第一篇:6涵洞充填灌漿灌漿的施工方法
◆涵洞充填灌漿的施工方法
采用充填灌漿封堵輸水涵洞滲漏通道,分別從輸水涵洞內(nèi)外側(cè)進(jìn)行充填灌漿。在涵洞兩側(cè)分別布置一排灌漿孔,孔間距3.0m,深入涵洞底部2.0m,從壩頂進(jìn)行灌漿。在涵洞內(nèi)側(cè)每隔3m設(shè)一個(gè)灌漿斷面,每個(gè)斷面設(shè)6個(gè)灌漿孔,洞頂及洞底中心及兩側(cè)各布置一孔,從涵洞內(nèi)側(cè)進(jìn)行灌漿(水泥漿)。灌漿壓力2×104Pa~4×104Pa,灌漿材料采用水泥粘土漿。
輸水涵洞充填灌漿施工方法和技術(shù)要求如下:
1、制漿土料采用粉質(zhì)粘土,其粘粒含量為20~45%,粉粒含量40%~70%,砂粒含量小于10%。制漿前,應(yīng)先將土料過篩,去掉大于15 cm的石子和土塊。泥漿密度在1.3~1.6g /cm3之間,按照“先用稀漿,后用濃漿”的原則控制泥漿濃度。
2、為防止孔口坍塌,在灌漿前,用套管打入孔口以下3~4m以保護(hù)孔口。灌漿應(yīng)采用孔底注漿的方法,使泥漿由孔底翻向全孔。灌漿壓力應(yīng)小于50KPa之間。泥漿密度在1.3~1.4g/cm3之間。隨后,視吃漿量的大小改變灌漿壓力和泥漿濃度。灌漿時(shí),應(yīng)察看灌漿孔附近的壩頂、上下游壩坡有無漏漿、冒漿、開裂、串漿、塌陷和隆起等不良現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)采取措施。
3、灌漿后,由于泥漿的排水固結(jié),孔內(nèi)泥漿會(huì)發(fā)生體縮,因此必須進(jìn)行復(fù)灌,復(fù)灌宜采用濃度較大的泥漿。復(fù)灌要在7天以后進(jìn)行。
4、終灌標(biāo)準(zhǔn):在各孔無壓的情況下反復(fù)不小于3次的輪灌,待孔內(nèi)泥漿面基本上不再下降時(shí),即可灌終。
5、灌漿結(jié)束,應(yīng)在泥漿排水初凝后,用濃泥漿封孔,再用粘性土封堵孔口并夯實(shí)。
第二篇:聚氨酯灌漿堵漏施工方法
聚氨酯灌漿堵漏施工方法
邢春華 陳新 張永昌 成光
(通州建總集團(tuán) 226300)
[摘 要] 本文簡(jiǎn)要介紹了聚氨酯堵漏施工方法 [關(guān)健詞] 聚氨酯 堵漏 施工 方法 注意點(diǎn)
1、概況
聚氨酯灌漿材料是一種高效防滲、堵漏材料。漿液遇水后立即發(fā)生化學(xué)反應(yīng),漿液粘度逐漸增加,最終生成不溶于水的凝膠體,同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。漿液在氣體產(chǎn)生的膨脹力作用下向四周擴(kuò)散,把漿液壓入孔(縫)隙,使孔縫充填密實(shí)達(dá)到堵水防滲作用。
聚氨酯灌漿適用于砼結(jié)構(gòu)內(nèi)部疏松、蜂窩、麻面、空洞和砼變形縫、施工縫、不規(guī)格的龜裂縫,處理變形縫等。
2、施工步驟
2.1.找出漏水點(diǎn),確定注漿部位
當(dāng)滲漏面積較大、看不清滲漏處,不能準(zhǔn)確判斷漏水點(diǎn)時(shí),可用干抹布擦干潮濕處,然后在漏水表面均勻撒上一層干水泥,先出現(xiàn)潮濕的地方,就是主要漏水點(diǎn)。2.2.布注漿孔(布嘴)
視具體滲漏情況,確定是采用鉆孔還是鑿成V字形槽。砼滲漏、裂縫灌漿孔,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和是否方便施工,選擇騎縫孔或斜孔。布孔的位置恰當(dāng)與否將直接關(guān)系到灌漿效果。
2.2.1對(duì)于細(xì)裂縫。可不用鉆孔方法布孔,選擇縫較寬的部位,騎縫埋設(shè)灌漿縫嘴或灌漿盒。2.2.2在局部鑿槽。鑿成空腔作為進(jìn)漿通道,以增大進(jìn)漿斷面。此種方法對(duì)于鉆孔無效果、縫內(nèi)情況復(fù)雜、處理難度較大的裂縫比較合適,通常鑿成V形槽,增大進(jìn)漿斷面。用風(fēng)鎬或扁鑿把裂縫鑿大,通常規(guī)格為寬6~8cm、深為10cm,呈V字形。
2.2.3鉆孔。砼結(jié)構(gòu)體龜裂或有蜂巢,砼結(jié)構(gòu)體(隧道、地下室、地下道)大量涌水止漏或飲用水池裂縫的灌注,常用鉆孔。2.3.沖洗孔與V形槽處理
2.3.1鉆孔后,應(yīng)將孔內(nèi)粉塵或碎末沖洗干凈,以疏通鉆孔和裂縫通道。如果是干縫最好不用水沖洗,宜用溶劑或風(fēng)處理干凈。沖洗或風(fēng)的壓力不能超過設(shè)計(jì)灌漿壓力,壓縮空氣應(yīng)經(jīng)過油水分離器,以免油污污染縫面,影響灌漿效果。如果是濕縫,可用外流水沖洗干凈。
2.3.2鑿好的V形縫,將槽內(nèi)的碎塊、粉末等處理干凈,便于封閉、粘貼注漿嘴。
2.3.3布孔、封縫。封縫的目的是確保灌漿時(shí)不使?jié){液流失,以便在壓力作用下將裂縫填充密實(shí),因?yàn)榉饪p的好壞,直接影響到灌漿質(zhì)量。布孔、封縫有以下幾種形式:
(1)在縫底處鋪一條寬為2~3cm的薄鐵皮,在縫兩端的鐵皮下埋設(shè)灌漿用的厚壁塑料管,埋入鐵皮下應(yīng)有足夠的深度和長(zhǎng)度。在鐵皮上澆注防水砂漿,應(yīng)封閉密實(shí)不漏水,表面干燥。
(2)騎縫埋設(shè)灌漿嘴或灌漿盒,將灌漿嘴固定、壓實(shí),確保不漏氣,并把V形槽密封,可用環(huán)氧水泥封閉加固表面,24h后即可注漿(環(huán)氧水泥配比:環(huán)氧樹脂100份、鄰苯二甲酸二丁脂50份、乙二胺100份、水泥80份)。
(3)騎縫沿縫鑿成V形縫,然后嵌入止?jié){封縫材料,一般對(duì)于滲漏水的裂縫采用此方法。(4)表面封縫,即沿縫涂布高強(qiáng)度封縫涂料或用環(huán)氧樹脂基液粘貼玻璃絲布2~3層,每層玻璃絲布必須貼的平整,不得留有氣泡和皺紋,對(duì)于一般細(xì)縫采用此法。2.4.試壓
埋嘴封縫結(jié)束,環(huán)氧樹脂固化后,在正式灌漿前應(yīng)進(jìn)行試壓,檢查縫質(zhì)量、測(cè)定進(jìn)漿壓力和進(jìn)漿量。
壓水的目的有兩個(gè):一是檢查注漿嘴是否埋好,有無漏水現(xiàn)象;二是通過壓水或壓溶劑計(jì)算縫的容積和記錄其開始?jí)核蛉軇┲粮髋艢饪椎臅r(shí)間來確定漿液的凝固時(shí)間和配漿量參數(shù)。
試驗(yàn)以每條縫為單元進(jìn)行,從最低點(diǎn)開始逐步向最高點(diǎn)進(jìn)行,當(dāng)某孔壓水或壓溶劑時(shí),其它各孔的閥門全部敞開,發(fā)現(xiàn)有串孔、直通時(shí),即將此閥門關(guān)掉,發(fā)現(xiàn)一個(gè)關(guān)一個(gè),直到所有孔都被關(guān)閉為止,再持續(xù)一段時(shí)間,確定每個(gè)孔、縫都能通過。2.5.灌漿
經(jīng)過試驗(yàn)檢查后,如封縫質(zhì)量良好,無滲漏、孔閥門好用,即可準(zhǔn)備灌漿。
2.5.1先將同一灌漿單元所有灌漿孔閥全部打開,有條件的可用壓縮空氣將縫內(nèi)積水吹干凈,盡量達(dá)到無水或干燥狀態(tài)。
2.5.2灌漿對(duì)于水平縫應(yīng)按水平縫從一端向另一端灌,垂直縫按先下后上的順序進(jìn)行。先選較低處及漏水量較大的灌漿嘴或接近水源的注漿孔,灌漿壓力宜大于地下水壓力0.05~0.1Mpa。一般裂縫采用0.3~0.5 Mpa,或按設(shè)計(jì)提供的壓力進(jìn)行注漿。為使?jié){液擴(kuò)散的范圍更大點(diǎn),可適當(dāng)提高壓力,壓力應(yīng)逐漸增加,避免縫面驟然受力,使縫面裂開或封縫遭到破壞。
在灌漿進(jìn)行當(dāng)中,當(dāng)灌漿孔見漿后即關(guān)閉其孔,但繼續(xù)壓漿,直到所有注漿孔溢出漿液時(shí)關(guān)閉閥門。灌到不再進(jìn)漿時(shí),應(yīng)保持壓力穩(wěn)定,以恒壓不吸漿為標(biāo)準(zhǔn)。按經(jīng)驗(yàn)在關(guān)閉閥門后,灌漿壓力再穩(wěn)定保持5~10min,作為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí),應(yīng)注意觀察壓力表,防止爆管注意安全。
