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微硅粉應用于砂性地層注漿工程的可行性分析.pdf

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2009年 2月 探 礦工 程 (巖土 鉆掘 工程 ) 21 微硅粉應用于砂性地層注漿工程 的可行性分析 李慎剛,趙 文,杜嘉鴻 (東北大 學,遼寧 沈 陽 110004) 摘 要 :在滲透注漿工程 中 ,尤其在 中、細砂 地層 中,提高 漿液 的可 注性并 保證 一些 特殊 工程 的耐久 性非 常重要 。 微 硅粉 作為注漿材料 ,其顆粒極 細 ,可注性好 ,無毒性 ,漿液結石 體強度高 ,工程 耐久性好 。通過對 一些工程 的成功 應 用進行分析 ,微硅粉可 以作 為一種很好的滲透注漿工程注漿材料 ,尤其在高水 位 ,含 中 、細砂 層地質條 件下 ,微硅 粉注漿 材料具有廣闊的工程應用前景 。 關鍵詞 :微硅粉 ;滲透注漿 ;砂性地層 ;可注性 中圖分 類號 :TU472;TU528.043 文 獻標 識碼 :A 文章編 號 :1672— 7428(2009)02— 0021— 03 Feasibility Analysis of the Silica Fum e Applied to Grouting Engineering in Sandy Strata/L/Shen—g棚 ,ZHAO Wen, DU J/a一 , (Northeastern University,Shenyang Liaoning 1 10004,China) Abstract:It is very important to improve the groutability and the durability of grouting material applied to grouting engi— neering,especially in medium and fine sand formation.Silica fume is a grouting material with fine grain,good groutability, no—toxicity,high concretion strength and good durability. By the analysis on successive applications,silica fume is intro— duced in the use of grouting engineering,especially in medium and fine sand form ation. Key words:silica fume;permeation grouting;sandy formation;groutability 滲透注漿 ,是 在不 足 以破壞 地層 構 造 的壓 力 (即不產生水力劈裂)下 ,把漿液注入到粒狀土的孔 隙中,從而取代 、排 出其 中的空氣和水 。滲透注漿漿 液一般均勻 的擴散 到砂、土層 顆粒 的間隙 中,膠結 后 ,以達到增 強砂 土體強度 和防滲能力 的 目的 11。 隨著我國城市的發展 ,深基坑工程及城市地下鐵道 工程逐年增多 ,而且大部分城市 的地下工程處 于細 砂、中砂 、粗砂 、礫砂等地質條件下 ,圍巖松散軟弱 , 自穩能力差 ,在開挖時 ,容易坍塌。所以 ,一般在開 挖前要進行注漿加固。目前 ,砂性地層 注漿 多采用 水泥 一水玻璃漿液(有水 )或者水泥漿 (無水 ),但 只 有地層為粗砂以上的顆粒時 ,水泥漿可 以注入 ,在地 層為中砂以上顆粒時 ,水泥漿和水 泥 一水玻璃漿液 可以注入。顆粒小于中砂 ,則水泥漿液甚至水泥 一 水玻璃漿液都很難注入。 微硅粉 是冶煉廠在冶煉硅鐵合 金或半導體硅 時,從煙塵中收集 到的粉塵 ,其顆粒極細 ,比表面積 大,在漿液中摻入微硅粉 ,可以使漿液具有較好的可 注性 J、滲透性和耐久性 ,并可以有效的提高注 漿工程的抗滲性和強度值 J。所 以,微硅粉是一種 很好的注漿材料。 1 水泥 一水玻璃注漿材料的優缺點 城市隧道工程 中,在砂性 、富水地層條件下 ,水 泥 一水玻璃漿液(CS)是使用得 比較多的注漿材料。 向水泥 中加入水玻璃有 2個作用 :一是作為速凝劑 , 摻量較少 ;二是作為主材料使用 ,摻量較多 ,可根據 注漿 的目的和要求 而定 。作 為無機灌漿材料 ,水泥 具有結石體強度高 、不污染環境 的優點 ,但是它的最 大缺點就是膠凝時間短 ,滲透性差 ;加入水玻璃后使 其膠凝時間可調 ,提高可灌性 ,但結果卻使結石體的 強度和耐久性大大降低。至今 ,水泥 一水玻璃漿液 已經成功應用于東京 、北京 、廣州 、上海等城市地鐵 注漿加固工程 中 。 水泥的凝結和硬化主要是 由于水泥水化析出凝 膠性的膠體物質 ,其化學反應方程式為 : 3CaO ·SiO2+nH20=2CaO ·SiO2· (n一1)H20 +Ca(OH)2 (1) 當在水泥漿 中加入水玻璃 ,二者的主要化學反 應 為 : Ca(OH)2+NaO ·nSiO2+mH20 Ca·nSiO2·mH20+NaOH (2) 對于水泥 一水玻璃漿液 ,決定其漿液結石體抗 壓強度的主要因素是水泥漿 的濃度 ,即水灰 比。在 收稿 日期 :2008— 09— 13 作者簡介 :李慎剛(1978一),男(漢族 ),遼寧葫蘆島人 ,東北大學博士研究 生 ,工程力學 專業 ,從事注漿 工程 、地鐵及地 下工程方 面的研究 工 作 ,遼寧省沈陽市東北大學 138號 ,[email protected].con。
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分析 可行性 地層 應用于 工程
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