蔣煌斌，張貴金，傅小姝，王江營(yíng)，段吉鴻，張學(xué)森，匡楚豐

?

全風(fēng)化花崗巖地層可灌性漿材試驗(yàn)研究

蔣煌斌1, 2，張貴金1, 2，傅小姝1, 2，王江營(yíng)1, 2，段吉鴻3，張學(xué)森3，匡楚豐1, 2

(1. 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 水利工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410114； 2. 水沙科學(xué)與水災(zāi)害防治 湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410076； 3. 紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院，云南 蒙自 661199)

基于云南紅河州區(qū)域全風(fēng)化花崗巖地層可灌性分析，研究配制濕磨黏土水泥漿材，進(jìn)行超細(xì)水泥、濕磨細(xì)水泥和濕磨黏土水泥在不同灌漿工藝下的室內(nèi)對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證漿材可灌性能，得到云南紅河州全風(fēng)化花崗巖地層可灌性材料等級(jí)劃分表。研究結(jié)果表明：原漿比重1.15，1.20，水固比0.6，1.0及1.2的濕磨黏土水泥漿材，平均粒徑為4.5 μm；析水率為0%~2%，穩(wěn)定性好；凝結(jié)時(shí)間及流動(dòng)度隨水固比均在一定范圍內(nèi)可調(diào)；結(jié)石體28 d抗壓強(qiáng)度可達(dá)5.0~21.7 MPa，滿足一般灌漿加固要求。研究成果對(duì)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工及類似工程具有應(yīng)用價(jià)值。

灌漿工程；全風(fēng)化花崗巖；濕磨黏土水泥漿材；可灌性

我國(guó)全風(fēng)化花崗巖分布廣泛，地表全風(fēng)化花崗巖結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，成砂礫狀，微小裂隙發(fā)育，遇水易軟化崩解。水利工程中壩基或壩肩遇到此類地層時(shí)，其防滲和強(qiáng)度無(wú)法滿足要求，需對(duì)其進(jìn)行防滲加固，灌漿是一種有效手段。對(duì)云南某水利工程壩基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用普通水泥漿材無(wú)法有效灌注，過(guò)水不過(guò)漿問題突出，低壓灌漿情況下可灌性差，高壓灌漿情況下又會(huì)產(chǎn)生劈裂，難以獲得均一性效果。影響這類地層可灌性的主要因素有漿材特性和灌漿工藝，其中，使用可灌性好、灌漿效果理想的漿材，是灌漿加固工程急需解決的問題。關(guān)于可灌性漿材研究及其應(yīng)用方面，目前對(duì)砂礫石地層或裂隙發(fā)育巖土體灌漿研究成果很多。于秀文等[1]進(jìn)行砂礫巖灌漿試驗(yàn)，證明用超細(xì)水泥對(duì)砂巖和巖石的細(xì)微空隙或裂隙有很好的可灌性；王安等[2?3]用更小顆粒粒徑的濕磨細(xì)水泥漿材對(duì)細(xì)微裂隙發(fā)育巖體灌漿的效果好，但成本高于普通水泥漿材；肖恩尚等[4]通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，確定了濕磨細(xì)水泥的施工工藝與技術(shù)參數(shù)。譚日陞[5]研究具有良好流動(dòng)性和滲透性的MMA化學(xué)灌漿材料，能很好地滲透進(jìn)風(fēng)化巖石細(xì)微裂隙并固化；鄒德兵等[6]在水泥灌漿的基礎(chǔ)上，配合采用丙烯酸鹽對(duì)風(fēng)化、卸荷裂隙發(fā)育的泡砂巖地層進(jìn)行控制性復(fù)合灌漿，效果良好。關(guān)于受灌地層特性對(duì)可灌性的影響方面，對(duì)于砂礫石地層，工程界多以可灌比值的大小判斷漿液是否能灌入，但判定標(biāo)準(zhǔn)則有所不同。Mitchell[7]認(rèn)為≥25時(shí)水泥漿液才能灌入砂礫石地層，king等[8]則認(rèn)為≥16時(shí)才能保證漿液能灌入砂礫石地層，秦鵬飛[9]則認(rèn)為≥15時(shí)砂礫石地層才具有良好可灌性。而Bell[10]認(rèn)為水泥顆粒徑必須小于土壤顆粒粒徑的1/10才能灌入砂礫石地層。徐拴海等[11]試驗(yàn)證明超細(xì)水泥漿液無(wú)法對(duì)洛河組砂巖實(shí)現(xiàn)灌注，原因是砂巖空隙孔徑很小并且很多孔隙中還有填充物質(zhì)占據(jù)了孔隙的大部分空間，使水泥顆粒難以進(jìn)入，黏土礦物遇水崩解、沖移，堵塞喉道，使水泥漿液無(wú)法進(jìn)入孔隙。張作媚[12]認(rèn)為除了可灌比值，灌漿壓力、漿液流動(dòng)性及穩(wěn)定性都是影響地層可灌性的重要因素。因此，可灌性不僅僅受到灌漿材料特性的單一影響，還受地層特性、灌漿工藝等的組合影響。本文針對(duì)云南紅河州區(qū)域的全風(fēng)化花崗巖地層進(jìn)行可灌性分析，提出濕磨黏土水泥可灌性漿材，并通過(guò)不同工藝及灌漿材料的室內(nèi)灌漿模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證該材料的可灌性效果。綜合灌漿材料特性、地層特性、灌漿工藝等評(píng)價(jià)，得到云南全風(fēng)化花崗巖地層可灌性漿材的定量分級(jí)和適用工藝，為類似灌漿工程提供指導(dǎo)依據(jù)。

