（中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司，河北 秦皇岛 066004）
摘要：相对于普通的水泥浆液，水泥-水玻璃浆液具有速凝且凝固时间可控、浆液结石率高、结石体早期强度大等特性，在岩土注浆工程中得到了广泛的应用，并且取得的效果较好。在相对较高的灌浆压力下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，使得岩土体中产生大量的裂隙，浆液的填入，胶凝、固结对提高岩土体的强度具有很好的效果。
关键词：水泥；水玻璃；补漏；岩土强度
引言
水泥-水玻璃浆液亦称CS浆液，C（Cement）代表水泥，S（Silicate）代表水玻璃。是以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定的比例以双液方式注入，必要时加入附加剂所组成的注浆液材料。这种浆液克服了单液水泥浆的凝结时间长且不能控制、结石率低等缺点，提高了水泥注浆液的效果，扩大了注浆液的适用范围。可用于防渗和加固注浆，在地下水流速较大的地层中采用这种混合型的浆液可达到快速堵漏的目的。这是一种用途极广、使用效果良好的注浆材料。
1.工艺特点
水泥-水玻璃浆液作为新型的注浆材料，相对于传统的注浆材料来说，具有较多的优点，总体主要有以下几个方面：
（1）水泥-水玻璃浆液胶凝时间短，且可在几秒钟到几十分钟内准确控制。胶凝时间与水泥品种、水泥浆水灰比、水玻璃溶液浓度、水玻璃溶液与水泥浆的体积比和浆液温度有关，其主要规律表现为，在同一条件，水泥中含硅酸三钙越多，水泥浆水灰比越低，水玻璃溶液浓度越低，水玻璃溶液与水泥浆的比例越小、温度越高，浆液的胶凝时间越短。
（2）水泥－水玻璃注浆材料具有凝胶时间可调的性质，在注浆过程中可有效地控制浆液在地层中的扩散范围，确保能在地下水动力条件下进行凝结，浆液本身无毒、无污染，并且价格相对便宜；
（3）水泥-水玻璃浆液凝固后的结石率高，达98%以上，且结石体的早期强度增长很快，抗压强度较高。
（4）根据不同地质条件采用不同的注浆参数，能保证止水帷幕整体的连续性和有效帷幕厚度；
（5）施工设备配套简单，施工工艺易操作，另外施工成本较低；
（6）止水效果好。水泥和水玻璃配合起来使用，大幅度利用了水泥一水玻璃灌浆材料的优势，有利于提高工程施工质量。
2.适用范围
注浆技术可运用于以下几个方面：
（1）治水防渗
矿山巷道、竖井、隧道、海底隧道、地铁等地下工程开采时采用注浆防渗帷幕可控制涌水或防渗堵漏。坝体坝基的防渗堵漏、基坑周边渗水和基底涌水涌砂都可以采用注浆法处理。
（2）地层加固
注浆可用于地下工程开挖时防止基础或地面沉陷，开挖基坑时对附近已有建筑物的防护，挡土构筑物背后加固，滑坡地层加固，岩溶地层加固，流砂层加固等。
（3）地基加固
注浆和高压喷射注浆广泛应用于各种地基加固，提高地基承载力，已建构筑物沉陷地基的加固和抬升，桩底注浆加固、提高桩基承载力，铁路、公路路基和机场跑道下沉的加固等。
3.工艺原理及关键技术
3.1工艺原理
根据应用环境的不同，采用普通水泥－水玻璃双液浆进行止水的作用原理有所不同，在砂层、砂性土层、断层破碎带等富水和动水环境下进行注浆止水，其作用机理主要表现为裂隙填充和劈裂作用；在砂层中采用水泥－水玻璃液浆注浆技术，其作用机理主要为渗透作用。水泥－水玻璃双液浆凝胶时间可调，可以减少地下水对浆液凝胶化性能的影响，确保浆液在富水和动水条件下产生凝胶作用。可以对不同部位的采用不同的技术进行注浆修补，确保止水效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2关键技术