2.5.3若在灌漿過程中,在縫面或灌漿嘴的相鄰裂縫出現(xiàn)漏漿情況,可減少進(jìn)漿速度或暫停進(jìn) 2 漿,待漏漿固化后,或采用其它措施后,盡可能短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)灌漿,以免縫內(nèi)漿液凝固影響灌漿質(zhì)量。若間斷后難以灌漿,應(yīng)更換注漿孔位置或重新打孔灌漿。2.6.整理縫面
待漿液凝固后,可將外露的灌漿嘴切除,并用砂漿封填平整、密實(shí)、表面回復(fù)原狀。
3、操作過程中的注意事項(xiàng)
3.1、施工人員需帶口罩、防護(hù)眼鏡及乳膠手套等勞保用品。3.2、灌漿材料應(yīng)貯存在干燥通風(fēng)處,不得讓水濺入。
3.3、對(duì)油性聚氨酯灌漿液設(shè)備與工具使用后,立即用二甲苯、丙酮等溶劑反復(fù)清洗;對(duì)于水溶性聚氨酯漿液設(shè)備用水清洗干凈。3.4、嚴(yán)禁灌漿物料接觸明火。
第三篇:帷幕灌漿施工
帷幕灌漿施工工藝及效果分析
一、設(shè)計(jì)與施工工藝
灌漿工程原設(shè)計(jì)帷幕灌漿孔23個(gè),總孔深739.8m,孔徑90㎜~110㎜,孔距3m,排距3m。
二、施工機(jī)械設(shè)備與灌漿材料
XY-2型與150型鉆機(jī)6臺(tái),SNS型與250/50型灌漿泵3臺(tái),潛水泵6臺(tái),水箱2臺(tái),卷?yè)P(yáng)機(jī)1臺(tái),200L高速雙層灰漿攪拌機(jī)2臺(tái),17m3柴移式空壓機(jī)1臺(tái),50KW柴油發(fā)電機(jī)1臺(tái),JZC-350型砼攪拌機(jī)1臺(tái)。
灌漿所用水泥為山丹水泥化工(集團(tuán))有限責(zé)任公司生產(chǎn)的“鐵騎牌”袋裝新鮮無污染的425#普通硅酸鹽水泥。灌漿用水為干凈無雜質(zhì)的水庫(kù)蓄水。
三、帷幕灌漿施工工法
帷幕灌漿施工工藝流程:自上而下鉆進(jìn)→鉆孔沖洗→簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)(單點(diǎn)法)→分段灌漿→壓力封孔
㈠鉆孔 帷幕灌漿造孔采用XY-2型或150型液壓回轉(zhuǎn)式鉆機(jī),施工前期采用硬質(zhì)合金鉆頭、鋼砂鉆頭、金剛石鉆頭鉆進(jìn),因地質(zhì)情況復(fù)雜,鉆進(jìn)速度緩慢,后采用風(fēng)動(dòng)式潛孔錘鉆進(jìn)。開孔之前嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求布設(shè)孔位。鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不大于10cm。
鉆進(jìn)結(jié)束等待灌漿時(shí)或灌漿結(jié)束等待鉆孔時(shí),孔口均堵塞,妥善保護(hù)。開孔孔徑Φ130㎜,灌漿孔徑Φ91㎜,終孔孔徑不小于Φ75㎜。
在造孔過程中嚴(yán)格控制孔斜,發(fā)現(xiàn)孔斜超過規(guī)范要求時(shí),及時(shí)糾正。其孔底偏差不得大于表1規(guī)定的數(shù)值。按偏差小于2.5%孔深控制;
3、頂角大于5。的斜孔,根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放寬。
㈡洗孔灌漿孔均采用壓力水進(jìn)行沖洗,直至回水清凈時(shí)為止,沖洗壓力為灌漿壓力的80%,該值大于1Mpa時(shí),采用1Mpa。㈢壓水試驗(yàn)帷幕灌漿孔采用自上而下做壓水試驗(yàn),壓水段與本段灌漿段長(zhǎng)相同,壓力為灌漿壓力的80%,最大壓力1Mpa。㈣制漿 灌漿所用漿液由固定制漿站集中制漿,制漿采用雙層立式高速攪拌機(jī)攪拌,攪拌時(shí)間不小于2min。
㈤灌漿 鉆孔灌漿均采用兩序孔分序進(jìn)行。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,固結(jié)灌漿采用自下而上栓塞分段灌漿法,帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法,灌漿方式為循環(huán)式灌漿。灌漿段長(zhǎng)度5m~6m,特殊情況下適當(dāng)縮減或加長(zhǎng)。射漿管距孔底小于50cm。
㈥灌漿壓力 帷幕灌漿壓力分為8級(jí),逐段升壓,分別為0.7Mpa、1Mpa、1.5Mpa、2.0Mpa、2.5Mpa、2.5Mpa、2.5Mpa、3.0Mpa。根據(jù)規(guī)范要求,灌漿開始后10min范圍內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)壓力,當(dāng)吸漿量過大時(shí),壓力適當(dāng)降低。
㈦漿液變換 灌漿漿液水灰比采用5:
1、3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6:1六個(gè)比級(jí)。漿液先稀后濃,逐級(jí)變換。
當(dāng)灌漿壓力保持不變,注入率持續(xù)減少時(shí)或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí),沒有改變水灰比。
當(dāng)某一級(jí)漿液的注入量已達(dá)300L以上或灌注時(shí)間已達(dá)1小時(shí),而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時(shí),改濃一級(jí)進(jìn)行。
當(dāng)某一級(jí)漿液注入量大于30L/min時(shí),根據(jù)具體情況越級(jí)變濃。
㈧灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 在規(guī)定的壓力下,當(dāng)單位注入率不大于0.4L/min時(shí),繼續(xù)灌注60min或注入率不大于1L/min時(shí)繼續(xù)灌注90min即可結(jié)束。
㈨封孔 灌漿孔封孔均采用壓力灌漿封孔法。
㈩特殊情況處理 灌漿過程中,出現(xiàn)冒漿、漏漿時(shí),根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進(jìn)行處理。
灌漿過程中回漿變濃,換用相同水灰比的新漿進(jìn)行灌注,若繼續(xù)吸水不吸漿時(shí),延續(xù)灌注30min時(shí),停止灌漿。
機(jī)械故障處理:縮孔卡鉆,應(yīng)以預(yù)防為主,改進(jìn)鉆具,將大鉆頭改為卡桿鉆頭,也可用倒鏈或打倒錘將桿拔出;灌漿泵不吸漿,應(yīng)檢查泵漿管是否漏氣和堵塞,前者應(yīng)更換易損件,后者應(yīng)疏通管道,嚴(yán)格泥漿過篩,提高漿液質(zhì)量;壓力表讀數(shù)增大不進(jìn)漿,說明輸漿管堵塞,應(yīng)先用水沖洗管路,同時(shí)嚴(yán)格泥漿過篩,保證漿液的合理指標(biāo);應(yīng)采用有保護(hù)裝置的壓力表,以防失靈,發(fā)現(xiàn)壓力表
失靈,應(yīng)立即更新;注漿管堵塞,應(yīng)將其提起,用稀漿沖開;注漿管拔管困難。由于不及時(shí)拔管,漿液會(huì)把注漿管凝住而增加拔管困難,應(yīng)當(dāng)及時(shí)拔管。
四、灌漿效果分析
㈠灌漿成果 完成帷幕灌漿23孔,總進(jìn)尺739.85m,水泥注入總量241t。灌漿成果見表2,單位注入量比較見表2。
由上統(tǒng)計(jì)表看出,本工程帷幕灌漿I序孔與II序孔之間單位注入量遞減明顯,左壩肩遞減率分別為87.1%、82.6%,右壩肩遞減率分別為50.65%、44.8%,灌漿效果明顯。各次序孔單位注入量頻率曲線見圖
一、圖二。
