一种高压线路盘式地基用灌注料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及电力建设的地基处理技术领域，具体涉及一种高压线路盘式地基用灌注料及其制备方法和应用。

背景技术：

近几年，随着煤矿开采技术的提高，煤炭开采量增加，大批露天煤矿的出现，造成一座一座的新近堆积土山。这些堆积体具有体量高大、土质疏松、成份复杂、地基变形量大且不稳定的特点，导致高压线路无法跨越。

对这些矿区堆积体进行地基处理，若采用打桩处理，所需桩长很长，并且由于每座基塔下采用的桩数不多，大约4～16根，工程量少、对于新堆积土建造成孔护壁困难，施工单位一般不愿承揽这样的工程；而采用强夯法处理地基，影响深度不够，并且由于地基土的含水量小(大多低于塑限含水量)，不易夯击密实。所以需要一种施工简便、成本可控的方法来处理矿区堆积体的地基，为建设高压线路提供稳固的基础。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高压线路盘式地基用灌注料及其制备方法和应用，该种灌注料配方合理，原材易寻，配置方便，用高压喷射注浆法进行注浆施工，操作简便，安全快捷，注浆效果好，可推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高压线路盘式地基用灌注料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：

p·o42.5普通硅酸盐水泥50～60份，r·sac52.5快硬硫铝酸盐水泥15～30份，水玻璃80～120份，粉煤灰20～30份，熟石灰5～8份，聚丙烯短纤维1～2份，混凝土膨胀剂0.3～0.5份，减水剂0.1～0.3份，水34～220份。

优选地，所述高压线路盘式地基用灌注料使用以下重量份的原料制成：p·o42.5普通硅酸盐水泥58份，r·sac52.5快硬硫铝酸盐水泥24份，水玻璃98份，粉煤灰24份，熟石灰7.6份，聚丙烯短纤维1.5份，混凝土膨胀剂0.4份，减水剂0.3份，水67份。

一种制备所述灌注料的方法，其特征在于：该制备方法通过搅拌装置完成，所述搅拌装置包括纤维分散搅拌机、水玻璃溶液搅拌机、水箱和泥浆搅拌机，所述泥浆搅拌机分别与纤维分散搅拌机和水玻璃溶液搅拌机连通，所述水箱分别与纤维分散搅拌机和水玻璃溶液搅拌机连通，制备方法包括以下步骤：

步骤一、将聚丙烯短纤维、减水剂、质量占比为70％的水分别加入纤维分散搅拌机中，经纤维分散搅拌机搅拌后，获得聚丙烯纤维分散液；

步骤二、将水玻璃与剩余的质量占比为30％的水加入水玻璃溶液搅拌机搅拌混合均匀后，获得水玻璃溶液；

步骤三、将p·o42.5普通硅酸盐水泥、r·sac52.5快硬硫铝酸盐水泥、粉煤灰、熟石灰和混凝土膨胀剂加入泥浆搅拌机中搅拌均匀；

步骤四、将步骤一中得到的聚丙烯短纤维分散液加入泥浆搅拌机中与步骤三中得到的材料混合搅拌均匀；

步骤五、将步骤二中得到的水玻璃溶液加入泥浆搅拌机中搅拌，从而得到灌注料；

一种所述灌注料应用于高压线路盘式地基的施工，其特征在于：该施工过程包括以下步骤：

步骤一、在待注浆加固的地基上，以高压线塔基础的中心为基点圆心，多层环形布置注浆点，所述注浆点布置有多环，每环上布置多个注浆点，所述位于同环或者相邻环的相邻注浆点之间的间距均保持1～2m；

步骤二、启动高压喷射注浆设备，在步骤一中所述注浆点处通过高压喷射注浆设备进行对灌注料的灌注，所述高压喷射注浆设备注浆过程中设置注浆压力大于30mpa，注浆流量大于30l/min，注浆管的提升速度为0.1～0.2m/min；

步骤三、对地基上的各个注浆点灌浆完成后形成建设高压线塔所需的盘式地基，对盘式地基上建设高压线塔基础的位置或地基上局部检测需扩大加固范围提高强度的位置，采用复喷措施，加密注浆点。

优选地，使用所述灌注料进行注浆的高压喷射注浆设备可根据工程实际需求采用单管法、二重管法、三重管法和多重管法来进行作业。

优选地，所述搅拌装置中的泥浆搅拌机与输送装置中的浆桶连通，使搅拌装置与高压喷射注浆设备联成一体，提高注浆效率。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明中提供的灌注料具有合理的初凝时间和终凝时间，在满足地基处理注浆时间的基础上，具有早强特点，1天的抗压强度可以达到28天抗压强度的70％，传统水泥灌注料7天的抗压强度才能达到28天抗压强度的70％，避免因等待灌注料强度上升而浪费大量人力物力，显著提高施工进度，大大节省成本。

2、本发明中的灌注料中掺加聚丙烯短纤维，能有效提高灌注料的柔性，增加灌注后地基的变形能力，避免灌注加固后的地基发生脆性开裂出现不均匀沉降。

3、本发明中提供的施工方法设计的注浆点呈多层环状分布，注浆完成后使地基内的矿区土、石块等粘结为一个圆盘状的地基，通过提前确定注浆点的数量和尺寸能定量准备灌注料原材料，避免浪费，提高利用效率，还能确定待施工区域内的固定施工注浆点，利于施工前期的准备工作的开展，提高施工进度。

4、本发明中的注浆盘状地基能够克服打桩成孔的易塌孔、护壁难的问题，所形成的柔性盘状地基可适应线路基础的变形，据有一定的相对稳定性，能满足高压线路的特殊要求。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明中待加固基地上的注浆点分布图。

