最新化學(xué)灌漿介紹.docx

灌漿專業(yè)發(fā)展概況一.概述灌漿是把各類工程漿材(懸浮分散顆粒漿或化學(xué)真溶液) 通過(guò)壓力傳輸系統(tǒng)(泵和傳輸裝置) 壓入地層或構(gòu)筑物的裂隙或缺陷部位，使之固化或凝膠， 從而對(duì)地層或構(gòu)筑物起到加固補(bǔ)強(qiáng)或防滲堵漏作用的一種近代工程技術(shù)。 分水泥灌漿和化學(xué)灌漿兩大類。 水泥灌漿己有163年歷史， 化學(xué)灌漿也有77年的記錄。在現(xiàn)代水電和建筑工程中灌漿技術(shù)是不可或缺的。長(zhǎng)江科學(xué)院(長(zhǎng)科院)灌漿專業(yè)始建于1958年。40多年來(lái)緊密結(jié)合長(zhǎng)江水利委員會(huì)(長(zhǎng)江委)承擔(dān)設(shè)計(jì)的大中型水電工程項(xiàng)目，圍繞三峽工程需要研究解決的各類灌漿課題， 開(kāi)展科研創(chuàng)新， 逐漸發(fā)展壯大。 現(xiàn)己擁有漿材和灌漿技術(shù)研究、 設(shè)備和儀器開(kāi)發(fā)、 施工組織和管理、 物化和力學(xué)分析檢測(cè)的工程技術(shù)力量40余人，約占全院職工的5%。其中教高5人， 高工9人， 博士1人， 碩士10人。 分布在下屬的巖基、材料結(jié)構(gòu)、儀噐及自動(dòng)化三亇研究所和武漢長(zhǎng)江工程技術(shù)公司之中，已成為水電系統(tǒng)頗具實(shí)力的一支灌漿技術(shù)研究開(kāi)發(fā)力量. 他們?cè)?0多年的灌漿技術(shù)研究中,為我國(guó)的水利水電事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn).40多年來(lái)長(zhǎng)科院在灌漿材料、 設(shè)備儀器、 工藝技術(shù)上榮獲國(guó)家和省部級(jí)獎(jiǎng)7項(xiàng)， 其中全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)1項(xiàng); 湖北 省科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)1項(xiàng); 水利部科技進(jìn)步獎(jiǎng)5項(xiàng)(二等獎(jiǎng)2項(xiàng)， 三等獎(jiǎng)1項(xiàng)， 四等獎(jiǎng)2項(xiàng))。 研究發(fā)展水泥和化學(xué)灌漿材料共20余種， 其中有5種漿材研究成果獲獎(jiǎng)。開(kāi)發(fā)研制灌漿設(shè)備儀器10余項(xiàng)， 其中有5項(xiàng)已產(chǎn)品化，3項(xiàng)獲獎(jiǎng)。 研究開(kāi)發(fā)灌漿工藝技術(shù)10余項(xiàng)， 其中有2項(xiàng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 申報(bào)漿材和設(shè)備專利3項(xiàng)。 發(fā)表灌漿論文100余篇。主編或參編專著、 專輯、 大型叢書(shū)、 論文集、 譯文集、史 志等正式出版物共10余冊(cè)。 提出了漿材拮抗理論和潮濕有水面漿材粘接理論。 受水利部委托編寫(xiě)了丙凝和環(huán)氧樹(shù)脂兩種化學(xué)灌漿施工技術(shù)規(guī)范(報(bào)批稿)。主持全國(guó)性灌漿專業(yè)會(huì)議3次。 長(zhǎng)科院現(xiàn)己是中國(guó)水利學(xué)會(huì)地基與基礎(chǔ)工程專業(yè)委員會(huì)副主任委員單位， 化學(xué)灌漿分會(huì)掛靠單位， 在國(guó)內(nèi)灌漿界享有較高的聲譽(yù)。