1 地層可灌性

全風(fēng)化花崗巖地層的顆粒尺寸與灌漿材料顆粒尺寸的相互關(guān)系，可用式(1)來(lái)表示其可灌性。一般認(rèn)為≥15時(shí)，地層具有很好的可灌性。

式中：15表示地層中小于某粒徑的土含量占總質(zhì)量的15%；85表示灌漿材料中小于某粒徑的顆粒占總質(zhì)量85%。

對(duì)云南紅河州全風(fēng)化花崗巖地層顆粒進(jìn)行粒徑分析，得出巖土體顆粒粒徑最大不超過(guò)10 mm，15等于0.15 mm。如采用普通水泥漿液灌注，其85一般為0.05 mm，根據(jù)式(1)可知其對(duì)云南紅河州區(qū)域全風(fēng)化花崗巖可灌比值為3，遠(yuǎn)小于15，可灌性很差，現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)和室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)均證明普通水泥漿液無(wú)法灌入該地層，過(guò)水不過(guò)漿，僅在表層形成濾餅(見圖1)。對(duì)此地層灌漿防滲加固，則需要良好的可灌性漿材，漿材85應(yīng)在0.01 mm左右。比較接近的幾種漿材分別是超細(xì)水泥及濕磨細(xì)水泥：超細(xì)水泥平均粒徑為3 μm，滿足粒徑要求，但其成本較高；濕磨細(xì)水泥濕磨后水泥顆粒變小、比表面積增大、溫度增大，易出現(xiàn)顆粒抱團(tuán)現(xiàn)象，所以大粒徑依然存在，導(dǎo)致粒徑范圍在8~30 μm之間變化。因此研究配制新型濕磨黏土水泥漿材，不但其成本合理，且粒徑滿足要求。

圖1 表層濾餅

2 濕磨黏土水泥漿材

黏土加水配成黏土原漿，在原漿中加入普通硅酸鹽水泥，攪拌2~3 min，再將配好的黏土水泥漿液放入膠體磨機(jī)濕磨5 min，形成濕磨黏土水泥漿液。濕磨后漿液黏土性能充分發(fā)揮，得到了更好的穩(wěn)定性，使得水泥顆粒均勻分散無(wú)法抱團(tuán)。與濕磨細(xì)水泥相比，黏土取代部分水泥后，不僅成本降低，平均粒徑減小，其基本性能也有很大改善。

