環保型丙烯酸鹽灌漿材料及其應用
發布時間：2014-02-25 共2頁
2 三峽工程壩基帷幕丙烯酸鹽灌漿
2002年初，筆者有幸參與了三峽工程左岸廠房壩段1#~6#機組基礎帷幕灌漿施工任務，其中包括丙烯酸鹽加強帷幕灌漿任務，現著重將丙烯酸鹽漿材在該壩段帷幕灌漿中的使用情況簡要介紹。
2.1 丙烯酸鹽應用背景
三峽左廠1#~6#機組基巖斷裂發育，巖體透水率q>1Lu頻數較高（注：三峽工程主體建筑物基礎防滲灌漿帷幕的防滲標準是鉆孔壓水試驗透水率≤1Lu），且鉆孔涌水現象較普遍，帷幕灌漿單耗較。根據三峽總公司轉發的三峽樞紐工程質量檢查專家組對帷幕灌漿的意見“建議將1#~6#機組封閉帷幕，由重點加密改為全部加密加深，以形成連續帷幕”。為此，設計決定對左廠1#~6#機組段增加一排封閉帷幕灌漿孔，孔距250cm，分Ⅲ序施工。同時對淺層6m范圍采用丙烯酸鹽化學材料灌注。所有孔先進行淺層化灌，而后加深用水泥灌漿。化灌段長：第一段2m；第二段4m。化灌壓力：第一段0.7MPa；第二段1.0MPa。化灌后用水泥封孔,同時鑲鑄孔口管(入巖3m)，待凝后進行以下各段水泥灌漿。
2.2 施工工藝
2.2.1 工藝流程
第一段鉆孔→第一段壓水→配漿→第一段灌漿→第二段鉆孔→第二段壓水→配漿→第二段灌漿→化學灌漿結束→拆除孔口裝置→掃孔并安裝孔口管(水泥灌漿用)
2.2.2 主要工序說明
(1) 壓水試驗
各孔段灌前的壓水試驗是確定配漿量及選擇配比的重要依據。可采用簡易壓水試驗，在穩定設計壓力下，每5min測讀一次壓入流量，在穩定流量下連續兩次取平均值，且兩者讀數之差小于1L/min即結束，最終值為壓水試驗采用值。壓入流量和配制的丙烯酸鹽漿液膠凝時間參考對應關系見表2-1：
正式配漿前應通過反復試驗找出不同漿液濃度、不同膠凝時間的多組配方，以滿足不同前提條件的灌漿需要。試驗得出的配方僅適用于施工所在地的水質條件和當時的氣溫條件。當水質及氣溫等外部條件發生變化時，應重新試驗配方，且不可以不變的配方應萬變的外部條件。丙烯酸鹽漿液的濃度用所灌地層含水量控制，經驗對應關系見表2-2。
因丙烯酸鹽漿液瞬間膠凝，影響漿液膠凝時間的因素又較為復雜，故配漿以少配多次的原則進行,以最程度減少浪費。一般第一批混合的漿量以滿足管路和孔段占漿量再加開始10min的吸漿量為限，以后每批混合漿量以滿足10min的吸漿量為限。
(3) 灌漿
分Ⅲ序兩段灌注，灌漿過程按“雙液分批混合，連續灌注”的原則進行。灌漿開始時，打開孔口排水閥門，待漿液將孔內積水頂出后，關閉閥門，進行純壓式灌漿，灌漿壓力逐步升至設計壓力。灌漿結束標準為在設計壓力下，連續三次讀數小于0.1L/min。
2.3 灌漿成果
1#~6#機組下游帷幕灌漿歷時三個月，累計灌入丙烯酸鹽漿液7.2噸，1#~6#機組丙烯酸鹽灌漿成果見表2-3。
從上表可以看出，灌漿單耗和灌前壓水量兩個指標自Ⅰ序孔至Ⅲ序孔逐漸遞減，規律非常明顯。而灌后壓水檢查的值為零，說明丙烯酸鹽漿液對細微裂隙可灌性非常好，在相對不透水的構造巖中，丙烯酸鹽漿液尚有一定的注入量，本次丙烯酸鹽加強帷幕灌漿取得了非常好的效果。
3、地下洞室丙烯酸鹽堵防滲漏灌漿
3.1 工程概況及采用丙烯酸鹽灌漿的原因