多年來(lái),長(zhǎng)科院灌漿專業(yè)研究開(kāi)發(fā)工作始終貫徹既解決當(dāng)時(shí)長(zhǎng)江委承擔(dān)設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目灌漿問(wèn)題，又為三峽工程需要解決的灌漿問(wèn)題作技術(shù)準(zhǔn)備。 三峽工程灌漿重大技術(shù)課題是: 處理少數(shù)規(guī)模較大的斷層破碎帶以提高巖石整體性和力學(xué)性能; 改善斷層交匯帶軟弱物質(zhì)滲透穩(wěn)定性;提高巖石和混凝土細(xì)微裂隙的抗?jié)B性和探索弱風(fēng)化花崗巖下部可利用性。研究解決這些技術(shù)問(wèn)題對(duì)通常的水電建筑工程也有普適性。 通過(guò)以下簡(jiǎn)介， 可以認(rèn)為我們對(duì)這些問(wèn)題的研究和實(shí)踐上都做出了重大貢獻(xiàn)。二.灌漿材料的研究發(fā)展從20世紀(jì)50年代中期成立灌漿專業(yè)開(kāi)始， 漿材研究就分為水泥和化學(xué)兩大部分。在水泥漿材研究上可概括為六類，即干、濕磨細(xì)水泥漿材、外加劑改性水泥漿材、水泥-化學(xué)混合漿材、粘土水泥漿材、礬土水泥漿材和水泥錨固漿材， 共有10余種。50年代三峽工程研究初期， 針對(duì)斷層破碎帶和微及弱風(fēng)化帶固結(jié)灌漿， 在現(xiàn)場(chǎng)做了525#硅酸鹽水泥漿材灌漿試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)該種漿材灌不進(jìn)細(xì)微裂隙，因此在室內(nèi)開(kāi)展了震動(dòng)磨干磨細(xì)水泥漿(比表面8000cm/g) 漿材的研究工作。60年代初丹江口水電工程建設(shè)時(shí)， 繼續(xù)針對(duì)巖基細(xì)微裂隙的處理， 研制了震動(dòng)磨和雷蒙磨細(xì)水泥漿材; 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可灌入0.2mm細(xì)縫， 在縫面張開(kāi)度小的大壩接縫灌漿施工中得到了應(yīng)用，且 滿足設(shè)計(jì)要求。為了快速堵水, 還研究了兩種水泥-化學(xué)速凝灌漿材料(水泥水玻璃漿材和丙凝水泥漿材), 并在工程中得到應(yīng)用.60年代中期烏江渡電站建設(shè)時(shí)， 針對(duì)巖溶現(xiàn)象研究了添加外加劑(塑性劑+表面活性劑) 的 低水灰比(W/C=0.8) 速凝水泥砂漿(S/C1) 灌漿材料; 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)該漿材流動(dòng)性好，大于3cm的裂隙水泥砂漿充填密實(shí)， 結(jié)石強(qiáng)度高，為以后工程采用。80年代初期， 針對(duì)葛洲壩17#-21#機(jī)組壩段基巖強(qiáng)透水帶地下水流速達(dá)400m3/d，應(yīng)用了兩種水泥-化學(xué)速凝灌漿材料(丙凝水泥漿材和水泥水玻璃漿材)和研究出一種添加速凝劑的普通水泥漿材，解決了上述工程施工問(wèn)題. 針對(duì)萬(wàn)安水電站地下水對(duì)水泥帷幕具有溶蝕性，屬碳酸型，研究出礬土水泥漿材， 該漿材具有抗酸性侵蝕性。