在使用双浆液的注浆技术时，涉及到以下几个关键技术：
（1）钻孔的成孔。现在一般采用地质钻机从地面垂直钻孔，具有成孔速度快，可靠性高，垂直度易控制等特点；
（2）在进行注浆时针对不同地层采取不同的注浆参数，提高注浆加固的均一性，确保注浆效果；
（3）凝胶时间以及强度的控制。水泥一水玻璃最重要的性能是凝胶时间和结石强度的可控性，研究表明，影响水泥-水玻璃浆液胶凝时间长短的因素主要有以下几种：
（1）水泥品种。一般说来，水泥中硅酸三钙含量越多，胶凝越快，因此，注浆时通常采用标号32.5以上的普通硅酸盐水泥。
（2）水灰比。水灰比减小，胶凝时间缩短。
（3）波美度Ber。波美度越小，胶凝越快。
（4）水泥浆与水玻璃体积比。在其它条件相同时，C：S越大，即水玻璃掺量越少，则胶凝越快。
（5）浆液温度。随着浆液的升高，胶凝时间加快。
（6）外加剂。使用外加剂可以改变浆液的凝胶时间。如加入促凝剂Ca (OH)2，可加快浆液的胶凝；加入缓凝剂磷酸氢二钠Na2HPO或木素，可起到显著缓凝效果。
4.工艺流程及操作要点
4.1注浆施工工艺流程
根据现场施工过程，注浆施工工艺流程如下：
查明漏水部位→钻孔→安设注浆管→注水试验→配置浆液→注浆→补注浆→结束注浆
4.2 水泥-水玻璃水泥浆压力注浆堵漏的操作要点
（1）堵漏前先查明漏水部位，在该处凿孔眼并清洗干净，用砂浆（或混凝土）固定排水管及注浆管，并封闭管口四周，使水流从排水管集中排出。注浆管管间距一般为0.5～1.5m，埋入深度大于50mm，注浆孔要交错布置，注浆管可使用直径19～25mm的短钢管，遇强渗漏水时，则采用直径50～70mm的短钢管。
（2）当水流全部被注浆管截取，管周围及裂缝封闭砂浆达到足够强度时，压浆次序应先内后外，自下往上逐次进行。
（3）压浆使用的压力取决于渗漏程度、加固部位的密实情况、厚度以及地下水位的条件，最高压力可高达0.5～0.8MPa；200mm以下较薄壁板使用压力不宜超过0.3～0.4MPa；对易于变形的砖石结构，则为0.1～0.3MPa。
5.结语
水泥-水玻璃灌浆作为一种新型的防渗加固工程，在工程实践中取得到了良好的加固效果。实践表明，改性后的水玻璃与水泥混合使用，充分体现了水泥灌浆的优点，同时具备化学灌浆的某些特点。在工程实践中，可根据不同的工程特性，进行灌浆材料和配合比的优选，能够满足各种工程尤其是地下止水防渗补漏的要求。运用水泥－水玻璃双液浆对深基坑止水帷幕渗漏处进行修补的施工方法可有效提高施工进度，保证深基坑在不渗水环境下施工，具施工速度快，对周边环境污染小等特点，并且施工操作简单，节省材料，降低成本，安全可靠，是深基坑开挖止水帷幕补漏施工中不错的技术方法。
参考文献
[1]郑秀华.水泥-水玻璃浆材在灌浆工程中的应用[J]水文地质工程地质2010(02)
[2]孔燕萍.外加剂对水泥土强度的影响[J].土工基础,2011,19(3):71-72
[3]杜嘉鸿.地下建筑注浆工程简明手册[M].北京:科学出版社,2012. [4]程鉴基.水泥-水玻璃在珠江三角洲软土灌浆中的应用[J].岩土工程学报,2012,14(4):80-83
论文作者:豆海军 张胜 李康波
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年7月下
论文发表时间:2019/1/11
标签：水玻璃论文; 浆液论文; 注浆论文; 水泥论文; 水泥浆论文; 凝胶论文; 时间论文; 《新材料·新装饰》2018年7月下论文;