2.1 原材料

試驗(yàn)原材料主要是黏土、普通425水泥：黏土取自云南工地現(xiàn)場(chǎng)，黏土總體偏酸性，主要成份為埃洛石(Al2[Si2O5](OH)4·2H2O)，次要成份為(SiO2)，其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為0.19 MPa，其他物理指標(biāo)見表1。

表1 黏土基本物理指標(biāo)

2.2 試驗(yàn)方案

原漿比重和漿材水固比是影響濕磨黏土水泥漿材性能的2個(gè)重要因素。本文原漿比重優(yōu)選1.15 (水土比4.0)和1.20(水土比3.0)，水固比取0.6，1.0及1.2，并與超細(xì)水泥、濕磨細(xì)水泥進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)方案見表2。

表2 濕磨黏土水泥漿材試驗(yàn)方案

2.3 顆粒粒徑分析

采用MASTERSIZER2000激光粒度儀對(duì)超細(xì)水泥、濕磨細(xì)水泥及濕磨前后黏土水泥(原漿比重1.20、水固比1.0)漿液進(jìn)行粒徑分析，其結(jié)果如圖2。超細(xì)水泥、濕磨細(xì)水泥、濕磨黏土水泥及黏土水泥平均粒徑分別為3.0，15.5，4.5和22.9 μm，較濕磨前濕磨黏土水泥漿液平均粒徑下降80%，前3種漿材D85分別為3.4，10.2和20.6 μm左右，據(jù)式(1)可知3種漿材的可灌性由高至低依次為超細(xì)水泥(可灌比值為44.0)、濕磨黏土水泥漿材(可灌比值為14.7)、濕磨細(xì)水泥(可灌比值為7.2)。

2.4 析水率

析水率是反映漿液穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，采用100 mL圓柱量筒測(cè)定。量筒裝滿漿液，靜置至析出清水高度不再增加時(shí)，該高度即為析水率，結(jié)果如圖3。濕磨黏土水泥、濕磨細(xì)水泥及超細(xì)水泥漿材析水率分別為0%~2%，5%~57%及14%~63%，其大小均隨水固比增加而增加，其中濕磨細(xì)水泥及超細(xì)水泥漿材析水率受水固影響較大。濕磨后的漿材溫度增大水化反應(yīng)加快，穩(wěn)定性增加，黏土的黏性也充分發(fā)揮，故濕磨黏土水泥穩(wěn)定性最好、濕磨細(xì)水泥及超細(xì)水泥次之。

圖2 顆粒分布圖

圖3 漿材析水率

2.5 初凝時(shí)間

采用標(biāo)準(zhǔn)維卡儀對(duì)漿材的初凝時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖4。濕磨細(xì)水泥、超細(xì)水泥、濕磨黏土水泥的初凝時(shí)間依次減小，其大小隨水固比的增加而增加，其中濕磨黏土水泥原漿比重為1.15時(shí)，初凝時(shí)間在95~175 min內(nèi)可調(diào)，黏土比重為1.20時(shí)，初凝時(shí)間在77~148 min內(nèi)可調(diào)，滿足一般硅酸鹽水泥漿材的初凝時(shí)間不得早于45 min的規(guī)范要求，針對(duì)不同工程需求，可選取合適配比進(jìn)行施工。

2.6 流動(dòng)度

流動(dòng)度的大小影響著漿材的擴(kuò)散半徑、注漿 流量等參數(shù)。采用標(biāo)準(zhǔn)凈漿流動(dòng)度試模進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如圖5。隨著水固比的增加漿材流動(dòng)度變大，濕磨黏土水泥漿材的流動(dòng)度在15~26 cm內(nèi)可調(diào)，最小值大于水泥凈漿規(guī)范最小值1.8~2.2 cm，符合要求。濕磨黏土水泥漿材中的黏土經(jīng)濕磨后其黏性發(fā)揮出來(lái)，使其流動(dòng)性明顯小于超細(xì)水泥及濕磨細(xì)水泥，有助于控制漿液的擴(kuò)散半徑。