80年代中后期， 為提高萬(wàn)安工程巖石細(xì)裂隙的可灌性和帷幕密實(shí)性和改進(jìn)隔河巖水電工程巖溶發(fā)育但透水性弱地段帷幕的可灌性，研究出摻膨潤(rùn)土的粘土水泥漿材， 并在萬(wàn)安壩基主帷幕線上進(jìn)行了施工性現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)， 效果撿查達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。80年代未， 我院與國(guó)家建材院協(xié)作， 研制出灌漿水泥(干磨細(xì)水泥加調(diào)節(jié)劑)，其最大粒徑小于40m， 平均粒徑為7m， 可灌入0.2mm的裂隙。90年代初，針對(duì)即將開(kāi)工的三峽工程基巖微細(xì)裂隙固結(jié)灌漿， 用自制的GSM型水泥濕磨機(jī)研制出濕磨細(xì)水泥灌漿材料。漿材中水泥最大粒徑D951.0MPa， 己在長(zhǎng)江大堤荊南堤段上應(yīng)用成功， 滿足了堤防加固防滲的要求， 現(xiàn)己申請(qǐng)專利。五.灌漿效果檢測(cè)評(píng)價(jià)灌漿是否成功不只是看所采用的漿材和工藝技術(shù)好壞, 而主要是看最后的灌漿效果檢測(cè). 多年來(lái)我們用于效果檢測(cè)的手段也在不斷的進(jìn)步和發(fā)展. 最初的檢測(cè)手段主要是靠灌漿前后的壓水試驗(yàn), 該法目前仍是最基夲的灌漿效果檢測(cè)方式. 隨后又有鉆孔取樣, 測(cè)試樣品的彈模、劈裂抗拉強(qiáng)度和抗?jié)B系數(shù)等.70年代我們又發(fā)展了聲波檢測(cè)技術(shù), 它能較準(zhǔn)確測(cè)出裂縫寬、長(zhǎng)和深度及充填概況. 同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)原位彈模測(cè)試和地應(yīng)力測(cè)量也得到廣泛應(yīng)用.80年代又發(fā)展了小口徑金剛鉆快速取樣檢測(cè)和透射電鏡、掃描電鏡、透反射偏光顯微鏡、X射線衍射儀和能譜儀及差熱分析等現(xiàn)代的理化分析檢測(cè)手段, 能定量分析判斷出漿材究竟灌入了多細(xì)的裂隙和充填程度.90年代又在上述各種檢測(cè)手段的基礎(chǔ)上, 發(fā)展起灌漿效果綜合檢驗(yàn)評(píng)估技術(shù), 并在隔河巖、三峽工程上廣泛應(yīng)用, 對(duì)工程灌漿起到了一定的指導(dǎo)作用.在多年灌漿工程實(shí)踐和漿材、設(shè)備、技術(shù)以及檢測(cè)發(fā)展基礎(chǔ)上, 我院灌漿監(jiān)理隊(duì)伍也逐漸成長(zhǎng)起來(lái), 現(xiàn)己在三峽工程和長(zhǎng)江堤防隱蔽工程等水電工程灌漿項(xiàng)目和資詢服務(wù)中發(fā)揮了技術(shù)骨干作用.六.其它水工材料的開(kāi)發(fā)研究長(zhǎng)科院灌漿專業(yè)技術(shù)力量除在上述灌漿材料、設(shè)備儀噐和工藝技術(shù)研究上做出貢獻(xiàn)以外， 還在錨噴支護(hù)和水工修補(bǔ)材料上做了許多有意義的研究工作，并取得了實(shí)效。 在研究開(kāi)發(fā)出的10余項(xiàng)這類材料中， 有含硅粉和丙烯酸鹽的水泥錨噴支護(hù)材料， 它對(duì)隔河巖工程導(dǎo)流洞圍巖開(kāi)挖錨噴支護(hù)工作起了保證作用;水下不分散快硬混凝土(砂漿)，它對(duì)萬(wàn)安工程泄水閘中隔墻水毀修復(fù)水下工程作出了一定的貢獻(xiàn); CKB聚合物水泥砂漿， 它對(duì)高壩洲工程碾壓混凝土壩段層面縫防滲達(dá)到設(shè)計(jì)要求起了重要作用;可用于混凝土面防滲的水乳型環(huán)氧砂漿; 有能防混凝土炭化和提高混凝土防滲功能的CKM水泥密實(shí)劑;樹(shù)脂混凝土(砂漿)， 它在1981年葛洲壩二江泄水閘閘室底板沖磨破壞修復(fù)工程中使用的10種材料相比較中抗沖磨效果最好; YHR抗氣蝕涂層材料， 它在葛洲壩三江兩扇反弧門(mén)金屬面板氣蝕破壞修復(fù)中顯示了卓越的性能， 保持10余年不剝落， 不氣蝕。 