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尽管在灌浆领域内,新材料、新技术不断涌现,但是在大坝坝基防渗、加固、补强等工程中,水泥灌浆特别是普通水泥灌浆,由于其形成的水泥结石具有强度高、耐久性好、无毒等优点以及其经济上、技术上的优势,一直是应用最为广泛的方式。本文在考虑地质条件的基础上,对普通水泥浆材的灌浆理论作了一定探讨,包括岩体灌浆的地质模型、水泥浆材的扩散距离、灌浆压力的选取方式,并尝试将研究成果应用于滩坑水电站工程。本文主要内容及成果如下:
(1)岩体灌浆地质模型研究。由岩体结构特征和岩体所处的水文地质特征为基础,并考虑岩体的可灌性,包括岩体可灌性的概念、影响可灌性的因素、可灌性的确定方式,得到岩体灌浆结构基本单元:透浆体和隔浆体。由结构单元的排列、组合得到各种岩体灌浆模型:水平层状模型、倾斜层状模型、网状结构模型、脉状结构模型、管道状结构模型。
(2)水泥浆液扩散距离计算公式推导。浆液在受灌岩体内的扩散距离,决定着灌浆工程的质量和成本,因而是灌浆施工中需要准确控制的重要参数。通过研究宾汉流体的流动特征,分析、总结得到时变性的水泥浆液流变模型,以此为基础考虑地下水、浆液自重影响推导得到水泥浆液在水平裂隙和倾斜裂隙中的扩散距离计算公式。
(3)灌浆压力确定。在灌浆工程中确定灌浆压力是关键,在避免岩体劈裂等结构性破坏的原则下,通过理论分析方法:孔壁岩体水力劈裂、裂隙内水力劈裂、水力扩缝。确定了考虑地质影响的灌浆压力的选取方式。
(4)灌浆理论的工程应用;将研究成果应用到滩坑水电站工程,通过将理论计算值与设计值对比分析,认为目前灌浆设计中多采用经验性的工程类比法,对具体的工程地质、水文地质条件考虑较少,设计方案的针对性不强,并针对扩散半径、灌浆压力提出自己的看法和建议。