圖4 漿材初凝時(shí)間

圖5 漿材流動(dòng)性

2.7 結(jié)石體抗壓強(qiáng)度

試件制作成70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的立方體，采STYE-3000C型電腦全自動(dòng)混凝土壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)石體抗壓強(qiáng)度結(jié)果如圖6。3種漿材結(jié)石體抗壓強(qiáng)度由高到低依次是超細(xì)水泥、濕磨細(xì)水泥及濕磨黏土水泥，由于黏土取代了部分水泥，使得濕磨黏土水泥漿材結(jié)石體強(qiáng)度下降，但其結(jié)石體28 d抗壓強(qiáng)度范均大于5 MPa，滿足一般地基安全承載和穩(wěn)定要求。隨原漿比重減小或水固比減小，其結(jié)石體抗壓強(qiáng)度增加，其中水固比為0.6的結(jié)石體28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)20 MPa以上，滿足百米級(jí)水頭高壩壩基或其他類工程灌漿加固的要求。

(a) 7 d強(qiáng)度；(b) 14 d強(qiáng)度；(c) 28 d強(qiáng)度

3 灌漿模擬試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)方法

選用云南紅河州區(qū)域全風(fēng)化花崗巖料源，對(duì)比超細(xì)水泥，濕磨細(xì)水泥和濕磨黏土水泥3類漿材(原漿比重1.20，水固比1.0)，開展穩(wěn)壓及脈動(dòng)灌漿2種工藝條件下的模擬試驗(yàn)，具體步驟如下：

1) 受灌土體填充：受灌體容器選用內(nèi)徑44 cm、高為65 cm的可拆卸式剛性圓罐，將風(fēng)化巖土料加入罐內(nèi)采用人工法夯實(shí)，使密度接近現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況，達(dá)到1 881.8 kg/m3。插入注漿管，出漿口離受灌體容器底部200 mm，加蓋重控制抬動(dòng)。

2) 灌漿設(shè)備及管路連接：用DMAR-04型電動(dòng)灌漿泵進(jìn)行穩(wěn)壓灌漿，通過(guò)出漿管將灌漿泵與灌漿管直接相連；采用YLSD-2型手搖灌漿機(jī)進(jìn)行脈動(dòng)灌漿，分別通過(guò)吸漿管、出漿管將脈動(dòng)泵與儲(chǔ)漿箱、灌漿管相連，管路具體連接見圖7。

3) 配制漿液：按配比拌制符合試驗(yàn)需要的漿材，置入儲(chǔ)漿箱。

4) 灌漿：穩(wěn)壓灌漿，接通電源，灌漿泵自動(dòng)起壓，當(dāng)受灌體發(fā)生冒漿或表面出現(xiàn)抬時(shí)結(jié)束灌漿；脈動(dòng)灌漿，搖動(dòng)搖桿施加10 s 1次的低頻脈沖壓力實(shí)施灌漿，以受灌體發(fā)生冒漿或表面出現(xiàn)抬時(shí)結(jié)束灌漿。

圖7 灌漿模擬試驗(yàn)裝置示意圖

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)試驗(yàn)中灌漿參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果如表3所示，對(duì)灌后巖土體進(jìn)行開挖，其漿脈擴(kuò)散情況如圖8所示。結(jié)果表明，超細(xì)水泥漿材在2種灌漿工藝下均能有效的灌入巖土體，且漿脈擴(kuò)散距離都達(dá)到350 mm以上，但在穩(wěn)壓灌漿工藝下形成的漿脈為水平走向，而脈動(dòng)灌漿工藝下漿脈為垂直走向；濕磨細(xì)水泥在穩(wěn)壓灌漿工藝下無(wú)法灌入巖土體，而在脈動(dòng)工藝下卻能很好地灌入，漿脈擴(kuò)散距離達(dá)370 mm，且形成均勻的圓柱狀膠結(jié)體；濕磨黏土水泥漿材在2種灌漿工藝下均能有效的灌入巖土體，漿脈擴(kuò)散距離達(dá)350 mm，且都能形成均勻的類圓柱狀膠 結(jié)體。