㈡透水率比較 本工程左壩肩第一排I序孔共做壓水試驗(yàn)
15段,平均透水率16.1Lu,II序孔共做壓水試驗(yàn)17段,平均透水率6.1Lu,第二排I序孔共做壓水試驗(yàn)10段,平均透水率14.2Lu,II序孔共做壓水試驗(yàn)6段,平均透水率5.85Lu;右壩肩第一排I序孔共做壓水試驗(yàn)18段,平均透水率25.2Lu,II序孔共做壓水試驗(yàn)18段,平均透水率16.5Lu,第二排I序孔共做壓水試驗(yàn)9段,平均透水率8.8Lu,II序孔共做壓水試驗(yàn)12段,平均透水率7.7Lu。透水率遞減明顯, 各次序孔透水率頻率曲線見圖
三、圖四。
五、結(jié)語(yǔ)
對(duì)在施工過程式中發(fā)現(xiàn)的新情況,新問題,施工與設(shè)計(jì)、地質(zhì)密切配合,共同尋找發(fā)生問題的原因,研究行之有效的處理措
施,根據(jù)實(shí)際情況的變化不斷修改設(shè)計(jì),既節(jié)約了成本,又使灌漿效果不斷提高,在灌漿過程中始終用壓水試驗(yàn)的透水率Lu值對(duì)灌漿效果進(jìn)行嚴(yán)密地監(jiān)測(cè)與控制,使灌漿效果提高有了保障。經(jīng)過一年運(yùn)行的觀察,兩壩肩在高水位無滲漏現(xiàn)象,實(shí)踐證明帷幕灌漿是成功、有效的。
第四篇:20110729汕頭大圍充填灌漿施工總結(jié)
汕頭大圍六個(gè)應(yīng)急堤段達(dá)標(biāo)加固工程BT項(xiàng)目下蓬圍海堤及新津河堤防應(yīng)急工程(龍湖區(qū)段)新0+013~新2+700堤身充填灌漿專項(xiàng)工程施工總結(jié)
1.工程概述
本次堤身充填灌漿是汕頭大圍六個(gè)應(yīng)急堤段達(dá)標(biāo)加固工程BT項(xiàng)目下蓬圍海堤及新津河堤防應(yīng)急工程(龍湖區(qū)段)新0+013~新2+845
分部工程的施工內(nèi)容之一,屬于重要隱蔽專項(xiàng)工程。設(shè)計(jì)充填灌漿起于樁號(hào)新0+013,止于樁號(hào)新2+700。灌漿施工于2010年12月5日進(jìn)場(chǎng),2011年5月22日完工。
本次灌漿施工在設(shè)計(jì)、監(jiān)理及業(yè)主的監(jiān)督下,嚴(yán)格按《土壩壩體灌漿規(guī)范》進(jìn)行,堤身粘土灌漿作雙排孔分2序進(jìn)行施工,灌漿程序按分序、分次進(jìn)行,充填灌漿施工遵循“少灌多復(fù)”的原則分序分次進(jìn)行,每孔兩次灌漿間隔時(shí)間不少于5天。每次灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及單孔灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)都符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,施工過程中能準(zhǔn)確地做好現(xiàn)場(chǎng)記錄,資料整理分析及時(shí)。
灌漿結(jié)束,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員驗(yàn)收合格,在漿液充分析水后采用直徑2-3cm的粘土球自下而上分層回填搗實(shí)封孔。本次灌漿完成工程量為:鉆孔5456米,灌漿5456米,灌入粘土8620.48噸,平均每米灌入干土量1.586噸,取得了良好的灌漿效果。2.施工情況 2.1施工準(zhǔn)備
我部接受該項(xiàng)施工任務(wù)后,組織有關(guān)工程技術(shù)人員認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)圖紙和技施要求,學(xué)習(xí)《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》(SD266-88),對(duì)參與施工人員進(jìn)行全面的技術(shù)培訓(xùn)和交底,同時(shí)對(duì)進(jìn)場(chǎng)施工的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面的維護(hù)、檢修,保證進(jìn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)良好。進(jìn)場(chǎng)后,根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)認(rèn)真做好各項(xiàng)施工臨時(shí)設(shè)施的施工。2.2灌漿材料
本次灌漿所用材料為粘土,設(shè)計(jì)指標(biāo)粘粒含量20%~25%,粉粒含量40%~70%,砂含量小于10%,塑性指數(shù)10%~25%,土的有機(jī)質(zhì)含量小于2%,可溶鹽含量小于8%;設(shè)計(jì)漿液物理力學(xué)性能:容重1.3~1.6t/m3,粘度20~70s,穩(wěn)定性0.1~0.15,膠體率>70,失水量10~30cm /30min。灌漿之初,對(duì)所選土料場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣送檢,檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)其它指標(biāo)均符合要求,僅砂粒含量超標(biāo),為25.1%,不滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)監(jiān)理和業(yè)主現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議決定重新選擇土料送檢,我部隨即組織人員重選土料并送檢,檢驗(yàn)結(jié)果砂粒含量為10.6%,基本滿足設(shè)計(jì)要求,后經(jīng)過監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主研究決定在制漿時(shí),采用2次過篩,并對(duì)過篩后的粘土漿液送檢,我部按要求在漿液制作時(shí)加2道篩孔直徑為0.5mm的密目篩網(wǎng),并將過篩后的漿液送檢,檢驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。2.3施工機(jī)械 2.3.1鉆孔部分
根據(jù)工程地質(zhì)情況,選用XY100型鉆機(jī)2臺(tái)套,配備直徑75mm鉆具,50型鉆桿,直徑76錐形鉆頭。
2.3.2灌漿部分
(1)BW-160漿泵4臺(tái)套,流量9.6立方/小時(shí),最大壓力2.0Mpa。(2)輸漿管選用1.5英寸7層夾布膠管,最大承受壓力2Mpa。(3)注漿鐵管選用1英寸鍍鋅鋼管。(4)壓力表最大量程1.6Mpa。
(5)NJ-1000型高速攪拌機(jī)2臺(tái),制漿能力每五分鐘1000升。(6)3寸輸漿軸流泵5臺(tái)。
(7)配套動(dòng)力30KW發(fā)電機(jī)組1臺(tái),12KW柴油發(fā)電機(jī)組1臺(tái),15匹柴油發(fā)動(dòng)機(jī)4臺(tái)。(8)泥漿檢測(cè)儀器2套。(9)其他配套設(shè)備若干。2.4施工人員
該專項(xiàng)工程施工人員配置為:工地負(fù)責(zé)人1人,技術(shù)負(fù)責(zé)人2人,制漿組長(zhǎng)2人,鉆進(jìn)組長(zhǎng)2人,灌漿組長(zhǎng)2人,資料員1人,材料員1人,民工6人。2.5施工工藝過程