陜西寧強二郎壩水電樞紐天生橋發電放空隧洞系豎升式進水口有壓隧洞，承擔發電引水，水庫放空的任務。隧洞圓形襯砌，洞徑D=3.6m，襯砌厚度40cm，電站設計水頭80m，洞身承受最水頭135m。發電洞洞身穿過砂質白云巖，為穩定的Ⅱ類圍巖。該發電洞運行多年后發現施工縫漏水、砼襯砌點面(散)滲等病害。為了預防該引水洞在高水頭運行時發生“內水外滲”現象，制定了以洞內壁噴涂處理為主的方案, 即最限度使用內表面噴涂法，使管內表層混凝土形成致密的防滲層，主要目的是防止“內水外滲”，噴涂材料選用和混凝土粘結強度高、性能優越的環氧涂料。但由于噴涂前圍巖微細裂隙中的儲存水通過混凝土裂縫向外滲水,給混凝土內壁噴涂造成困難。因此決定在噴涂作業前，先選用一種成本低、粘度低、高穿透性、防滲性能好的化學灌漿材料對滲漏區周邊圍巖進行壓力灌漿，使管內壁變成無水狀態然后噴涂。根據方案對灌漿材料的要求，綜合比較各種防滲灌漿材料，認為丙烯酸鹽漿材比較理想，而且成本較低。
3.2 主要工序
灌漿施工一般工序流程為：鉆孔→清孔→安裝灌漿塞→配漿→灌漿→拆卸灌漿塞→灌漿孔回填封堵（包括盲孔、廢孔）、表面清理→竣工
灌漿：灌漿方法和前||述三峽工程帷幕灌漿相似。點面滲區域灌漿時，由于滲點分散，連通性差，往往需要密布孔反復灌，直至表面發干，滿足涂刷條件。
3.3 施工情況總結
本次共處理200余平米點面滲。在處理過程中，由于滲水點分散，內部滲水通道連通性差，處理時需要密布孔，反復灌，多數部位經過3到4次灌漿后都能滿足涂抹要求。點面滲處理累計灌注丙烯酸鹽11360升，環氧增厚涂料500Kg。全部處理部位一次通過驗收，質量優良。
4 結束語
三峽工程丙烯酸鹽加強帷幕灌漿和二郎壩水電樞紐天生橋發電放空隧洞圍巖滲漏丙烯酸鹽灌漿取得了明顯的技術效果和良好的經濟效益。兩則工程實例表明：丙烯酸鹽是一種較為環保、防滲性能優良且成本相對低廉的化學灌漿材料，在力提倡環保概念的今天，它必然會引起家的關注。同時，我們作為經常使用各類化學灌漿材料的施工單位，也迫切想看到種類更豐富的環保型化學灌漿材料的出現。
2002年初，筆者有幸參與了三峽工程左岸廠房壩段1#~6#機組基礎帷幕灌漿施工任務，其中包括丙烯酸鹽加強帷幕灌漿任務，現著重將丙烯酸鹽漿材在該壩段帷幕灌漿中的使用情況簡要介紹。
2.1 丙烯酸鹽應用背景
三峽左廠1#~6#機組基巖斷裂發育，巖體透水率q>1Lu頻數較高（注：三峽工程主體建筑物基礎防滲灌漿帷幕的防滲標準是鉆孔壓水試驗透水率≤1Lu），且鉆孔涌水現象較普遍，帷幕灌漿單耗較。根據三峽總公司轉發的三峽樞紐工程質量檢查專家組對帷幕灌漿的意見“建議將1#~6#機組封閉帷幕，由重點加密改為全部加密加深，以形成連續帷幕”。為此，設計決定對左廠1#~6#機組段增加一排封閉帷幕灌漿孔，孔距250cm，分Ⅲ序施工。同時對淺層6m范圍采用丙烯酸鹽化學材料灌注。所有孔先進行淺層化灌，而后加深用水泥灌漿。化灌段長：第一段2m；第二段4m。化灌壓力：第一段0.7MPa；第二段1.0MPa。化灌后用水泥封孔,同時鑲鑄孔口管(入巖3m)，待凝后進行以下各段水泥灌漿。
2.2 施工工藝
2.2.1 工藝流程
第一段鉆孔→第一段壓水→配漿→第一段灌漿→第二段鉆孔→第二段壓水→配漿→第二段灌漿→化學灌漿結束→拆除孔口裝置→掃孔并安裝孔口管(水泥灌漿用)
2.2.2 主要工序說明
(1) 壓水試驗
各孔段灌前的壓水試驗是確定配漿量及選擇配比的重要依據。可采用簡易壓水試驗，在穩定設計壓力下，每5min測讀一次壓入流量，在穩定流量下連續兩次取平均值，且兩者讀數之差小于1L/min即結束，最終值為壓水試驗采用值。壓入流量和配制的丙烯酸鹽漿液膠凝時間參考對應關系見表2-1：
