我国化学灌浆技术发展论文

2022-04-26 版权声明 我要投稿

摘要:伴随着我国水利水电事业的快速发展,在各类水利水电项目的实施中,对基础施工有着极为严格的要求。现阶段的技术发展条件下,基础灌浆技术成为了基础施工中的关键性技术,这一技术包含了多种的技术类型,为达到最佳的施工效果,工程人员要结合对现场情况的分析结果,来选择最佳的基础灌浆技术。下面是小编整理的《我国化学灌浆技术发展论文 (精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

我国化学灌浆技术发展论文 篇1:

新型化学灌浆泵在地下水封洞库工程中的应用

摘要:地下水封洞库工程较地面储库具有安全性能高、运营管理费用低、使用寿命长等优点。以湛江地下水封石油洞库工程防渗堵漏灌浆施工为依托,介绍了新型化学灌浆泵在地下水封洞库工程施工的应用,采用了新型化学灌浆泵嵌入式系统控制专用驱动器。样机试验结果表明:灌浆压力控制精度高,长时间保持稳压渗透化学灌浆,可有效发挥浆材作用,施工效率高,且能满足防渗堵漏加固补强化学灌浆施工需求。

关键词:地下水封;洞库工程;化学灌浆;化学灌浆泵

中图法分类号:TV543.2 文献标志码:A DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.06.008

1 研究背景

与地面储库相比,地下水封洞库工程利用饱水岩体密封性进行储存,具有安全性能高、投资省、损耗少、运营管理费用低、使用寿命长以及污染小等优点[1-2]。目前,我国正在沿海地质条件优良的场区规划和建设多个大型地下洞库工程[3]。

在隧洞开挖时,地下水封洞库工程会遇到断层破碎带、裂隙带、泥化夹层、渗漏和塌方等情况,常采用水泥补强灌浆处理,但水泥浆液对断层破碎带、裂隙带的补强作用较小,未达到防渗堵漏的理想效果,需要采取化学灌浆材料进行封堵减渗漏,直至达到设计技术要求。

湛江地下水封石油洞库工程部分洞段受断层及节理裂隙密集带影响,裂隙发育,岩体破碎,围岩稳定性差,需对渗水部位快速封堵,并通过补强措施提高岩体的整体性和安全性。前期虽经过多次水泥和细水泥灌浆,但因岩层的特殊性和处理方式的局限性,未达理想效果,经组织多名专业技术人员开展生产性试验、确定防渗堵漏复合灌浆方案。本文以湛江地下水封石油洞库工程项目为例,介绍了新型化学灌浆泵在地下水封洞库工程施工的应用情况。

2 工程概况

湛江国家石油储备地下水封洞库工程位于广东省湛江市廉江市良垌镇,工程包括地下工程和地上辅助设施两部分,设计石油储备库容500万m3。地下工程主要由主洞室群、竖井、水幕系统及施工巷道等组成。其中主洞室群由10条主洞室组成,洞室数量较多,且开挖及支护施工平行作业,施工干扰较大,洞室范围内主要为微风化-微风化片麻状花岗岩,裂隙较发育-不发育,有局部裂隙发育,岩体破碎。

1号地下油库隧洞在隧洞开挖时出现过塌方。在塌方处进行钢拱架处理,采取水泥补强灌浆处理,但是此段有明显破碎带,裂隙发育良好,渗漏水丰富,多次采用水泥浆液注浆后,岩石表面仍有明显渗水现象。这表明水泥浆液对裂隙带、断层破碎带无法起到防渗堵漏作用,需要采用水泥化学复合灌浆进行封堵减渗漏。

通过材料与石油混合实验结果表明:环氧树脂化学材料与石油没有任何反应现象,在隧洞渗漏水处理试验质量检查满足设计要求后进行封堵。灌浆施工采用全孔一次性钻扫孔,埋管纯压式一次性灌浆,环间环内不分序,环内从底孔至顶孔先钻孔。钻孔有涌水或压水透水率较大孔段进行水泥注浆或者聚氨酯材料注浆。待材料凝固后,再对此孔钻扫孔进行环氧树脂材料注浆。单耗浆量超过100 kg的灌浆孔,在旁边增加灌浆孔进行加密处理。对渗水构造发育地段可以增加环间加密灌浆处理。