為了準(zhǔn)確地掌握所灌堤段的地質(zhì)狀況及確定灌漿的基本參數(shù),我部按照監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主的要求,在新0+600、新1+600、新2+600這三個(gè)位置進(jìn)行了灌漿試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí),監(jiān)理、設(shè)計(jì)及業(yè)主均在場(chǎng)見證,試驗(yàn)結(jié)束后,對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行及時(shí)的分析整理,試驗(yàn)結(jié)果表明,灌漿壓力為35kpa~40 kpa,泥漿容重1.3~1.6g/cm3,平均單耗干土1.586t,與設(shè)計(jì)基本吻合。后經(jīng)四方確認(rèn),采用試驗(yàn)段灌漿參數(shù)進(jìn)行后續(xù)灌漿。
2.5.1施工流程
定孔位→驗(yàn)收合格→鉆孔→驗(yàn)收合格→埋管→驗(yàn)收合格→制漿→檢測(cè)合格→灌漿→驗(yàn)收合格→封孔。2.5.2鉆孔
用100地質(zhì)鉆機(jī)干打成孔,開孔直徑75cm,至設(shè)計(jì)孔深后,加鉆0.5米然后下注漿管至設(shè)計(jì)孔深。2.5.3制漿
按不同水土比(重量比)把水和黏土送進(jìn)泥漿攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,攪拌均勻后經(jīng)過濾篩(33目)流入一級(jí)池后泵至二級(jí)池,在二級(jí)池中通過比重控制泥漿濃度,供灌漿使用。2.5.4灌漿
采用孔口封閉,孔底注漿全孔灌注純壓式方法進(jìn)行。2.5.5灌漿控制
按照試驗(yàn)段所確定的參數(shù)進(jìn)行灌漿控制。當(dāng)發(fā)現(xiàn)孔邊或堤頂冒漿時(shí)立即停止灌漿,做到少灌多復(fù)。每米每次灌入量不大于1立方米,單孔灌漿次數(shù)不少于5次,每次灌漿間隔不少于5天。2.5.6 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)漿液升至孔口,經(jīng)連續(xù)復(fù)灌三次不再吃漿時(shí),即終止灌漿。2.5.7 封孔
每孔灌完后向孔內(nèi)灌注稠漿并用含水量適中的制漿土料搗實(shí);當(dāng)壩面出現(xiàn)冒漿時(shí),立即停灌挖開冒漿出口,用粘性土料回填夯實(shí)。2.6施工進(jìn)度
該專項(xiàng)工程分二段進(jìn)行施工,第一段,樁號(hào):0+013~1+718;第二段,樁號(hào):1+718~2+700。一段自2011年1月12日開始,至2011年3月16日完成;二段自2011年3月16日開始,至2011年5月22日完成。3.安全文明施工情況 3.1安全生產(chǎn)
我部在本工程中涉及安全事宜,均嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和地方的安全法規(guī),堅(jiān)持“安全第一”的方針政策,接受業(yè)主和監(jiān)理的指導(dǎo)監(jiān)督。
所有進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)人員,按有關(guān)規(guī)定穿著工作服、勞保鞋、配帶安全帽,特殊工作人員要配帶專門的防護(hù)用品,電焊工配帶面罩和目鏡。
施工現(xiàn)場(chǎng)存放的設(shè)備、材料,做到場(chǎng)地安全檢查可靠,存放整齊,通道暢通。
全體施工人員嚴(yán)格遵守崗位責(zé)任制和交接班制度,并熟知本工種的安全技術(shù)操作規(guī)程,在生產(chǎn)中堅(jiān)守工作崗位。
搬運(yùn)材料和使用工具時(shí),時(shí)刻注意自已和周圍及上下方面人員的安全。
施工現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備和線路等均裝漏電保護(hù)器,做到一機(jī)、一閘、一漏電保護(hù),防止因潮濕漏電和絕緣損壞引起觸電及設(shè)備事故。
所有施工人員的宿舍及辦公室、各類倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)符合要求,生活區(qū)內(nèi)配備足夠數(shù)量的消防器材,并做到經(jīng)常檢查,使其處于良好狀態(tài)。3.2文明施工
我部在工程施工中,嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)文明施工、環(huán)境保護(hù) 的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,接受業(yè)主的監(jiān)理工程師的指導(dǎo)、監(jiān)督,切實(shí)把施工期中建設(shè)項(xiàng)目的文明施工、環(huán)境保護(hù),與主體工程緊密結(jié)合,把文明施工和環(huán)境保護(hù)措施落到實(shí)處。
貫徹執(zhí)行國(guó)家、地方有關(guān)建設(shè)工程現(xiàn)場(chǎng)文明施工管理規(guī)定。現(xiàn)場(chǎng)建筑材料的堆放,按照施工組織設(shè)計(jì)指定的區(qū)域范圍分類堆放。材料轉(zhuǎn)運(yùn)堆放有專人管理、清掃,保持場(chǎng)地整潔。工程竣工后清理現(xiàn)場(chǎng)雜物,拆除臨建,并將垃圾棄至指定地點(diǎn)。4.施工總結(jié)
本次灌漿整個(gè)過程中,我部嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求施工,落實(shí)安全文明措施,施工中沒有發(fā)生質(zhì)量和安全事故。本專項(xiàng)工程共完成單元工程總個(gè)數(shù)為109個(gè),全部合格,合格率100%;其中優(yōu)良98個(gè),優(yōu)良率90.0%。該專項(xiàng)工程質(zhì)量等級(jí)我部自評(píng)為優(yōu)良。
廣東水電二局股份有限公司 汕頭大圍達(dá)標(biāo)加固工程項(xiàng)目部
2011年7月25日
第五篇:灌漿材料
淺談灌漿或注漿材料在道路維修中的研究和應(yīng)用
摘要:灌漿材料或注漿材料在壓力作用下注入地層、巖石或構(gòu)筑物的縫隙、孔洞中,達(dá)到增加承載能力、防止?jié)B漏及提高構(gòu)筑物整體性能的流體材料。漿液凝結(jié)后可充填裂縫,使灌注后的土層、巖層等的力學(xué)性能得以改善,因此在公路或路基修補(bǔ)領(lǐng)域顯示出極好的應(yīng)用價(jià)值,已成為近年來國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)方向之一。本文主要介紹了國(guó)內(nèi)各種灌漿材料或注漿材料的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問題以及今后的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵字:灌漿或注漿材料;公路或路基;修補(bǔ);力學(xué)性能;應(yīng)用價(jià)值;
1.前言
