小水电2OO7137期)工程项目施工浆常用浆材组成及其施工工艺(宁波鄞州天成水利水电设计有限公浙江宁波315100)化学灌浆的适合使用的范围化学灌浆是在水泥灌浆基础上发展起来的一种以化学材料作为浆液的新型灌浆方法。与粒状浆液相比，其特点是能灌入裂隙较小的岩石、孔隙小的土层及有地下水活动的地层，特别对基岩构造破碎带及其交汇区或基岩微多次构造运动、发育多组不同方裂、层问错动面和裂隙，或建筑物基岩中存在泥化夹层较多、而泥化夹层含泥量高、亲水性强、遇水易软化、力学强度低构造断层内有不连续做处理近于水，因此化学灌浆可灌性好，凡是水能流入的微细缝隙化学浆液的聚合时间能通过调整各组分的比例比较准确地控制，对灌浆施工有利化学浆液聚合后所形成的聚合体的渗透系数很小，抗渗性强，防渗效果好有些化学浆液聚合体本身强度及其与岩石或混凝土的粘结强度都比较高，可承受高水头定性和耐久性亦好；有些浆液聚合后具有膨胀或弹有机高分子化学浆液即使经过改性具有低毒性，使用时应格外的注意，防止对环境造成污染。化学浆液的分类及其组成在水利水电工程地基防渗处理化学灌浆中，常用的化学浆液主要有水玻璃类、丙烯酰胺类、丙烯酸盐类、聚氨脂类氧类、甲基丙烯酸盐类等。除水玻璃类外，有机高分子化学浆液或多或少具有低毒性，且价格也较高，近年来已陆续对这些浆液进行改良，以减除毒性，改善性能，减少相关成本问世，近年来在三峡工程化学灌浆施工中研究应用了很多新产品，大多数已成功推广运用于多个水电工程目前化学浆液生产厂商较多，品种繁多，通常按其用途可分为防渗型3．1防渗型化学浆液这种浆液常用丙烯酰胺类和聚氨酯类。3．1．1丙烯酰胺类浆液丙烯酰胺浆液亦MG646浆液胺为主剂，配合交联剂、引发剂、促进剂、缓凝剂和水配成。具有水漪l生和可灌性、粘度低(接近水)、凝结时间可调，聚合体不溶于水且有—定弹性。组成材料丙烯酰胺入)。甲液包括主剂丙烯酰胺、交联剂NN丙烯酰胺)、促进剂三乙酰胺能特征浆液中丙凝材料一般10％15％，属低浓度化学浆液。其性能特征是粘度低，稳定性高。浓度10％的丙凝液在15％18％，且在聚合前粘度保持不变，可在低温下存放凝结时间可控。短的仅几秒钟，长的可达数小时。这不仅有利于堵塞大的集中渗漏，也可对微细缝隙进行防渗处理。凝胶体有弹性，不溶于水，渗透系数小于15—5cm／s。但强度不高(不大真实的操作中控制凝结时间，可从以下几点考虑来掌握15％以内聚合时间影响不明显。当浓度低于，浓度过高，凝结时间又难制，一般以10％为宜。浆液pH值对凝胶形成影响较大，当pH值小7，胶凝速度急剧减慢甚至不凝，pn维普资讯程施工SMALLHYDROPOWER2007No5，TotalNo137凝时间变化甚微与乙液中过硫酸铵的浓度。必要时还可加少量硫酸亚铁。浆液温度上升会使胶凝时间明显缩短，即便未掺引发剂，如果受日光暴晒也会引起胶凝，施工中应格外的注意浆液配制丙烯酰胺浆液的甲、乙液通常按等体积配制其中甲液先用不高于600的温水浆NN一甲撑丙烯酰胺溶解后用水稀释，再加丙烯酰胺，搅拌过滤后按配方设计加足水量，最后按胶凝时间试验结果所需的三乙醇胺(或速凝剂、缓凝剂乙液只需将过硫酸铵直接加入水中即可。3．1．2聚氨酯类浆液聚氨酯浆液多由氰酸脂和多羟基化合物反应合，是一种防渗堵漏能力较强、固结强度较高的新型聚氨基甲酸酯浆液材料。分水溶性水溶性两种性聚氨酯浆液浓度一般为20Pa高强度水溶性聚氨酯浆液粘度为20—70Pas，可通过增大溶剂加入量使粘度降低的规律来控制。缩短胶凝时间可通过增大催化剂加入量或减少溶剂加入量来控制，也可通过提高浆液温度和pH值酯浆液的固结强度、粘结强度较高(抗住压力的强度1020MPa，粘结强度．0MPa，但在无体积限制自由条件下，抗住压力的强度会下降；在潮湿或水下，粘结强度明显降低。高强度水溶性聚氨酯浆液固体抗压强度同非溶性浆材接近．0MPa)高于非水溶性浆材。水溶性聚合物抗渗性好，一般渗透系数可lO～10～em／s，非水溶性浆材稍差。浆液遇水后粘度增大，体积膨胀一lO倍(引起二次扩散，以聚氨酯预聚体为主剂的浆液固结体有微收缩现象，龄期7d时收缩率约1．