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由于采用了常规和先进的两种灌浆技术,两者之间可以进行直接比较。先进的灌浆系统可获得优质的施工质量,给业主带来效益,节省费用约100万美元,施工期缩短了近8周。



1 粘度
粘度按照美国石油学会标准工艺规程用马斯圆锥测量。平衡稳定水泥浆可以配置提供相似的粘度或马斯圆锥流动时间,与常规纯水泥浆比较。用掺和料获得稍高的粘度。
2灌浆材料和掺合料 
在水泥基浆液中采用掺和料的目的是改善稳定性(泌水)和流变特性(粘滞性、粘结力和内摩擦力或结合力),以增强灌浆材料的可灌如性和流动特性。流变特性的两种规律可以用纯粘淀性流体(例如水)和即具有粘滞性又具有粘聚性的宾汉流体来说明。 本工程使用的掺和料包括膨润土、粉煤灰、Welan胶和塑化剂。在膨福里斯特坝使用的增强纯水泥浆的特性(B和C排)与常规纯水泥浆(A排)的比较概述于以下各节。 
3泌水
泌水用1L量筒量测。两种浆液的稳定性或泌水的差别是很显著的。在达到最终的灌浆压力后,浆液中的泌水积累将使裂缝不能完全填塞。灌浆后可能导致发生显著的第二次渗透,由于泌水通道所形成的流径网络而使耐久性降低。
4粘结力 
粘结力值按照1985年朗巴迪提出的工艺规程确定。平衡稳定的粘结力由于超塑化剂的散凝作用比纯水泥浆低。稍高的粘度值使灌注速度稍低。然而,对于某些裂缝,采用平衡稳定浆,其较低的粘结力从理论上讲会提供较大的贯入半径。
5 压力渗透

压力渗透是由流态浆体内的混合料和水与水泥分离而引起的,特别是在压力灌浆作业期间。压力渗透系数根据美国石油学会滤水压试验方法确定。 平衡、稳定的混合料的压力渗透特性明显优于常规纯水泥浆。可以观察到纯水硬性水泥浆在仅仅2~3分钟后,就冒气,表明大多数水已被挤出。 高压渗透值和泌水明显表明两种不利的影响。首先,纯水泥浆的流变在压力灌浆的过程中是不稳定的,并导致自稠化过程(沉淀)。平衡稳定浆液经过较长的泵送距离而不沉淀或无干填发生。第二个不利影响是大量的水正在注入属于“吸浆”的岩层中。


6 触变凝结时间 

本试验按照1991年威弗叙述的方法进行。正如所料,平衡稳定浆中的搀和料使水化过程放慢,因而使凝结时间较慢。这些结果同样提醒人们,超过2h的纯水泥浆由于开始发生明显的化学结合或内摩擦应当废弃。平衡稳定浆提供了较长的作业时间,由于不需要废弃灌浆材料而可能减少费用。
7 抗压强度 
抗压强度比较表明,平衡稳定浆的总抗压强度比纯水泥浆的低,但大于35kg/cm2(混合料B约为14kg/cm2)。抗压强度超过14kg/cm2的浆足以履行其防渗水的功能,并可提供足够的耐久性。
8 计算机自动监控和评价系统 
A排灌浆帷幕采用常规监控技术灌浆。灌浆的监控、记录和分析基本上用机械仪表和人工方法进行。相对于该控制技术水平所用的工具、方法和设备来说,灌浆工程的实施达到了高标准。 B排和C排灌浆帷幕采用先进的监控系统施工。该系统由压力和磁流量传感器、数据采集硬件和计算机辅助灌浆评价系统
 CAGES组成。
 CAGES是计算机实时数据采集、监视、分析和评价软件。
它具有3个主要功能: 

1.以实时图形显示浆液流量、灌浆压力和视吕荣值(视渗透系数)的趋势,监视灌浆作业的进展;

2.评价初始浆液的适宜性和灌浆岩层的实时吸浆量;

3.显示其它灌浆数据,诸如灌浆时间、浆液扩散半径和有效灌浆压力。 CAGES具有选择灌浆类型(岩石或土)、灌注孔和灌注段数量、浆液配料,以及显示和记录灌浆次数的能力。每孔或每段都有各自用户规定的参数,例如文件名、分段长度、地下水位、水尺高度和孔的角度。
CAGES也能用水代替水泥浆进行水压试验。特定孔或分段的渗透系数(吕荣值)即用曲线图又用数字连续显示。当吕荣值成为常数时,水压试验的历时可大大地减少。 所有灌浆参数和灌浆数据都存储在计算机中。这些数据能用于回归分析。在孔和分段灌浆之后,浆液流量、表压力和视吕荣值可立即打印出来。
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