3 化学灌浆泵

3.1 概 况

化学灌浆成套技术已发展成为解决建筑物不良地质体加固与防渗、混凝土裂隙防渗堵漏等技术难题不可或缺的解决方案[4]。化学灌浆设备是化学灌浆成套技术中的重要环节,主要有制浆、储浆设备和化学灌浆泵,其中较为重要的是化学灌浆泵[5]。其性能优劣、使用方法的正确与否,直接影响化学灌浆的质量[6]。从原始的简易手动泵,到机械传动、液压传动,发展到电控系统和微机系统,再到大数据物联网系统,化学灌浆泵一直持续改进创新,不断满足现代工程对化学灌浆的需要,为工程建设作出贡献。

由董建军等[7]研制发明的HGB-1(2)型化学灌浆泵,泵体动作通过液压系统流量及压力的调节进行控制,泵体结构合理,使用方便、易清洗,为后续新型灌浆泵的研制提供了较为重要的参考价值。由李珍等[8]提出以步进电机为驱动的新型灌浆泵,利用步进电机带动丝杠螺母转动,驱动丝杠连同活塞直线运动,设备可操作及可控性强,适用于环氧树脂和聚氨酯化学灌浆材料的施工,在化学灌浆领域得到广泛使用。

化学灌浆泵包括泵体、密封管路系统、传动与控制、调速器、稳压系统等结构。化学灌浆泵呈现点密封性、易拆洗、安全性、多品种等特点,根据压力、流量和温度等参数,合理的匹配化学灌浆泵设备,使化学灌浆泵能更好满足施工需要,适应不同需求。

3.2 新型化学灌浆泵

本文新型化学灌浆泵采用以AVR为核心的嵌入式系统精确控制专用驱动器,专用驱动器驱动伺服电机,进行精确调压、稳定控压,最大压力为25 MPa,最大流量为5.5 L/min。

新型化学灌浆泵的设备结构如图1所示。

泵头分为进浆和出浆两部分,不断吸入和输出化学灌漿材料。泵头部分的进口阀连接吸料管,进口阀内装有单向导通的钢球与阀座,泵头吸入化学灌浆材料,液压泵体的出浆压力和流量满足工程要求。泵头连接油浆隔离器,数显压力表,油压隔离器保证压力表的精度和稳定性,数显压力表显示实时压力。开关电源控制设备的开关运行,压力调节增加和减少压力预定值。专用驱动器是化学灌浆泵的传动核心,伺服电机是动力源,驱动单缸柱塞泵,带动偏心轮通过曲柄连杆带动柱塞泵的往复运动,通过进出口钢球与阀座的配合运动,从而完成化学灌浆材料的吸入和输出。

嵌入式系统产生PWM脉冲调节信号控制驱动器,驱动器驱动伺服电机。温度传感器和压力传感器的采样数据发送至嵌入式系统,嵌入式系统同时控制彩色显示屏,金属键盘和蜂鸣报警器。压力调节输入值由金属键盘输入,或者人工操作电机旋钮的设定输入值。设定的输入值传输至嵌入式系统,已编程封装的嵌入式系统参数自整定控制器发挥作用,依据设定参数及参数自整定控制原理进行调速。通过嵌入式系统编程控制驱动器,完成伺服电机恒压调速。系统控制如图2所示。

3.3 结合传统灌浆泵对比分析

结合传统化学灌浆泵对比分析,新型化学灌浆泵采用柱塞式泵体结构,轴向柱塞泵柱塞与主轴平行,工作时柱塞随缸体绕中轴转动,实现缸体内的往复运动,相较传统泵避免了结构中存在的接触高副摩擦,提高灌浆压力和效率,降低了脉动幅度,进而减小振动和噪音,同时降低了加工难度,更适用于环氧化学浆材。