隨著高速公路交通流量的迅速增加、汽車荷重的增大以及使用年限的增加,路面病害日益顯現(xiàn),其中以路面唧漿病害尤為嚴(yán)重。在重輪載的頻繁作用下,基層由于塑性變形累積而同面層脫離接觸,水分沿接縫下滲而聚集在脫空的空隙內(nèi),在輪載作用下積水成為有壓水并同基層內(nèi)浸濕的細(xì)料攪混成懸漿液,沿接縫縫隙濺出,即為“唧漿”。水分和路面荷載是導(dǎo)致唧漿病害的主要原因。路面病害的產(chǎn)生不僅影響行車的舒適性及安全性,而且裂縫的擴(kuò)展和滲水使道路損壞程度逐漸加重。因此,加強(qiáng)對(duì)高速公路路面病害的治理是至關(guān)重要的。導(dǎo)致高速公路路面病害的根本原因在于地基在動(dòng)力荷載的作用下失穩(wěn)和震陷,僅僅修復(fù)破損的路面并不能使病害得到根治,修復(fù)后的路面使用一段時(shí)間后,等病害會(huì)再次出現(xiàn),因此必須對(duì)軟弱的地基進(jìn)行加固。灌漿法(或稱注漿法)是常用的地基處理方法,在修補(bǔ)道路、橋梁、隧道、地下建筑、水工建筑等工程中顯示出極好的應(yīng)用價(jià)值。灌漿法是指根據(jù)液壓、氣壓或電化學(xué)原理,通過注漿管把漿液均勻地注入地層中,漿液以填充、滲透和擠密等方式,趕走土顆粒問或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置,經(jīng)人工控制一定時(shí)間后,漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個(gè)整體,形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。選用合適的灌漿材料對(duì)地基進(jìn)行灌漿加固,可大大提高地基的承載能力和使用耐久性,有望從根本上解決高速公路路面唧漿等病害。
2.灌漿材料分類 2.1 分類
材料可分為固粒灌漿材料和化學(xué)灌漿材料兩大類。2.2 固粒灌漿材料
由固體顆粒和水組成的懸浮液。它取材方便,造價(jià)低,施工簡(jiǎn)單,并具有較好的防滲或固結(jié)能力,但其所能灌填的縫隙寬度卻受其固體顆粒的細(xì)度限制。固粒灌漿材料有粘土漿、水泥漿、水泥粘土漿和水泥粉煤灰漿4種。
① 粘土漿。使用最早的灌漿材料。粘土的顆粒細(xì),透水性小,制成的漿液穩(wěn)定性好,價(jià)格低廉,但其結(jié)石強(qiáng)度和粘結(jié)力都很低,抗?jié)B壓的能力也弱,僅用于低水頭的臨時(shí)性防滲工程中。
② 水泥漿。目前使用最多的灌漿材料。它的膠結(jié)性能好,結(jié)石強(qiáng)度高,施工也比較方便,適于灌填寬度大于0.15毫米的縫隙或滲透系數(shù)大于1米/日的巖層。對(duì)具有寬大縫隙的巖石或構(gòu)筑物、地下水流速大或耗漿量很大的巖層灌漿時(shí),常在水泥漿中摻入砂子,以減少漿體結(jié)硬時(shí)的收縮變形,增加粘結(jié)力和減少流失。水泥漿在各種灌漿材料中使用最廣,多用于巖石、基礎(chǔ)或構(gòu)筑物的加固及防滲堵漏、堤壩的接縫處理、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土的孔道灌漿以及制作壓漿混凝土等。
③ 水泥粘土漿。綜合了水泥漿的結(jié)石強(qiáng)度高和粘土漿的漿液穩(wěn)定性好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),使用范圍比較廣,并可根據(jù)不同要求選擇不同的水泥-粘土配合比。
④ 水泥粉煤灰漿。粉煤灰的顆粒細(xì),與水泥等膠凝材料共同制成的漿液穩(wěn)定性和流動(dòng)性都較好,在灌漿工程中的應(yīng)用日趨廣泛。
為了改善固粒灌漿材料的性能,有時(shí)還摻用塑化劑、促凝劑等外加劑。
2.3 化學(xué)灌漿材料
由化學(xué)藥劑制成的流動(dòng)性好的液體。用它能灌入比較細(xì)微的縫隙,還能根據(jù)需要調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間。化學(xué)灌漿材料分無機(jī)及有機(jī)兩種:無機(jī)灌漿材料以硅酸鈉為主要原料,稱硅化用灌漿材料;有機(jī)灌漿材料以各種高分子材料為主要原料,目前常用的有硅酸鈉、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺及聚氨酯等幾種。
① 硅化用灌漿材料。以硅酸鈉(水玻璃)為主要原料的化學(xué)漿液。有雙液法和單液法兩種灌注方法:雙液法是將硅酸鈉和氯化鈣兩種溶液先后壓入,化合后結(jié)石強(qiáng)度較高,但由于所用硅酸鹽溶液的粘度比較大,一般用于滲透系數(shù)為2~80米/日的砂質(zhì)土的加固及防滲;單液法采用比較稀的硅酸鈉溶液,其粘度和強(qiáng)度都較低,一般用于黃土或黃土類砂質(zhì)土的加固。
② 環(huán)氧樹脂灌漿材料。以環(huán)氧樹脂為主體,加入一定比例的固化劑、稀釋劑、增韌劑等混合而成。環(huán)氧樹脂硬化后粘結(jié)力強(qiáng),收縮小,穩(wěn)定性好,是結(jié)構(gòu)混凝土的主要補(bǔ)強(qiáng)材料。一些強(qiáng)度要求高的重要結(jié)構(gòu)物,多采用環(huán)氧樹脂灌漿。近年來,也能用于漏水裂縫的處理。
③ 甲基丙烯酸甲酯堵漏漿液。簡(jiǎn)稱甲凝,是以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯為主要原料,加入過氧化苯甲酰、二甲基苯胺和對(duì)甲苯亞磺酸等組成的一種低粘度灌漿材料。其粘度比水低,滲透力很強(qiáng),可灌入0.05~0.1毫米的細(xì)微裂隙,聚合后強(qiáng)度和粘結(jié)力都很高,可用于大壩、油管、船塢和基礎(chǔ)等混凝土的補(bǔ)強(qiáng)和堵漏。
④ 丙烯酰胺堵漏漿液。簡(jiǎn)稱丙凝。它以丙烯酰胺為基料,以甲醛、過硫酸胺、三乙醇胺、硫酸亞鐵、鐵氰化鉀等為助劑。使用時(shí),將氧化劑和其他材料分別配制成兩種溶液,按一定比例同時(shí)進(jìn)行灌注。丙凝漿液的粘度很低,能灌到水泥漿所不能到達(dá)的縫隙,然后在縫隙中聚合,變成凝膠體而堵塞滲漏通道。但是,丙凝聚合體的強(qiáng)度很低,可以摻加一定量的脲醛樹脂,配成強(qiáng)度較高的丙凝灌漿材料。主要用于防滲堵漏工程。
⑤ 聚氨酯灌漿材料。簡(jiǎn)稱氰凝,是由異氰酸酯、聚醚和促進(jìn)劑等配制而成。采用單液灌注,遇水后立即生成不溶于水的凝膠體并同時(shí)放出氣體,使?jié){液膨脹,再次向四周滲透,即具有二次滲透的能力。氰凝最后形成的聚合體的抗?jié)B性強(qiáng),結(jié)石強(qiáng)度高,目前用于地下工程的滲漏縫處理。
3.各類灌漿材料在公路或路基中的應(yīng)用 3.1 水泥基灌漿材料
水泥基灌漿材料在2008年8月1日起實(shí)施的GB/T50448.2008水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范中定義為:“一種由水泥、集料(或不含集料)、外加劑和礦物摻
和料等原材料,經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的具有合理級(jí)分的干混料。加水拌合后具有可灌注的流動(dòng)性、微膨脹、高的早期和后期強(qiáng)度、不泌水等性能。”從定義中我們可以看出水泥基灌漿材料的基本組成:水泥、外加劑、礦物摻和料、集料(砂子)等。
3.2 水泥基灌漿材料的工程應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,建筑工程日益向功能多樣化、大型化、高層超高層化方向發(fā)展,如地鐵、隧道、高速公路各類工程日益增多,地基加固、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)、設(shè)備基礎(chǔ)加固等相應(yīng)的配套工程也日益增多。水泥基灌漿材料以其自身優(yōu)良的性能在灌漿材料中扮演著重要的角色,因此應(yīng)用越來越廣泛。下面介紹中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)混凝土與環(huán)境材料研究所研究和濟(jì)南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院各開發(fā)的幾種水泥基灌漿材料。
3.2.1 RGM.HSL快速搶修材料
