复合水泥基土石坝防渗注浆材料试验研究

发布时间：2019-04-27 06:05

【摘要】：土石坝渗流问题直接关系着水利工程的投资与安全,注浆是解决土石坝渗流问题的主要手段之一。目前水利工程中使用的注浆防渗材料主要为水泥浆和化学浆。但是化学浆成本相对较高,而且有可能会对环境产生一定的污染,且耐久性较差,因此并未得到普遍使用;而水泥浆虽具有成本低、结石体强度高等优点,但也存在着流动性差、结石率低等问题,一定程度上影响注浆效果。本文结合防渗注浆的设计要求,并根据土石坝及穿坝涵管的损坏程度不同,通过试验的方法研发出两种不同的注浆材料。复合水泥基单液注浆材料是以700目P0.425硅酸盐水泥为基本材料,掺加粉煤灰及膨润土,将减水剂、膨胀剂作为外加剂,对不同配比的材料进行浆液凝结时间、浆液流动性及结石体物理性能等试验分析,并参考扫描电镜试验结果,最终综合各试验数据,选定最佳配合比为:70%700目P0.425硅酸盐水泥、25%粉煤灰、5%钠基膨润土、无减水剂、5%CSA高效膨胀剂(外加剂)。主要结论包括:掺加膨润土可以增加浆液稳定性,提高结石率,但同时会降低浆液流动性,掺加适量粉煤灰可以增加浆液流动性,提高浆液可注性;但随着膨润土和粉煤灰掺入比例的增加,浆液结石体的物理性能会有明显下降;因而膨润土和粉煤灰的掺加比例应适宜。复合水泥基—水玻璃双液注浆材料在传统水泥—水玻璃双液注浆材料的基础上添加了粉煤灰和膨润土,在保证传统材料凝胶时间短、早期抗压强度高等优点的基础上,改善了传统材料稳定性差等弊端。通过不同体积的水泥基材料与水玻璃混合,对不同的配比进行了浆液胶凝时间及结石体物理性能的试验分析,并结合扫描电镜试验分析,最终选定最佳配合比为:70%水泥、25%粉煤灰、5%膨润土,水泥基浆液与水玻璃(39°Be)体积比2:1。主要结论包括:在复合水泥基材料中加入水玻璃,可以大幅缩短浆液的胶凝时间,但加入过多会大幅降低浆液结石体的物理性能,加入量小会使浆液胶凝时间太短,注浆过程难以控制;掺加粉煤灰虽然会使浆液凝结时间增长、结石体物理性能降低,但一定比例粉煤灰可以改善浆液的流动性,还可以降低成本。渗流对土石坝的影响包括:第一、渗透水可能会对穿坝涵管形成接触冲刷,致使涵管表面的混凝土剥落,影响涵管的耐久性;第二、渗透水可能会使穿坝涵管上下两侧受力不均匀,产生不均匀沉降、致使涵管表面混凝土开裂,影响涵管的耐久性,严重时还可能导致涵管漏水。根据两种不同情况,制定了两种不同的注浆施工方案:对于水力坡降小,只形成渗流通道的情况,采用复合水泥基单液注浆材料进行劈裂注浆进行处理;对于水力坡降较大且形成管涌的情况,采用复合水泥基—水玻璃双液注浆材料进行劈裂注浆处理。本文研究内容拟在南水北调东线第一期工程鲁北段工程的大屯水库进行现场试验,大坝现场通过地质雷达进行检测,一旦发现缺陷,即对缺陷范围进行防渗加固处理。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV441

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本文编号：2466747