O％学浆液用于地基加固补强的化学浆液较多，本文主要介绍甲基丙烯酸酯和环氧树脂两类。3．2．1甲基丙烯酸酯类浆液甲基丙烯酸酯类浆液．57Pas)、固化强度高(低温可聚合固化配液简单等特点，可灌入O．o50．1mm细缝泛用于地下水位以下混凝土细裂隙补强灌浆。配制甲基丙烯酸酯浆液，先量取甲基丙烯酸酯和亲水剂、增塑剂，后加入过氧化苯甲酰和对甲苯亚磺酸(必要缓凝时再加入适充分搅拌后加NN(二甲基苯胺)即可。市售甲基丙烯酸中常加有少量阻聚剂(一般为对苯二酚)，若其含量超过O。Ol％时，则应在配浆前用稀碱洗涤或蒸馏方法脱除。3．2。2环氧树脂类浆液环氧树脂类浆液通常由环氧树脂和固化剂组成。按工程特别的条件可加入稀释剂、增塑剂和其它外加剂。固化剂主要有脂肪族胺。稀释剂有丙酮、苯、甲苯、二甲化苯烷苯基醚等。目前国内多用糠醛丙酮混合释剂。增塑性有邻苯二甲酸脂类：磷酸酯类、聚酰胺树脂和液态聚硫橡胶等。环氧树脂类浆液常温下有固化、聚合体强度高、粘结力大、化学稳定性高的特点，一般多用于岩缝固结补强灌浆中。3．3它化学浆液3．3．1木质素类浆液木质素类浆液，由纸浆废液与相应的胶凝固化剂和促进剂组成。目前有铬木质索和硫木质素两类。具有粘度低、胶凝时间调节范围大10-8OII／zS)等特点。常用的胶凝固化剂有重铬酸钠，硫碳铵；促进FeCI3、Cl3、ZnC1Cue12、NH4Cl、A12(S04)3、CuSO4、硼砂等。其FeC13主要起缩短胶凝时间的作用，硼砂可提高强度。3．3．2脲醛树脂类浆液脲醛树脂由尿素和甲醛缩合而成。脲醛树脂浆液由固体含量40％一50％的脲醛树脂与酸性，强度较高，有一定的抗渗能力。浆液中加入某种化合物或浆材能改善物理化学性质。固砂体渗透系数lO～一10～em／s，可用于地基加质稳定性处理。3．3．3丙烯酸盐类浆液丙烯酸盐是丙烯酸与金属结合形成的有机电解质，一旦聚合即可生成不溶于水的聚合物。丙烯酸用于地基加固，其特点有维普资讯水电2007浆液在聚合反应前粘度低胶凝体有较好的不透水性和弹性，渗透系1O～100cm／s之间，30％浓度的丙烯酸镁胶体压缩变形可达50％以上在氧化还原(过硫酸铵—硫代硫酸钠系引发下，浆液胶凝时间能在数秒至数小时的大粘结性能较好Mg、A-sr、A-Ca更佳，可用于多振地基的防渗及潮湿状态下丙烯酸盐浆液及其凝胶体的各种性质，可用于大坝、隧道 、下水道、地下建筑物的堵漏和软地基 处理。水 泥浆 Mg可使水泥 处理大量涌水时较为有效。此外 ，用丙烯酸盐与丙 烯酰胺的共聚物作土质稳定剂 ，可提高土质的防水 性能。 3．3 浆材基础上来优化和改进 的一种 新型浆材。它 由环氧、丙酮、脂肪 胺、促进剂和 AA 组成 ，可配以呋 喃树脂稀释剂使 用。浆液特点是通过 AA 添加剂使非活性稀释剂的 丙酮分子活化。这种活化作用使环氧与 同类环氧材 比，具有黏度低，近于无毒 ，与被灌介质有 好的亲和性和润湿性，并且有 良好的力学性能 格也相比来说较低。故县水库坝基F5 断层主要 物质为 自身结构紧密但遇水膨胀崩解的低渗透性地层 断层进行 化学灌浆后 3．3．5水玻璃类浆液 此类浆 液由水玻璃与相应 的胶凝固化剂组成。 因水玻璃无毒 ，胶凝固化剂品种多，可配成不 同类型的浆液 比较实用的一类化学浆液。 水玻璃类浆液性能主要有 以下几点 浆液随水玻璃溶液的模 数和浓度 的增大而 增大；模数和浓度相同时，粘度随温度上升而减 。模数增大浆液胶凝时间缩 短，模数 ．753．06范围变化时，固体强度 随模数增大而提高。 间的主要途径。通常酸类胶凝剂形成的固体强度较低，二价金属盐作胶凝剂可获得较高的强度。 同一浆液对细颗粒比对粗颗粒岩土加 化学灌浆施工4．1 化学灌浆前采用的一般技术措施 确定需进行化学灌浆的部位。 对所有以前水泥灌浆孔 的空孔部位均进行 压力灌浆封堵。 表层5m以内采用 化学灌浆封 ，防止浆液在灌注过程 中冒、串到地表。 一般会用单液法或双液法、填压式灌浆施工工艺。 学灌浆泵、输浆管路和灌浆栓塞。 在非均质的低渗透性饱和水地层进行防渗 固结注浆 ，必须严控灌浆压力和注入率