RGM.HSL快速搶修材料具有固化迅速、超早強(qiáng)、性能優(yōu)異的快速搶修材料。2小時(shí)抗壓強(qiáng)度>30MPa,1天抗壓強(qiáng)度>50MPa,有效地克服了傳統(tǒng)修補(bǔ)材料固化慢,修補(bǔ)完工后需要長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù)缺點(diǎn),在公路破損灌漿修補(bǔ),機(jī)場(chǎng)跑道維護(hù)、礦井坑道搶修等方面應(yīng)用廣泛,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。應(yīng)用領(lǐng)域
l、機(jī)場(chǎng)跑道搶修。在不關(guān)閉機(jī)場(chǎng)的情況下進(jìn)行,保證了戰(zhàn)備和訓(xùn)練的正常進(jìn)行,為空軍及時(shí)搶修機(jī)場(chǎng)提供一種新材料
2、公路、道路混凝土路面等的快速修補(bǔ)。超早強(qiáng),快速通車,避免施工造成交通堵塞。
3、礦井坑道等的快速修補(bǔ),快速恢復(fù)生產(chǎn)作業(yè),提高經(jīng)濟(jì)效益。
4、各種補(bǔ)強(qiáng),如橋基加固和整體化滑模施工的修補(bǔ)等。
5、應(yīng)用于隧道工程的止水堵漏:用于隧道襯砌、漏水整治;搶修排水管道接頭漏水等。
6、大型設(shè)備和精密設(shè)備地腳螺栓與機(jī)座快速灌注;鋼結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)固結(jié)的二次灌注。
7、低溫條件的少量工程施工等。
3.2.2 RGM.HSL高強(qiáng)自流平無收縮灌漿料
RGM.HSL高強(qiáng)自流平無收縮灌漿料是為滿足大型高精度進(jìn)口設(shè)備儀器安裝
以及大面
積地面自動(dòng)找平的需要,替代國(guó)外同類材料的產(chǎn)品。RGM.HSL高強(qiáng)自流平無收縮灌漿料由
高強(qiáng)膠結(jié)成分、超塑化組分、膨脹組分、優(yōu)選高強(qiáng)微集料改型組分以及一些微量改型組分以
適當(dāng)比例共同粉磨而成。其與水反應(yīng)生成大量膨脹結(jié)晶礦物水化硫鋁酸鈣,以此實(shí)現(xiàn)材料自
身的無收縮;同時(shí)該材料有大的流動(dòng)性,早期和后期高強(qiáng)度。技術(shù)性能,1.凝結(jié)時(shí)間:初凝>2小時(shí),終凝<10小時(shí)。2.泌水率:不泌水 3.流動(dòng)度:大于240ram 4.粘結(jié)強(qiáng)度:圓鋼>6MPa;螺紋鋼<13MPa 5.抗?jié)B性能:抗?jié)B壓力1.5MPa時(shí)平均滲水高度0.2cm 應(yīng)用領(lǐng)域:大型設(shè)備和精密設(shè)備地腳螺栓與機(jī)座二次灌注;鋼結(jié)構(gòu)(如鋼鐵、鋼架、鋼
柱等)與基礎(chǔ)固接的二次灌注;后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋灌漿; 預(yù)制混凝土構(gòu)件接縫、鐵路公路
道橋橋墩、梁柱及其它結(jié)構(gòu)物加固;橋梁、地鐵、隧道、地下工程施工縫嵌固。
3.2.3 聚合物水泥基灌漿材料(PCGM)
針對(duì)縫寬小于3 mm的水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)進(jìn)行研究,選用醋酸乙烯酯—乙烯共(VAE)乳液、快硬硫鋁酸鹽水泥及適量外加劑制備了聚合物水泥基灌漿材料(PCGM),利用VAE乳液優(yōu)良的黏結(jié)性能和快硬硫鋁酸鹽水泥早強(qiáng)快硬、微膨脹、抗硫酸鹽腐蝕、防水性能好等優(yōu)點(diǎn)來改善灌漿材料的工作性能、黏結(jié)性能、收縮性、抗?jié)B性等。
1.VAE乳液可以明顯改善水泥基灌漿材濟(jì)南大學(xué)李國(guó)忠,張水研究得出:○料的可灌性,對(duì)縫寬3 mm的水泥混凝土裂縫,在聚灰比為10%時(shí)。漿體的可灌深2.聚合物在界度達(dá)到最大值(130 ram),與空白試樣相比,提高了51.16%.○面處形成的聯(lián)結(jié)橋及柔性界面層改善了界面結(jié)構(gòu),有效提高了水泥基灌漿材料的黏結(jié)性能.在聚灰比為10%時(shí),灌漿材料的黏結(jié)性能最好,與空白試樣相比.其3.聚28 d的彎折黏結(jié)強(qiáng)度增大了32.41%,剪切黏結(jié)強(qiáng)度增大了122.92%。○合物顆粒的填充作用及成膜特性提高了材料的密實(shí)度和強(qiáng)度,有效阻斷了材料內(nèi)部與外界聯(lián)系的通道,降低了材料的收縮率,提高了材料的抗?jié)B能力.當(dāng)聚灰比為10%時(shí),材料的抗?jié)B性最好且收縮率較小。
3.2.4 超細(xì)水泥基灌漿材料
日本率先生產(chǎn)出了Mc一500超細(xì)水泥,可以注入到滲透系數(shù)為3.75 x10-4cm/s細(xì)砂層;另一種是濕磨水泥(WMC):水泥比表面積提高到l 270m2/kg,平均粒徑3um。目前中、日、德、法、瑞士等國(guó)均能生產(chǎn)出比表面積800~1 600m2/kg的超細(xì)水泥,最大粒徑小于20um,平均粒徑小于5um。目前該類材料主要是硅酸鹽系列超細(xì)水泥或者在該類超細(xì)水泥中加高效減水劑、膨脹劑等改性制成的改性漿材,品種單一,沒有形成系列產(chǎn)品,以適用于各種灌漿條件的需要。超細(xì)水泥可灌性和穩(wěn)定性大大提高,但流動(dòng)性能變化大,灌漿阻力大,超細(xì)粉磨能耗高。這些缺點(diǎn)限制了其廣泛推廣使用。3.3 有機(jī)灌漿材料 3.3.1 環(huán)氧樹脂灌漿材料
環(huán)氧樹脂是用得最多的補(bǔ)強(qiáng)灌漿材料,具有粘接力高、在常溫下可固化、固化后收縮小、有很高的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。但環(huán)氧樹脂在常溫下粘度較大,不能滿足可灌性要求,因此必須加入稀釋劑稀釋。我國(guó)目前廣泛采用的是糠醛一丙酮活性稀釋劑,以降低環(huán)氧樹脂的粘度。這種漿材在混凝土工業(yè)中的應(yīng)用范圍非常廣泛,特別適用于混凝土細(xì)微裂縫與軟弱巖基的灌漿加固處理,對(duì)裂縫有較好的粘接性,并能恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的完整。
包銀鴻等人通過使用糠醛一丙酮稀釋劑體系,研制出了HK—KGlO灌漿材料。該灌漿材料不但粘接強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度高,而且粘度低(在25℃時(shí)低于20 mPa·s),可灌性好,在一些房屋裂縫處理中,漿液依靠重力作用自流進(jìn)行修補(bǔ)。但該材料是油性的,不能用于潮濕及水下建筑的修補(bǔ),且稀釋劑糠醛有中等毒性,不利于施工人員身體健康和環(huán)境保護(hù)。
魏濤等人以糠醛、丙酮為環(huán)氧樹脂的活性稀釋劑,選用無毒的可在低溫和水
中固化的CD固化劑,研制出能灌入細(xì)微裂縫,在干燥、潮濕和水中都能很好固化且毒性低的CW灌漿材料。該灌漿材料粘度低,可操作時(shí)間長(zhǎng)(凝膠時(shí)間26 h~65 h),因此主要用于處理斷層和混凝土微細(xì)裂縫,如三峽工程F215斷層破碎帶的加固處理,湖北江漢航線新城船閘上下閘首裂縫處理等。
3.3.2 聚氨酯類灌漿材料
聚氨酯化學(xué)灌漿材料是以異氰酸酯和多元醇為主劑的一類灌漿材料,可分為水溶性(親水性)和油溶性(疏水性)兩大類。遇水后能迅速反應(yīng),產(chǎn)生二氧化碳使體積膨脹,增加了固結(jié)體積比,且產(chǎn)生了較大的膨脹壓力,促使?jié){液二次擴(kuò)散,從而加大了擴(kuò)散范圍。聚氨酯灌漿材料粘度低,可滲入0.05 mm的細(xì)微裂縫,并且對(duì)巖石、粘土等有化學(xué)粘結(jié)性能將地基中潮濕松散的粘土粘結(jié)在一起。目前,聚氨酯灌漿材料主要用于巖石裂縫修補(bǔ)、地基加固、大壩裂縫防滲修補(bǔ)以及隧道、煤礦等地下建筑軟弱頂板的加固和封堵滲漏水。聚氨酯灌漿材料成功應(yīng)用于煤礦頂板加固已有40年歷史。聚氨酯灌漿材料最早用于地基加固是19世紀(jì)60年代由德國(guó)礦業(yè)研究公司提出的,1971年經(jīng)過商業(yè)介紹后成為德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)加固法引。隨著1977年Roklok粘接體系的引入,聚氨酯加固法在美國(guó)開始普及。另外,由于聚氨酯中游離異氰酸根能與水迅速反應(yīng)固結(jié),因此聚氨酯是封堵高壓大流量用水的首選材料。