表3 灌漿參數(shù)

(a) 超細(xì)水泥；(b) 濕磨細(xì)水泥；(c) 濕磨黏土水泥

4 評(píng)價(jià)與總結(jié)

4.1 可灌性評(píng)價(jià)

試驗(yàn)研究表明：超細(xì)水泥具有最大的可灌比值，可灌性最好，但其穩(wěn)定性最差，流動(dòng)性最大，在灌漿中難以起壓，漿液擴(kuò)散范圍難以控制，只形成單一漿脈，導(dǎo)致漿液隨漿脈延伸至容器接觸面溢出，不能形成良好的膠結(jié)體，且耗漿量大。濕磨細(xì)水泥可灌比值最小，可灌性最差，由于其大顆粒在壓力小的情況下易抱團(tuán)堵塞巖土體孔隙通道，在穩(wěn)壓灌漿工藝下，壓力由小變大，在壓力小時(shí)顆粒堵塞通道，出現(xiàn)濾餅類似圖1，導(dǎo)致壓力增大后無(wú)法灌入巖土體，而脈動(dòng)灌漿的低頻沖擊壓力，能有效沖散抱團(tuán)顆粒，降低其堵塞概率。濕磨黏土水泥，可灌比值較大，具有良好可灌性，且漿液穩(wěn)定性好，其較小的流動(dòng)性使得漿液在灌漿中很好的起壓，且漿液擴(kuò)散范圍可控，黏土的黏性充分發(fā)揮，增加與土體的膠結(jié)能力，形成均勻的膠結(jié)體。綜合比較，對(duì)云南紅河州全風(fēng)化花崗巖地層灌漿處理，推薦選用濕磨黏土水泥漿材。

由于巖土體的可灌性取決于灌漿材料特性、地層特性及灌漿工藝等的組合影響。因此，采用受灌地層孔隙寬度度量地層的可灌性(普遍認(rèn)為顆粒細(xì)度小于裂隙寬度的1/3~1/5時(shí)才能有效的灌入)；采用可灌比值定量描述灌漿材料相對(duì)地層特性的可灌性；引入灌入率(表示巖土體單位時(shí)間內(nèi)在一定的壓力下，單位長(zhǎng)度受灌巖土體所灌入漿液的量，其計(jì)算式如式(2)描述灌漿工藝、地層、漿材綜合影響下的可灌性；并參考室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)得到的灌漿方法(脈動(dòng)與穩(wěn)壓)從一個(gè)側(cè)面反映可灌性。

式中：為灌入率，/(min?m)；為單位長(zhǎng)度，m；為灌入漿液流量，/min；為灌漿壓力，MPa。

對(duì)地層漿材可灌性的評(píng)價(jià)應(yīng)綜合上述多個(gè)方面的多個(gè)指標(biāo)，得到云南紅河區(qū)域全風(fēng)化花崗巖地層可灌性漿材的定量分級(jí)和適用工藝(見表4)，對(duì)類似地層灌漿也有參考意義。

4.2 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

漿材的經(jīng)濟(jì)性直接影響到其工程應(yīng)用價(jià)值，以下對(duì)超細(xì)水泥、濕磨細(xì)水泥和濕磨黏土水泥3種漿材的進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。由表5可知，超細(xì)水泥漿液成本最高，達(dá)1 100元/t，濕磨細(xì)水泥及濕磨黏土水泥漿液成本較小且較為接近，其中濕磨黏土水泥漿液成本最小，為230元/t；考慮制漿工藝，濕磨漿液需增加機(jī)電損耗；受原材料產(chǎn)地影響，超細(xì)水泥及黏土受運(yùn)費(fèi)影響較大。綜合考慮，在黏土資源豐富地域，濕磨黏土水泥最經(jīng)濟(jì)，濕磨細(xì)水泥及超細(xì)水泥次之；缺乏黏土資源時(shí)，濕磨細(xì)水泥較經(jīng)濟(jì)。