正式配漿前應通過反復試驗找出不同漿液濃度、不同膠凝時間的多組配方，以滿足不同前提條件的灌漿需要。試驗得出的配方僅適用于施工所在地的水質條件和當時的氣溫條件。當水質及氣溫等外部條件發生變化時，應重新試驗配方，且不可以不變的配方應萬變的外部條件。丙烯酸鹽漿液的濃度用所灌地層含水量控制，經驗對應關系見表2-2。
因丙烯酸鹽漿液瞬間膠凝，影響漿液膠凝時間的因素又較為復雜，故配漿以少配多次的原則進行,以最程度減少浪費。一般第一批混合的漿量以滿足管路和孔段占漿量再加開始10min的吸漿量為限，以后每批混合漿量以滿足10min的吸漿量為限。
(3) 灌漿
分Ⅲ序兩段灌注，灌漿過程按“雙液分批混合，連續灌注”的原則進行。灌漿開始時，打開孔口排水閥門，待漿液將孔內積水頂出后，關閉閥門，進行純壓式灌漿，灌漿壓力逐步升至設計壓力。灌漿結束標準為在設計壓力下，連續三次讀數小于0.1L/min。
2.3 灌漿成果
1#~6#機組下游帷幕灌漿歷時三個月，累計灌入丙烯酸鹽漿液7.2噸，1#~6#機組丙烯酸鹽灌漿成果見表2-3。
從上表可以看出，灌漿單耗和灌前壓水量兩個指標自Ⅰ序孔至Ⅲ序孔逐漸遞減，規律非常明顯。而灌后壓水檢查的值為零，說明丙烯酸鹽漿液對細微裂隙可灌性非常好，在相對不透水的構造巖中，丙烯酸鹽漿液尚有一定的注入量，本次丙烯酸鹽加強帷幕灌漿取得了非常好的效果。
3、地下洞室丙烯酸鹽堵防滲漏灌漿
3.1 工程概況及采用丙烯酸鹽灌漿的原因
陜西寧強二郎壩水電樞紐天生橋發電放空隧洞系豎升式進水口有壓隧洞，承擔發電引水，水庫放空的任務。隧洞圓形襯砌，洞徑D=3.6m，襯砌厚度40cm，電站設計水頭80m，洞身承受最水頭135m。發電洞洞身穿過砂質白云巖，為穩定的Ⅱ類圍巖。該發電洞運行多年后發現施工縫漏水、砼襯砌點面(散)滲等病害。為了預防該引水洞在高水頭運行時發生“內水外滲”現象，制定了以洞內壁噴涂處理為主的方案, 即最限度使用內表面噴涂法，使管內表層混凝土形成致密的防滲層，主要目的是防止“內水外滲”，噴涂材料選用和混凝土粘結強度高、性能優越的環氧涂料。但由于噴涂前圍巖微細裂隙中的儲存水通過混凝土裂縫向外滲水,給混凝土內壁噴涂造成困難。因此決定在噴涂作業前，先選用一種成本低、粘度低、高穿透性、防滲性能好的化學灌漿材料對滲漏區周邊圍巖進行壓力灌漿，使管內壁變成無水狀態然后噴涂。根據方案對灌漿材料的要求，綜合比較各種防滲灌漿材料，認為丙烯酸鹽漿材比較理想，而且成本較低。
3.2 主要工序
灌漿施工一般工序流程為：鉆孔→清孔→安裝灌漿塞→配漿→灌漿→拆卸灌漿塞→灌漿孔回填封堵（包括盲孔、廢孔）、表面清理→竣工
灌漿：灌漿方法和前||述三峽工程帷幕灌漿相似。點面滲區域灌漿時，由于滲點分散，連通性差，往往需要密布孔反復灌，直至表面發干，滿足涂刷條件。
3.3 施工情況總結
本次共處理200余平米點面滲。在處理過程中，由于滲水點分散，內部滲水通道連通性差，處理時需要密布孔，反復灌，多數部位經過3到4次灌漿后都能滿足涂抹要求。點面滲處理累計灌注丙烯酸鹽11360升，環氧增厚涂料500Kg。全部處理部位一次通過驗收，質量優良。
4 結束語
三峽工程丙烯酸鹽加強帷幕灌漿和二郎壩水電樞紐天生橋發電放空隧洞圍巖滲漏丙烯酸鹽灌漿取得了明顯的技術效果和良好的經濟效益。兩則工程實例表明：丙烯酸鹽是一種較為環保、防滲性能優良且成本相對低廉的化學灌漿材料，在力提倡環保概念的今天，它必然會引起家的關注。同時，我們作為經常使用各類化學灌漿材料的施工單位，也迫切想看到種類更豐富的環保型化學灌漿材料的出現。