陳忠達(dá)、張登良選取了單組份水溶性聚氨酯Hw作為混凝土路面修補(bǔ)材料,可灌性好,凝膠時(shí)間為數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘,能在潮濕表面粘接。但該材料固化8小時(shí)濕粘接強(qiáng)度才達(dá)到2.93 MPa~3.65 MPa,這并不能滿足高速公路兩小時(shí)以內(nèi)達(dá)到承載能力的要求,且力學(xué)性能不高,難以滿足承受路面長(zhǎng)期動(dòng)載荷作用及不均勻受力的要求,使用耐久性差。
專利CNl01220203A中提出一種聚氨酯灌漿材料及制備方法。首先制備端羥基聚氨酯預(yù)聚體,然后制備親水性聚氨酯預(yù)聚體,最后加入稀釋劑、催化劑等制備成聚氨酯單液灌漿材料。該灌漿材料施工簡(jiǎn)單,操作方便,主要用于自來水管道等的堵水。
葉躍忠等人提出一種環(huán)氧樹脂與聚氨酯復(fù)合灌漿材料的制備方法。首先將多異氰酸酯MDI和TDI、聚醚N210、N303、N505和少量稀釋劑糠醛丙酮混合后加入環(huán)氧樹脂E一
44、E一51,加熱至60℃~90℃恒溫2小時(shí),合成預(yù)聚體。冷卻后加
入固化劑T一
31、二月桂酸二丁基錫、增塑劑、稀釋劑糠醛丙酮,三個(gè)月齡期時(shí)測(cè)得平均抗壓強(qiáng)度和平均粘結(jié)強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改性后的聚氨酯灌漿材料的抗壓及粘接強(qiáng)度有較大提高,抗壓強(qiáng)度可達(dá)67.3MPa,粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)6.1 MPa。該灌漿材料主要用于修補(bǔ)建筑物裂縫以及堵漏。
3.3.3 丙烯酰胺類灌漿材料
丙烯酰胺類漿材(國(guó)內(nèi)簡(jiǎn)稱丙凝)是以丙烯酰胺為主劑,配以其他藥劑制成的防滲堵水灌漿材料。丙烯酰胺漿液及凝膠體的主要特點(diǎn)有:可灌性極佳;漿液的凝固時(shí)間可以在幾秒到幾小時(shí)內(nèi)方便又準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)控制。但丙烯酰胺類漿材最大的缺點(diǎn)是漿液有一定的毒性。現(xiàn)已開發(fā)出第二代產(chǎn)品一無毒的丙烯酸鹽灌漿材料。
東北工學(xué)院的專利CN 87101523A中提出一種用于礦山、建筑等工程領(lǐng)域以防滲及松散、松軟巖體加固為目的的注漿材料。該注漿材料以尿素、丙烯酸為主劑,以過硫酸銨和N(N為亞甲基雙丙烯酰胺)分別作為引發(fā)劑和交聯(lián)劑,乙二胺作為促凝劑。該漿料黏度低,近似于水,通過調(diào)整乙二胺用量,凝膠時(shí)間可在幾十秒到數(shù)小時(shí)內(nèi)調(diào)節(jié),純漿體的固結(jié)強(qiáng)度大于lO kg/cm2(O.98 MPa)。原料中丙烯酸有毒性,但丙烯酸與其它組分起化學(xué)反應(yīng)后沒有毒性。
丙烯酰胺漿材除了有一定毒性外,該注漿材料固結(jié)強(qiáng)度較低,僅為4 kg/cm2~5 kg/cm2,因此目前僅用于防滲工程。
3.3.4 不飽和酯類灌漿材料
用于水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)的不飽和酯類灌漿材料主要有兩類阻:其一為氰基丙烯酸酯膠粘劑,主要成分是口一氰基丙烯酸酯,通過增稠劑和增塑劑等改善工作性能和抗沖擊性能,其特點(diǎn)是粘度低、固化時(shí)間短、透明性好、膠結(jié)強(qiáng)度高、氣密性好,不足之處是價(jià)格較高、抗沖擊性能較差;另一類為(甲基)丙烯酸酯樹脂膠粘劑,甲基丙烯酸樹脂具有三維交聯(lián)結(jié)構(gòu),所以耐熱性、耐水性、耐介質(zhì)以及耐大氣老化性能都較好,收縮率低,強(qiáng)度高。因(甲基)丙烯酸酯樹脂膠粘劑粘度較其它有機(jī)高分子材料低,常與水泥復(fù)合成樹脂改性混凝土對(duì)寬裂縫進(jìn)行修補(bǔ),(甲基)丙烯酸酯樹脂膠粘劑制備工藝復(fù)雜,為了調(diào)節(jié)固化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)性能,需要摻人大量的外加劑。用于地基加固的不飽和脂類灌漿材料主要有尿素甲醛樹脂和尿素樹脂類灌漿材料。
李曉朝等用甲基丙烯酸甲脂(MMA)和引發(fā)劑、增塑劑等合成甲基丙烯酸甲脂(MMA)混凝土修補(bǔ)材料的高分子聚合物。該材料可以承受一定的荷載和變形,可用于一般工程修補(bǔ)。但它與混凝土粘接強(qiáng)度不是很高(2.0MPa~3.0 MPa),粘接性能有待進(jìn)一步提高。
賓斌等人通過乙醇封端的二異氰酸酯,對(duì)乙烯基酯樹脂進(jìn)行改性,在其側(cè)鏈上接上強(qiáng)極性的氨酯鍵,合成了一種新型改性乙烯基酯樹脂水下灌漿材料。灌漿材料作為水下修補(bǔ)材料,黏度低于100mPa·S,其粘接抗拉強(qiáng)度達(dá)3 MPa,固結(jié)體抗壓強(qiáng)度高于100 MPa,固化時(shí)間在幾十分鐘到幾個(gè)小時(shí)可控,可以快速對(duì)水下混凝土基體細(xì)小裂縫進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)。
尿素甲醛樹脂和尿素樹脂類灌漿材料只有在酸性條件下才能固化,因此在堿性環(huán)境下不能使用,并且酸性物質(zhì)對(duì)環(huán)境有污染。
3.3.5 木質(zhì)素類
木質(zhì)素類漿材是以紙漿廢液為主劑,加入一定量的固化劑所組成的漿液。木質(zhì)素漿材目前包括鉻木質(zhì)素及硫木質(zhì)素漿材兩種。這主要是因?yàn)楝F(xiàn)在僅有重鉻酸鈉和過硫酸銨兩種固化劑能使紙漿廢液固化。
木質(zhì)素類漿液雖然成本較低,但其毒性很大,因此在使用范圍上受到限制。3.3.6 硅酸鹽類
硅酸鹽(水玻璃)灌漿是一種最為古老的灌漿工藝,是當(dāng)前主要的化學(xué)漿材,它占目前使用的化學(xué)漿液的90%以上。由于其無毒、價(jià)廉和可灌性好等優(yōu)點(diǎn)。因此歐美國(guó)家根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),依舊將硅酸鹽漿材列在所有化學(xué)漿材的首位。水玻璃(Na2OnSiO2)在酸性固化劑作用下,可產(chǎn)生凝膠。
中科院廣州化學(xué)所的專利CN8610719A中提出一種水玻璃灌漿材料的制備方法。該灌漿材料以有機(jī)材料醋酸乙酯作為凝固劑,并通過添加尿素和十二烷基磺酸鈉,解決了醋酸乙酯親水性差的問題,使水玻璃漿液形成均勻的凝膠。由于使用了有機(jī)材料醋酸乙酯做凝固劑,與過去使用無機(jī)材料如氯化鈣、鋁酸鈉作凝固劑的水玻璃灌漿材料相比,粘度更低,抗壓強(qiáng)度更高。凝膠時(shí)間可在30秒至60分鐘內(nèi)調(diào)節(jié),漿液抗壓強(qiáng)度30 kg/cm2~40 kg/cm2(2.94 MPa~3.92 MPa)。該灌漿材料屬于土壤加固劑,主要用于堵水加固施工。比水泥具有更好的可灌性且凝膠時(shí)間可調(diào),因此廣泛用于某些水泥灌漿不能解決的工程問題。
