、劳动力优化、材料投入优化等 方式尽可能提高工作效率。 ２．２ 设计科学：针对岩基裂隙（孔洞）中存在地下水流动的情 况，通过合理布置帷幕灌浆孔，对水泥浆液材料添加水玻璃、速 凝剂等方式。 ２．３ 根据岩基裂隙存在和坝前水位情况，将单排帷幕孔部分 调整为 ２ 排或 ３ 排，并结合浆液外加剂的添加这一技术，解决了 岩基裂隙中存在地下水流动时帷幕灌浆效果差这一难题。 ３．适用范围 本工艺适用于坝基为岩石基础，且裂隙较为发育，库区水位 较高，岩基中有渗水流动等情况下，库区无水也可适用。目前我
□□□□□□□□□□
作者简介：杨振标（１９６３－），男，工程师，长期从事施工技 术管理。
国有大量的水库需要进行除险加固，相当一部分水库岩基存在 渗漏通道，因此，此施工工艺的推广应用，应有广阔的前景等。
４．工艺原理 水泥、水玻璃双液浆是以水泥和水玻璃作为灌浆材料的主 剂， 按要求的比例同时注入双液混合器内使其充分混合形成双 液浆。这种双液浆具有价格便宜、无毒、凝结时间短、速度快、结 石强度高等特点，不仅具有水泥浆液的优点，而且还有化学浆液 的一些特性， 凝结时间根据需要可以准确控制到从几十秒钟到 几十分钟，灌后结石率可达 １００％，在地下流动的情况下，可灌性 比纯水泥浆明显提高。这种浆液克服了单纯水泥浆的凝结时间 长且难以控制，动水条件下结石率低等缺点，提高了水泥注浆的 效果，扩大了水泥注浆的适用范围。 水玻璃对水泥浆凝结速度的影响水玻璃是硅酸钠的水溶 液，通常以 Ｎａ２Ｏ·ＳｉＯ２ 表示，而最常见的是 Ｎａ２Ｏ·ＳｉＯ２。硅酸钠是 一种强碱弱酸盐，在水溶液中强烈水解，并达到水解平衡，硅酸 钠水解生成难溶于水的硅酸而使水溶液呈喊性，但由于硅酸的 生成量很小而不会出现凝胶沉淀。水玻璃也具有胶体性质，胶体 微粒带负电荷。在水泥中加入水后，水泥矿物发生的水化反应， 主要是硅酸三钙的水解。当把水玻璃加入到水泥浆中以后，水泥 浆的凝结速度显著提高。 在帷幕灌浆施工过程中，水泥浆液在逐级变浓至 ０．５：１ 无回 浆且孔无灌浆压力时，岩基中可能存在地下水流动带走并稀释 浆液，或裂隙较发育延伸较远，可在水泥浆液中添加水玻璃，加 快水泥浆液的固化速度。对水泥浆液配比选择、添加的时机和添 加剂量等作为技术要点。 ５．施工工艺 ５．１ 施工工艺流程 水泥浆液中添加水玻璃进行帷幕灌注， 以采用循环灌浆为 宜，在遇到岩石裂隙发虚、存在渗漏通道的，应优先采用循环灌
种参数变化较小的，并满足设计及相关要求。宜采用灌浆水泥或
在进行水泥浆液灌注时将浓度达到 ０．５：１ 时，进浆量达到 筛余量≤５％的普通硅酸盐水泥。
３００ Ｌ 以上，或进浆在 ３０ Ｌ／ｍｉｎ 以上，仍无回浆或压力，即可考
６．１．２ 水玻璃要进行试验检测合格，模数及浓度要和掺量配
虑在水泥浆液中添加水玻璃。