表4 云南紅河區(qū)域全風(fēng)化花崗巖地層可灌性漿材劃分

表5 漿材成本估算

注：表中漿液水固比均為1:1，黏土原漿比為1:20；單價(jià)均按市場(chǎng)材料單價(jià)加濕磨機(jī)械臺(tái)時(shí)費(fèi)計(jì)算，不包括材料運(yùn)費(fèi)

5 結(jié)論

1) 云南紅河州全風(fēng)化花崗巖地層對(duì)超細(xì)水泥、濕磨細(xì)水泥、濕磨黏土水泥漿材的可灌比值分別為44.0，7.2和14.2，其中超細(xì)水泥可灌性最好，濕磨黏土水泥次之，濕磨細(xì)水泥較差。但超細(xì)水泥成本高，穩(wěn)定性差，漿液擴(kuò)散范圍不可控，濕磨細(xì)水泥在不同灌漿工藝下可灌性差異大，故該類地層灌漿推薦選用濕磨黏土水泥漿材。

2) 濕磨黏土水泥漿材析水率為0%~2%，具有良好的穩(wěn)定性，可顯著提高灌漿膠結(jié)能力及結(jié)石率；初凝時(shí)間在77~175 min內(nèi)可調(diào)控，更好的適應(yīng)工程需要。漿材結(jié)石體28 d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到5~10 MPa左右，其中水固比為0.6的結(jié)石體28 d抗壓強(qiáng)度能達(dá)到20 MPa左右，滿足一般灌漿加固工程的要求。

4) 地層可灌性影響因素除了地層特性及漿材特性，灌漿工藝也不可忽視，選用濕磨水泥漿材灌漿時(shí)應(yīng)考慮采用脈動(dòng)灌漿工藝。

5) 以地層孔隙寬度、可灌比值、灌入率、灌漿工藝等為依據(jù)，得到云南紅河區(qū)域全風(fēng)化花崗巖地層可灌性漿材定量分級(jí)及適用工藝，對(duì)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工及類似工程具有重要意義。

[1] 于秀文, 李承先. 砂礫巖中的超細(xì)水泥灌漿試驗(yàn)[J]. 水力發(fā)電, 2000(7): 34?36. YU Xiuwen, LI Chengxian. Superfine cement grouting test in gravel[J]. Water Power, 2000(7): 34?36.

[2] 王安, 熊國(guó)宏. 濕磨細(xì)水泥漿液室內(nèi)試驗(yàn)研究及其在豐滿水電站大壩灌漿試驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 科技通報(bào), 2015, 31(7): 37?41. WANG An, XIONG Guohong. Wet ground cement slurry indoor test research and application of dam grouting test [J]. Bulletin of Science and Technology, 2015, 31(7): 37?41.

[3] 陳義斌, 高鳴安, 周建國(guó). 濕磨細(xì)水泥灌漿新技術(shù)在工程中的應(yīng)用[J]. 人民長(zhǎng)江, 1998(9): 43?44. CHEN Yibin, GAO Mingan, ZHOU Jianguo. Application of new wet grinded cement grouting technology in engineering[J]. Yangtze River, 1998(9): 43?44.

[4] 肖恩尚, 張良秀. 濕磨細(xì)水泥灌漿的特點(diǎn)及應(yīng)用[J]. 水力發(fā)電, 1999(11): 41?43. XIAO Enshang, ZHANG Liangxiu. Characteristics and application of wet grinded cement grouting[J]. Water Power, 1999(11): 41?43.

[5] 譚日陞. MMA化學(xué)灌漿材料的研究及其在土木工程中的應(yīng)用[J]. 巖土工程學(xué)報(bào), 1987, 9(3): 47?54. TAN Risheng. MMA chemical grouting material and its application in civil engineering[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 1987, 9(3): 47?54.