上一代化学灌浆泵设备体积重量较大,不利于狭窄廊道空间作业,老式指示表显示不灵敏不稳定。新型化学灌浆泵设备机身移动灵活、结构简单、可操作及可控性强、易拆装清洗,更符合工程实际的需求。采用嵌入式系统进行压力精确稳定控制,电机调速范围大、调速平滑性好且具有足够的机械特性。液晶屏可实时显示数据,操作界面人性化,设备具有自诊断自保护功能,施工效率高。

由于化学灌浆材料具有一定腐蚀性,新型化学灌浆泵泵体采用全密封管路系统,下一阶段针对密封件作进一步研究,更有利于人身安全和环境保护,使化学灌浆泵能更好地满足现场施工作业的需要,适应用户不同需求。

4 工程应用

地下水封石油洞库工程防渗堵漏灌浆施工主要施工流程:①施工准备;②确定施工部位;③搭建灌浆平台、化学灌浆设备就位;④资料收集、地质条件分析;⑤确定施工方案;⑥测量放线;⑦分序钻孔(钻孔冲洗、验收、埋管和阻塞—灌浆泵调试、管路连接—压水试验—灌浆材料配制—化学灌浆—待凝—抬动观测);⑧质量检查;⑨封孔、清理;⑩取芯测试;11项目验收。地下水封石油洞库工程防渗堵漏灌浆施工流程如图3所示。

在防渗堵漏灌浆施工现场搭设移动式灌浆操作平台,化学灌浆泵放置操作平台上,泵头连接进浆管,将进浆管放入塑料贮浆桶内,开始化学灌浆时先将灌浆压力调至起始压力。

(1)化学灌浆泵启动检查。接交流220 V电源,进浆管连接泵头下部进浆部件,并与搅拌桶连接,出浆管连接泵头出口出浆部件,并与灌浆孔口管连接。化学灌浆泵应进行空载试运转,当设备运转正常进行压水试验,模拟化学灌浆工况,在搅拌桶内装水并连接管路,观察各管路无漏浆情况,设备正常无报警后正式进行化学灌浆。

(2)化学灌浆泵施工。施工启动化学灌浆泵,利用环氧浆液将孔内积水进一步赶出,直至回浆管口有持续纯浆排出,关闭回浆阀继续灌浆。观察孔口返水情况,判断孔内是否有漏浆情况发生。化学灌浆泵排浆量能无极调节且能满足最大和最小注入率的要求。在灌浆泵出浆口处安设压力表,其最大标值应为最大灌浆压力的2.0~2.5倍,压力表与管路之间要有隔浆装置,工作压力在压力表最大標值的1/4~3/4之间,压力表在使用前检验其准确性,误差控制在5%以内,所有化学灌浆设备都有备用配件。灌浆管路采用Ф14 mm高压软管连接,灌浆管路能承受压力不小于10 MPa。灌浆压力宜读取压力波动的中值,波动范围应不大于灌浆压力的20%,灌浆压力的最大值也应予以记录。摆动范围应作记录,并有专人看守压力表,不得超压。灌浆压力记录以孔口压力为准。化学灌浆过程以逐级升压为原则,每段灌浆压力结合现场实际情况确定。

(3)化学灌浆泵灌浆结束及压水检查。化学灌浆过程中,灌浆压力达到设计压力值后,化学灌浆注入率不大于结束值,再继续灌注30 min进行闭浆待凝,才可结束灌浆。压水试验检查应在灌浆结束28 d后进行,检查孔数量不少于灌浆孔总数的5%。压水压力采用设计压力。检查合格标准:85%以上孔段的透化学水率小于1 Lu,其余孔段的透水率小于1.5 Lu,且分布不集中。

(4)化学灌浆泵用后清洗保养。先用水对进回浆管路带压冲洗干净,再用丙酮清洗管道接头及阻塞器,灌浆泵泵头用丙酮冲洗干净后,加上润滑油。若出现管道堵塞,将丙酮打入管道内循环清洗。

5 结 语

新型化学灌浆泵采用嵌入式系统控制专用驱动器,灌浆压力控制精度高,可长时间保持稳压渗透化学灌浆,能有效发挥浆材作用,在湛江地下水封石油洞库工程防渗堵漏灌浆施工中可满足防渗堵漏加固补强化学灌浆施工需求,可在同类地下水封洞库工程防渗堵漏加固补强中推广应用。

参考文献:

[1] 李仲奎,刘辉,曾利,等. 不衬砌地下洞室在能源储存中的作用与问题[J]. 地下空间与工程学报,2005(3):350-357.

