控制岩溶地基注浆浆液流失、污染地下水的方法

摘要

本发明涉及控制岩溶地基注浆浆液流失、污染地下水的方法，在常规水灰比1:1的水泥浆液中加入添加剂A、B、C，快速搅拌配置可控水泥浆液，然后半速慢搅，之后将可控水泥浆液注入岩溶地基，当地基下溶洞即将注满时，注浆孔口安装封孔器并施压，继续压入可控水泥浆液至单孔注浆完毕，重复步骤直至区域内所有注浆孔注浆完成。本发明可控水泥浆液初凝时间极度缩短，极大地减小了水泥浆液的扩散半径，控制了水泥浆液的流失；可控水泥浆液析水率极度降低，极大地减少了水泥浆液的析水量，控制了水泥浆液污染地下水；可控水泥浆液在充分搅拌后10~15分钟内具有不小于200mm的流动度，确保可控水泥浆液不堵塞压浆管路。

说明书

技术领域

本发明属于岩溶地区地基处理技术领域，具体涉及一种控制岩溶地基注浆浆液流失、污染地下水的方法。

背景技术

黔张常铁路沿线可溶岩主要分布于黔江至桃源县龙潭镇段，正线总长度132.67km，占线路总长的39.09%。岩溶形态多样，岩溶沟谷、岩溶洼地、落水洞、漏斗、溶芽、溶槽、溶洞、暗河、岩溶泉等均有发育。

黔张常铁路岩溶路基约20km。岩溶地基塌陷将直接威胁铁路运行安全，为此铁路路基基底下岩溶地基一般采用“先探后灌、探灌结合”的工法处理，即向岩溶地基注入常规水泥浆液，水灰比一般为0.6:1~2:1。

常规水灰比1:1水泥浆液的初凝时间约为15小时，遇到地下溶洞、溶隙发育地段，地下连通性好，水泥浆液顺岩溶通道流失至需注浆处理的范围以外几十至几百米，造成了工程材料的浪费，增加了工程投资。

常规水灰比1:1水泥浆液的析水率约为30~40%。由于目前使用的水泥均含有六价铬。水泥浆液注入地下后，水泥浆液的析水携带六价铬且呈强碱性，污染了地下水，造成了注浆地附近池塘的鱼死虾亡。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制岩溶地基注浆浆液流失、污染地下水的方法，克服目前岩溶地基注入常规水泥浆技术的不足，有效控制地下水污染。

本发明所采用的技术方案为：

控制岩溶地基注浆浆液流失、污染地下水的方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：在铁质搅拌桶内加入水泥和水，快速搅拌，配置常规水灰比1:1的水泥浆液；

步骤二：在铁质搅拌桶内依次加入添加剂A、添加剂B、添加剂C，加入三种添加剂后，再快速搅拌2~3分钟，配置完成可控水泥浆液；添加剂A为速凝剂，添加剂B为减水剂，添加剂为C保水剂；

步骤三：将可控水泥浆液从铁质搅拌桶灌入慢搅池；

步骤四：在慢搅池中，继续慢速搅拌可控水泥浆液，慢搅转速为快搅转速的一半；

步骤五：开启注浆泵，将注浆管插入注浆孔，吸浆管插入慢搅池中，可控水泥浆液注入岩溶地基；

步骤六：当地基下溶洞即将注满时，注浆孔口安装封孔器，并施加0.3MPa的注浆压力，继续压入可控水泥浆液；

步骤七：当单孔注浆压力大于0.3Mpa，10分钟持续注浆量不大于5升/分钟时，单孔注浆完毕，可转入下一孔注浆；

步骤八：重复步骤一~步骤七，直至区域内所有注浆孔注浆完成。

步骤二中，根据可控水泥浆液初凝时间和析水量的目标要求，先期进行室内试验，确定添加剂A、添加剂B、添加剂C的用量。

可控水泥浆液的目标要求为初凝时间15~20分钟，析水率1.8%；根据室内试验，在常规水灰比1∶1水泥浆液中添加剂A为水泥浆液重量的7-9%、添加剂B为水泥浆液重量的0.5-1%、添加剂C为水泥浆液重量的0.2-0.5%。

所述可控水泥浆液由常规水灰比1：1水泥浆液中掺入添加剂A、B、C形成；

添加剂A为速凝剂，添加剂B为减水剂，添加剂为C保水剂。本发明具有以下优点：

在常规水灰比1；1水泥浆液中掺入添加剂A、B、C，形成可控水泥浆液，其初凝时间可以控制在20~45分钟。只有原常规水灰比1：1水泥浆液初凝时间的2~5%左右。水泥浆液初凝时间的极度缩短，极大地减小了水泥浆液的扩散半径，控制了水泥浆液的流失。

2、可控水泥浆液的析水率控制在1.8~4%，只有原常规水灰比1：1水泥浆液析水率的4~10%，水泥浆液析水率的极度降低，极大地减少了水泥浆液的析水量，控制了水泥浆液污染地下水。