[6] 鄒德兵, 徐年豐, 施華堂, 等. 控制性復(fù)合灌漿技術(shù)試驗(yàn)研究與應(yīng)用——以亭子口水利樞紐風(fēng)化卸荷泡砂巖地層處理為例[J]. 人民長(zhǎng)江, 2012, 43(21): 55?59. ZOU Debing, XU Nianfeng, SHI Huatang, et al. Control of composite grouting technology research and application of Tingzikou hydroproject weathering and unloading global sandstone formation as an example[J]. Yangtze River, 2012, 43(21): 55?59.

[7] Mitchell J K. In-place treatment of foundation soils[J]. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, 1970, 97(2): 73?109.

[8] King J C, Bush E G W. Symposium on grouting: Grouting of granular materials[J]. Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division, 1961, 87(SM 2): 1?31.

[9] 秦鵬飛. 砂礫石土可灌性的研究[J]. 四川建筑科學(xué)研究, 2014, 40(5): 135?137. QIN Pengfei. Research on the irrigability of sandy gravel soil[J]. Sichuan Architectural Science Research, 2014, 40(5): 135?137.

[10] Bell L A. A cut-off in rock and alluvium at asprokremmos dam[C]// Baker (ed). W H. Proc. Conf. Grouting in Geotechnic Engineering. New York: ASCE, 1982: 246?263.

[11] 徐拴海, 邢龍龍, 王國(guó)強(qiáng), 等. 超細(xì)水泥漿液在微裂隙巖體中的注漿試驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù), 2014, 10(6): 96?102. XU Shuanhai, XING Longlong, WANG Guoqiang, et al. Grouting test of superfine cement slurry in microfractured rock mass[J]. China Safety Production Science and Technology, 2014, 10(6): 96?102.

[12] 張作媚. 論砂礫石土的可灌性[J]. 水利學(xué)報(bào), 1983(10): 15?22. ZHANG Zuomei. On the groutability of sand-graved soils[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 1983(10): 15?22.

(編輯 涂鵬)

Experimental study on irrigated pulp of fully weathered granite

JIANG Huangbin1, 2, ZHANG Guijin1, 2, FU Xiaoshu1, 2, WANG Jiangying1, 2, DUAN Jihong3, ZHANG Xuesen3, KUANG Chufeng1, 2

(1. School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410076, China; 2. Key Laboratory of Water & Sediment Science and Water Hazard Prevention of Hunan Province, Changsha 410076, China; 3. Honghe Hani Yi Autonomous Prefecture Water Resources and Hydropower Engineering Geological Drill Team, Mengzi 661199, China)

Based on the analysis of irrigability of the fully weathered granite stratum in Honghe Prefecture, Yunnan, this paper studies the preparation of wet grinding clay cement paste, and systematically studies the particle size, water release rate, setting time and compressive strength of stone body through laboratory tests. The results show that the concrete slurry with 1.15, 1.20 and 0.6, 1 and 1.2 wet ground clay cement slurry with an average diameter of 4.5 μm; The water separation rate is 0%~2%, and the stability is good;The setting time and flow degree are adjustable with the water solid in a certain range; The 28 d compressive strength of the stone body could reach to 5.0~21.7 MPa, which meets the requirements of general grouting reinforcement. The laboratory tests of ultra-fine cement, wet grinding fine cement and wet grinding clay cement under different grouting processes in Yunnan Honghe fully weathered granite soil were carried out to verify the grouting performance of the slurry.Based on the formation pore width, irrigation ratio, irrigation rate and grouting technology, we can get the classification table of the total weathering granite stratum in Honghe Prefecture, Yunnan,the analysis of economic comparison shows that the research results are valuable for the guidance of field construction and similar projects.

grouting engineering; fully weathered granite; wet ground clay cement paste; grout ability

10.19713/j.cnki.43?1423/u.2018.10.007

TU472

A

1672 ? 7029(2018)10 ? 2501 ? 08

2017?08?04

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51279019)；湖南省重大水利科技項(xiàng)目(湘財(cái)農(nóng)指[2015]145號(hào))

張貴金(1963?)，男，湖南張家界人，教授，博士，從事水利工程基礎(chǔ)處理研究；E?mail：493340832@qq.com