[2] 王者超,李术才,薛翊国,等. 大型地下水封石油洞库围岩完整性、变形和稳定性分析[J]. 山东大学学报(工学版),2011,41(3):112-117,125.

[3] 符淋坤,成传欢,李鹏,等. 湛江国储地下水封洞库工程主洞室顶拱层开挖爆破试验研究[J]. 长江科学院院报,2018,35(8):145-150.

[4] 汪在芹. 高水头下不良地质体防渗补强技术研究与应用[J]. 长江科学院院报,2018,35 (5):1-5,26.

[5] 李浩宇,黄科. 化学灌浆设备浅析[J]. 中国建筑防水,2011(4):39-43.

[6] 蒋硕忠. 我国化学灌浆技术发展与展望[J]. 长江科学院院报,2003(5):26-28,35.

[7] 董建军,尹作仿. HGB-1(2)型化学灌浆设备的研制[J]. 长江科学院院报,2000, 17(6): 15-17.

[8] 李珍,魏涛,柏国奈,等. 步进电机驱动化学灌浆泵[P]. 2010-07-14.

(编辑:唐湘茜)

作者:张慧 李珍 赵晓 邵晓妹 李发权

我国化学灌浆技术发展论文 篇2:

水利水电建筑工程中的基础灌浆施工

摘要:伴随着我国水利水电事业的快速发展,在各类水利水电项目的实施中,对基础施工有着极为严格的要求。现阶段的技术发展条件下,基础灌浆技术成为了基础施工中的关键性技术,这一技术包含了多种的技术类型,为达到最佳的施工效果,工程人员要结合对现场情况的分析结果,来选择最佳的基础灌浆技术。基于此,本文详细分析了关于水利水电建筑工程中的基础灌浆施工技术,对同类型项目具有一定的技术指导价值。

关键词:水利水电工程;基础灌浆;施工技术

水利水电工程项目在区域经济发展等方面都发挥着重要的作用,兼具多重功能和效益,但因为此类项目的性质特殊、施工环境恶劣,施工企业在参与此类项目的实施中,应该注意每个施工环节的细节管理和控制,尤其是基础结构不稳是水利水电工程项目中最为常见的问题,为保持基础结构的稳定性和安全性,可通过基础灌浆技术的应用,来解决基础施工中的技术限制,给水利水电工程提供稳定的基础结构保障。

1.对基础灌浆的分类

1.1岩石基础灌浆

基础灌浆包含了多种形式,岩石基础灌浆是其中的一种,如果在工程项目中采用的是這一灌浆形式,就需要对岩石基础部分加以灌浆施工,具体的施工作业开展中,利用钻孔灌浆作业,将前期配制好的胶凝性液体、流动性液体直接灌入到岩层中,当灌入的这些浆液全面硬化以后,也就可发挥浆液在岩石强度提升方面的作用,使得经由这一处理后的岩石抗渗性得以增强[1]。为使得岩石基础灌浆可以取得良好的施工效果,正式的施工作业开始之前,专业的施工人员要组织专人负责对工程现场的地质条件等加以全面分析,考虑地基应力、环境因素。

1.2固结灌浆

固结灌浆可有效使得基岩强度得以提升,使得基岩的透水性显著降低。如果在水利水电工程坝体施工中采用的是固结灌浆形式,需注重对基层混凝土厚度的科学控制,经由固结灌浆技术的规范化应用,基岩部分几乎不会出现冒浆问题。但在利用固结灌浆来完成相应的施工作业时,应加强对灌浆压力的科学控制,以提升灌浆施工质量。