图2是本发明中使用的高压喷射注浆设备的结构示意图。

图3是本发明中盘式地基与高压线塔的结构示意图。

附图标记说明：

1—地基；2—注浆点；3—水箱；

4—纤维分散搅拌机；5—泥浆搅拌机；6—水玻璃溶液搅拌机；

7—浆桶；8—高压泥浆泵；9—钻机；

10—注浆管；11—注浆喷头；12—灌注料固结体；

13—高压线塔；14—盘式地基。

具体实施方式

实施例1

本实施例中，所述灌注料按以下重量份的原材料制备而成：p·o42.5普通硅酸盐水泥58份，r·sac52.5快硬硫铝酸盐水泥24份，水玻璃98份，粉煤灰24份，熟石灰7.6份，聚丙烯短纤维1.5份，混凝土膨胀剂0.4份，减水剂0.3份，水67份。

本实施例提供的配方配置的灌注料的初凝时间为2h，终凝时间为3.5h，1天抗压强度为25mpa，28天抗压强度为38mpa。

实施例2

本实施例中，所述灌注料按以下重量份的原材料制备而成：p·o42.5普通硅酸盐水泥60份，r·sac52.5快硬硫铝酸盐水泥30份，水玻璃120份，粉煤灰30份，熟石灰8份，聚丙烯短纤维2份，混凝土膨胀剂0.5份，减水剂0.1份，水172份。

本实施例提供的配方配置的灌注料的初凝时间为1h，终凝时间为2h，1天抗压强度为21mpa，28天抗压强度为32mpa。

实施例3

本实施例中，所述灌注料按以下重量份的原材料制备而成：p·o42.5普通硅酸盐水泥50份，r·sac52.5快硬硫铝酸盐水泥15份，水玻璃80份，粉煤灰20份，熟石灰5份，聚丙烯短纤维1份，混凝土膨胀剂0.3份，减水剂0.1份，水34份。

本实施例提供的配方配置的灌注料的初凝时间为1.5h，终凝时间为2.8h，1天抗压强度为31mpa，28天抗压强度为42mpa。

实施例4

本发明中实施例1～3所述灌注料的制备方法及应用于高压线路盘式地基的施工均可通过连接有搅拌装置的高压喷射注浆设备完成，如图2所示，所述搅拌装置包括纤维分散搅拌机4、水玻璃溶液搅拌机6、水箱3和泥浆搅拌机5，所述泥浆搅拌机5分别与纤维分散搅拌机4和水玻璃溶液搅拌机6连通，所述水箱3分别与纤维分散搅拌机4和水玻璃溶液搅拌机6连通，高压喷射注浆设备包括输送装置和注浆装置，所述输送装置包括沿灌注料输送方向依次连通的浆桶7和高压泥浆泵10，所述浆桶7与泥浆搅拌机5连通，所述注浆装置包括钻机9、注浆管10和注浆喷头11，所述注浆管10的一端与高压泥浆泵10连通，另一端连接注浆喷头11，所述钻机9与注浆管10固定连接。

采用实施例1的灌注料应用于高压线路盘式地基的施工，所述灌注料的制备和施工过程包括以下步骤：

步骤一、将聚丙烯短纤维、减水剂、质量占比为70％的水分别加入纤维分散搅拌机4中，经纤维分散搅拌机4搅拌后，获得聚丙烯纤维分散液；

步骤二、将水玻璃与剩余的质量占比为30％的水加入水玻璃溶液搅拌机6搅拌混合均匀后，获得水玻璃溶液；

步骤三、将p·o42.5普通硅酸盐水泥、r·sac52.5快硬硫铝酸盐水泥、粉煤灰、熟石灰和混凝土膨胀剂加入泥浆搅拌机5中搅拌均匀；

步骤四、将步骤一中得到的聚丙烯短纤维分散液加入泥浆搅拌机5中与步骤三中得到的材料混合搅拌均匀；

步骤五、将步骤二中得到的水玻璃溶液加入泥浆搅拌机5中搅拌，从而得到灌注料，泥浆搅拌机5始终处于搅拌状态，防止灌注料提前凝固；

步骤六、如图1所示，在待注浆加固的地基1上，以高压线塔13基础的中心为基点圆心，布置四环注浆点2，每一环上均布设多个注浆点2，同环或者相邻环上的相邻注浆点2之间的间距均保持1～2m；

步骤七、启动高压喷射注浆设备，在高压喷射注浆设备上设置注浆压力大于30mpa，注浆流量大于30l/min，钻机的提升速度为0.1～0.2m/min，然后启动钻机9和高压泥浆泵10，钻机9钻进的同时，灌注料从泥浆搅拌机5输送至浆桶7，再由浆桶7通过高压泥浆泵8打入注浆管10从注浆喷头11喷出，灌注料在钻机9钻出的柱状空间内一段时间后形成灌注料固结体12；

步骤八、如图3所示，完成对多个注浆点2的灌注后，松散的矿山挖土形成的地基1成为盘式地基14，对盘式地基14上固定安装高压线塔13的位置或者盘式地基14上经检测局部地基承载力后需要局部扩大加固范围和提高强度的位置，采用复喷措施，加密该区域的注浆点2，提高强度。

本实施例中，根据实际工程需求，高压喷射注浆设备可选择使用单管法、二重管法、三重管法和多重管法来进行注浆作业，能满足不同注浆直径的要求。

本实施例中，所述灌注料1天的抗压强度可以达到28天抗压强度的66％，显著提高工程进度，避免等待强度上升浪费大量时间。

本实施例中，通过灌注料注浆加固后的地基强度可达到5～10mpa，地基承载力远远大于高压线路施工地基约130kpa的地基承载力要求，施工安全快捷，能充分满足高压线塔13的施工要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。