以上這些研究應(yīng)用成果對(duì)水電和建筑工程的局部修復(fù)可以起到良好作用。七.灌漿與環(huán)境保護(hù)灌漿，尤其是化學(xué)灌漿常與一些有害化合物打交道，同時(shí)灌漿現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境會(huì)受到一定的影響, 因此,應(yīng)高度重視環(huán)境保護(hù)工作，避免因研究不當(dāng)或工作不慎造成環(huán)境污染， 危害人類或其它生物的健康和生存發(fā)展。 根據(jù)我院灌漿專業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)， 主要值得注意的問(wèn)題是:1.由于水泥漿材一般能滿足設(shè)計(jì)要求， 且造價(jià)較低，就其漿液成分分析有毒害物質(zhì)含量可以忽略， 因此遇到工程需要進(jìn)行灌漿處理的地方應(yīng)首先考慮選用水泥類漿材灌漿。2.化學(xué)漿材雖比水泥漿材可灌性好， 還具有一些比水泥漿材更好的性能，但造價(jià)較高， 其漿液成分中一般都有含量不等的有害化合物， 處理不好常會(huì)造成不同程度的環(huán)境污染。 因此， 在設(shè)計(jì)要求的前提下我們才考慮選用， 而且要選用化學(xué)漿材首先應(yīng)選用有害物含量低，能盡量避免造成環(huán)境污染的一些化學(xué)漿材。3.化學(xué)漿材應(yīng)嚴(yán)格控制使用在非用不可或別無(wú)選擇的工程關(guān)鍵部位，且用量應(yīng)盡可能少， 不要任意擴(kuò)大使用范圍。4.對(duì)于漿材組分中含有毒性較大化合物的化學(xué)漿材， 建議應(yīng)立即停用并盡快尋找代用漿材， 以免其污染環(huán)境， 造成人畜傷害。八.近期發(fā)展展望2000年12月初在三峽召開(kāi)的全國(guó)第八屆化學(xué)灌漿學(xué)術(shù)交流會(huì)上， 中國(guó)工程院院士、長(zhǎng)江委總工程師鄭守仁曾應(yīng)邀在會(huì)上對(duì)灌漿專業(yè)的研究發(fā)展提出了要求。他講話大意是,研究灌漿要考慮環(huán)保， 要根據(jù)不同的工程對(duì)象和情況研究不同的漿材、設(shè)備和工藝技術(shù)， 以保證工程灌漿中的環(huán)保性、耐久性和適應(yīng)性。 他的講話很有針對(duì)性，對(duì)灌漿專業(yè)今后的發(fā)展具有指導(dǎo)意義。 目前我院正處于科研體制改革時(shí)期， 據(jù)此,對(duì)我院灌漿專業(yè)今后的發(fā)展提出以下幾點(diǎn)建議:1.盡快把分布在三個(gè)研究所和一個(gè)公司的40余名灌漿專業(yè)技術(shù)力量有機(jī)組合起來(lái)，以充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用， 爭(zhēng)取出更多成果和創(chuàng)更大效益。2.科研成果轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的工作必須加強(qiáng)。 現(xiàn)已產(chǎn)品化的漿材、設(shè)備儀器和工藝技術(shù)要進(jìn)一步改進(jìn)、完善和提高，擴(kuò)大市場(chǎng)占有率， 搞好售后服務(wù)工作。