3.4有機(jī)-無機(jī)復(fù)合灌漿材料
發(fā)展有機(jī)一無機(jī)復(fù)合灌漿材料的最終目的是要疊加有機(jī)、無機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn),使兩類材料的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。日本在1993~1995年間在使用化學(xué)添加劑增加固結(jié)體強(qiáng)度方面就已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步,如取得了用水玻璃和有機(jī)酸結(jié)合的高滲透性灌漿材料,從異氰酸脂殘余物中提取土壤固化劑,用尿醛樹脂與乙二醛結(jié)合提高黏結(jié)力,用聚丙烯材料提高耐久性和強(qiáng)度等多項(xiàng)專利。1994年美國(guó)國(guó)家森林局推出了EN一1土壤固化劑。該固化劑能將土壤中的礦物質(zhì)和土壤分子分解,使其重新結(jié)晶,生成新的化學(xué)鍵,能有效地固結(jié)土層。
魏濤等人們將水泥和化學(xué)灌漿材料復(fù)合,通過對(duì)復(fù)合漿材的蠕變性、漿材固結(jié)體與裂(孔)隙壁面黏聚力以及漿材固結(jié)體抗擠出穩(wěn)定性的分析研究,選擇改性濕磨水泥和中化-798改性環(huán)氧樹脂漿材組成復(fù)合材料,在三峽工程F215斷層帶進(jìn)行復(fù)合灌漿處理并取得成功。
鄧敬森的專利CN 1358904A中提到一種用于加固地基的化學(xué)灌漿材料。漿料的主料為水泥漿料和水玻璃,按體積比1:(O.5~0.8)混合,并加入適量的穩(wěn)定劑、催化劑、耐久劑,漿液固結(jié)時(shí)間為12~80秒,注漿完成后用速凝環(huán)氧樹脂砂漿封堵灌注孔。該漿料固結(jié)時(shí)間短,解決了水泥等灌漿材料凝固時(shí)間長(zhǎng)、需要較長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)護(hù)、且固結(jié)中析出的水會(huì)導(dǎo)致路面進(jìn)一步沉陷甚至擾動(dòng)原有完好地基的問題。但水泥一水玻璃復(fù)合灌漿材料的主要缺點(diǎn)是固結(jié)強(qiáng)度不高,且使用耐久性較差。
何遠(yuǎn)航,張榮輝們采用水性環(huán)氧樹脂乳液改性乳化瀝青。改性乳化瀝青比普通乳化瀝青粘結(jié)能力有顯著提高,能很好地與基層粘結(jié)。由于水性環(huán)氧樹脂本身具有很好的防水功能,因此,改性乳化瀝青具有更好的防水能力。改性乳化瀝青主要應(yīng)用于道路路面裂縫、稀漿封層、透層和粘層以及石屑罩面修補(bǔ)等工程。
鐘世云等總結(jié)道:與純水泥漿體相比,聚合物改性水泥漿體可灌性得到了明顯的改善。在水泥漿體黏度相同的情況下,聚合物改性水泥漿可以灌人更深的縫隙,且與老混凝土的黏結(jié)性能得到很大的改善。鐵道部科學(xué)研究院生產(chǎn)的ZV混凝土修補(bǔ)膠,是以高分子共聚物為基本原料,摻加適量的改性劑、有機(jī)助劑配制而成,具有無毒、無味、無腐蝕、不燃、耐酸堿等特點(diǎn),它與水泥配置成的聚合物水泥漿或砂漿,能封閉混凝土表面微裂縫,填充修補(bǔ)混凝。
4.存在問題
目前我國(guó)研制的化學(xué)灌漿材料品種較多,但大多是應(yīng)用在大型水利工程防滲加固、混凝土建筑物裂縫修補(bǔ)以及巖基加固中。這些灌漿材料具有良好的耐水性、耐老化性能,但對(duì)路面這類受動(dòng)載荷作用且受力不均勻的工程而言,目前研究報(bào)道較少。
(1)用于道路修補(bǔ)的灌漿材料不多,且大多只針對(duì)路面缺陷的修補(bǔ),無法解決由于基礎(chǔ)軟弱、不穩(wěn)定或者存在脫空而導(dǎo)致的公路路面開裂、唧漿等病害,因此即使已經(jīng)修復(fù)的路面也還會(huì)出現(xiàn)重復(fù)性的破壞。
(2)用于地基加固的主要是水泥類無機(jī)材料、水泥-水玻璃等有機(jī)-無機(jī)復(fù)合灌漿材料、以及聚氨酯和脲醛樹脂類有機(jī)材料。這些灌漿材料均存在不足之處:含有水泥類無機(jī)材料的漿液一般都是懸濁液,顆粒粒徑較大,滲透性較差,不宜灌注有細(xì)微裂縫的地基,因此在應(yīng)用上有局限性。而脲醛樹脂類灌漿材料只有在酸性條件下才能固化,在堿性環(huán)境下不能使用,可是酸性物質(zhì)對(duì)環(huán)境又存在污染,不宜使用。目前所用的聚氨酯灌漿材料主要是通過灌注后與水反應(yīng)發(fā)泡固化,或是添加氟氯烴化合物作為發(fā)泡劑固化。前者需要在有大量水的條件下才能發(fā)泡固化,應(yīng)用上有局限性;而后者會(huì)破壞大氣中的臭氧層。
(3)環(huán)氧樹脂常溫下粘度較大,若作為地基加固用灌漿材料,必須加入稀釋劑稀釋以滿足可灌性要求。而目前使用的稀釋劑大多為糠醛丙酮,其中糠醛有中等毒性,對(duì)施工人員和環(huán)境都有一定危害;且環(huán)氧樹脂和固化劑價(jià)格較貴,需要灌注量較大,成本相對(duì)較高。
5.發(fā)展趨勢(shì)
針對(duì)目前灌漿材料研究和應(yīng)用中存在的重要問題,灌漿材料今后發(fā)展的趨勢(shì)主要為:
(1)水性環(huán)氧樹脂具有環(huán)保和力學(xué)性能優(yōu)良的特點(diǎn),因此將會(huì)成為這一領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。開發(fā)出低粘度的環(huán)氧樹脂和具有快速固化和在潮濕表面粘結(jié)的高性能的水性環(huán)氧固化劑用于地基加固將成為今后研究的熱點(diǎn)。
(2)臭氧消耗潛值(ODP)為零的聚氨酯發(fā)泡劑的研究。與水性環(huán)氧樹脂相比,聚氨酯灌漿材料同樣能起到填充和潮濕粘結(jié)的作用,并且比環(huán)氧樹脂固化速度快得多,只要數(shù)秒到數(shù)十秒就能固化,固化反應(yīng)中發(fā)泡膨脹,膨脹率大,不僅能節(jié)約成本,還能抬升下沉的路面,是目前最有應(yīng)用前景的路基加固用灌漿材料。開發(fā)出臭氧消耗潛值(0DP)為零的
發(fā)泡劑替代對(duì)臭氧層有破壞作用的氟氯烴化合物用于聚氨酯灌漿材料將具有很廣闊的前景,也將會(huì)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
(3)環(huán)氧-聚氨酯復(fù)合灌漿材料的研究。通過環(huán)氧樹脂接枝改性聚氨酯,綜合環(huán)氧樹脂優(yōu)良的力學(xué)性能和聚氨酯具有發(fā)泡膨脹性的優(yōu)點(diǎn),制備一種既能發(fā)泡,又能改善聚氨酯粘結(jié)性的環(huán)氧-聚氨酯復(fù)合灌漿材料,并且相比環(huán)氧灌漿材料而言成本低,將成為目前地基修補(bǔ)材料的替代品。
6.個(gè)人啟發(fā)
6.1 道路修補(bǔ)的灌漿材料不多,且大多只針對(duì)路面缺陷的修補(bǔ),無法解決由于基礎(chǔ)軟弱、不穩(wěn)定或者存在脫空而導(dǎo)致的公路路面開裂、唧漿等病害。對(duì)路面這類受載荷作用且受力不均勻的工程而言,道路修補(bǔ)的灌漿材料在公路或路基中有很大的發(fā)展前景。特別傳統(tǒng)的水泥基灌漿材料,通過改變不同組分的摻量,就可以配置出性能優(yōu)良適合實(shí)際工程需要的灌漿材料。當(dāng)然具體工作還要復(fù)雜的多,要經(jīng)過大量試驗(yàn),針對(duì)不同性能要求選用不同的水泥,外加劑,砂子級(jí)配,礦物摻合料,粉煤灰,必要時(shí)需要同有機(jī)組分復(fù)合,為提高材料的可灌性需要采用超細(xì)水泥等等。
6.2 由于目前我國(guó)研制的化學(xué)灌漿材料但對(duì)路面這類受動(dòng)載荷作用且受力不均勻的工程而言研究較少,所以著手于這反面的研究很有應(yīng)用價(jià)值。