3、可控水泥浆液在充分搅拌后10~15分钟内具有不小于200mm的流动度，确保可控水泥浆液不堵塞压浆管路。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的控制岩溶地基注浆浆液流失、污染地下水的方法，包括以下步骤：

步骤一：在铁质搅拌桶内加入水泥和水，快速搅拌，配置常规水灰比1:1的水泥浆液；

步骤二：在铁质搅拌桶内依次加入添加剂A、添加剂B、添加剂C，加入三种添加剂后，再快速搅拌2~3分钟，配置完成可控水泥浆液；

所述添加剂A为速凝剂，具有增快水泥浆液凝结、减少水泥浆液析水的作用；

所述添加剂B为减水剂，具有增加水泥浆液流动性的作用；

所述添加剂C为保水剂，具有减少水泥浆液析水、减小体积收缩的作用；

步骤三：将可控水泥浆液从铁质搅拌桶灌入慢搅池；

步骤四：在慢搅池中，继续慢速搅拌可控水泥浆液，慢搅转速为快搅转速的一半；

步骤五：开启注浆泵，将注浆管插入注浆孔，吸浆管插入慢搅池中，可控水泥浆液注入岩溶地基；

步骤六：当地基下溶洞即将注满时，注浆孔口安装封孔器，并施加0.3MPa的注浆压力，继续压入可控水泥浆液；

步骤七：当单孔注浆压力大于0.3Mpa，10分钟持续注浆量不大于5升/分钟时，单孔注浆完毕，可转入下一孔注浆；

步骤八：重复步骤一~步骤七，直至区域内所有注浆孔注浆完成。

步骤二中，根据可控水泥浆液初凝时间和析水量的目标要求，先期进行室内试验，确定添加剂A、添加剂B、添加剂C的用量。

所述可控水泥浆液由常规水灰比1：1水泥浆液中掺入添加剂A、B、C形成；添加剂A为速凝剂，添加剂B为减水剂，添加剂为C保水剂。

本发明极度缩短可控水泥浆液的初凝时间，极大地减小了水泥浆液的扩散半径，以控制水泥浆液的流失；极度降低可控水泥浆液析水率，极大地减少了水泥浆液的析水量，以控制水泥浆液污染地下水。

下面结合黔张长铁路DK27+309~ DK27+525段路基岩溶地基处理试验工程，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

本发明涉及的是控制岩溶地基注浆浆液流失、污染地下水的方法，是在常规水灰比1：1水泥浆液中掺入添加剂A、B、C，形成的可控水泥浆液。所述添加剂A为速凝剂，具有增快水泥浆液凝结、减少水泥浆液析水的作用；所述添加剂B为减水剂，具有增加水泥浆液流动性的作用；所述添加剂C为保水剂，具有减少水泥浆液析水、减小体积收缩的作用。

步骤一： 基于全国各地的水泥、添加剂产品的品种多，性能差异较大，首先需进行室内试验。根据可控水泥浆液初凝时间和析水率的目标要求，采用工地所用的水泥、添加剂，进行不同配比的试验，以确定单位水泥浆液各种添加剂的重量。如黔张长铁路DK27+309~ DK27+525段路基岩溶地基处理试验工程，可控水泥浆采用的是普通硅酸盐水泥，添加剂均为山西华凯伟业科技有限公司的产品，添加剂A型号为HK―5、添加剂B型号为308、添加剂C型号为100。可控水泥浆液的目标要求是初凝时间控制在15~20分钟，析水率控制在1.8%。根据室内试验，在常规水灰比1∶1水泥浆中添加剂A为水泥重量的7-9%、添加剂B为水泥重量的0.5-1%、添加剂C为水泥重量的0.2-0.5%。

步骤二：施工现场，首先在铁质搅拌桶内加入水泥和水，快速搅拌，配置常规水灰比1:1的水泥浆液。然后，根据室内试验结果，在铁质搅拌桶内依次加入添加剂A、添加剂B、添加剂C，加入三种添加剂后，再快速搅拌2~3分钟，配置完成可控水泥浆液；

步骤三：将可控水泥浆液从铁质搅拌桶灌入慢搅池；

步骤四：在慢搅池中，继续慢速搅拌可控水泥浆液，慢搅转速为快搅转速的一半；

步骤五：开启注浆泵，将注浆管插入注浆孔，吸浆管插入慢搅池中，可控水泥浆液注入岩溶地基；

步骤六：当地基下溶洞即将注满时，注浆孔口安装封孔器，并施加0.3MPa的注浆压力，继续压入可控水泥浆液；

步骤七：当单孔注浆压力大于0.3Mpa，10分钟持续注浆量不大于5升/分钟时，单孔注浆完毕，可转入下一孔注浆；

步骤八：重复步骤一~步骤七，直至区域内所有注浆孔注浆完成。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。