1.3帷幕灌浆

在上游迎水面坝基施工中,帷幕灌浆施工方式更为有效,具体的施工作业进行中,在现场的相应位置处,应进行连续防渗墙的构建,经由连续防渗墙的建设施工,可有效提升坝基的抗渗性能,使得坝底的渗透压力得到有效的控制。但帷幕灌浆施工中应加强对现场水文地质因素的全面分析,且灌浆时的深度相对较大,更多地采用的是单孔灌浆作业方式。

2.水利水电建筑工程中的基础灌浆施工技术

2.1普通灌浆加固技术

普通灌浆技术在水利水电工程中应用时,主要包含了水坝基础灌浆、坝体上游区域固结灌浆和水坝体帷幕灌浆等多种形式,在利用这一技术开展相应的施工作业时,为保障最佳的施工效果,工程人员在施工过程中要严格遵守以下要求:详细对施工全过程的相关数据加以全面记录,降低水位到设计标准;做好裂缝和灌浆孔的全面清洗,在正式的灌浆作业未开始之前,孔壁与孔底的洁净度要符合要求;清洗的过程中加大对水压的科学控制,结合孔洞深浅水的浑浊程度,来进行冲洗时间的控制[2]。

普通灌浆施工应严格按照先稀后浓的原则来开展,将水压力作为施工参照,陆续将浆液浓度加以提升,并在此过程中做好浆液水灰比的科学控制,必要情况下可在浆液内添加一定量的石英粉和铝粉,除了进行浆液浓度的有效调整,更可以实现浆液性能的优化。壁孔灌浆技术的应用可使得灌浆强度得以提升,在橡皮管弹性收缩压力作用下,达到自动注浆的效果,随后在此基础上逐步增大灌浆压力,将空气压入混凝土毛细管。

2.2高压喷射灌浆防渗透技术

在水利水电基础灌浆施工中的高压喷射灌浆技术应用,体现出多方面的技术优势,不仅在施工过程中的开挖量相对较小,成本投入偏低且施工相对简单,更在工程现场的占地面积偏小,几乎不会对周边环境产生明显的影响。大部分的水利水电工程基础防渗施工中,高压喷射灌浆技术是十分有效的技术,这一技术下,堤坝具有了更高的防渗性,有效缓解了雨季的洪水压力。但为使得水利水电基础施工中的高压喷射灌浆技术可得到良好的应用效果,应注意以下方面:钻孔施工环节,始终保持套管与钻进作业的同步性,以维持正常的孔循环,现场钻孔作业开展时,专业人员也要结合总体的施工规范和要求,进行垂直角度的科学控制,在喷射管向下植入的过程中,在孔洞底部进行泥浆固壁钻孔的布设;在高压喷射灌浆作业实施时,先适当提高序孔速度,随后放慢序孔速度,保持此速度放慢环节一定时间,当孔内返浆量相对偏少的情况下,适当进行速度的调整;按照施工要求,进行灌浆压力、速度和开进速度等基本参数的控制[3]。

2.3化学灌浆施工技术

对于一些水利水电工程项目的帷幕防渗透和堵漏防水处理施工中,化学灌浆技术有着十分广泛的应用,经由化学灌浆技术的规范化应用,水利水电工程基础结构质量和安全得以有效保障,还可以将基础部位的裂缝加以有效修复。根据水利水电工程中的化学灌浆技术应用,大坝、船闸和水库等施工环节,这一技术的应用效果突出。

化学灌浆施工作业应用在水利水电工程基础施工时,往往要借助于化学灌浆泵来完成灌浆施工作业。当下市场上包含了多种的化学灌浆泵,以驱动方式作为划分依据,泵有手动、电动、液压与气动泵之分;如果以灌浆方式作为划分依据,则为双液混合泵和泵前双液混合泵;以地点作为划分标准,有岩床化学泵和裂缝化学泵之分。为使得水利水电工程基础施工可达到预期效果,应通过对现场情况的全面考察,来进行化学灌浆施工方案的科学确定,选定对应的施工设备,做好对施工全过程的技术管控。

2.4诱导灌浆施工技术

诱导灌浆技术在水利水电工程基础施工中也非常常见,从这一施工技术在施工作业中的应用情况来看,为达到预期的施工目标,工程人员要以现场情况、施工要求作为基础,给后续的灌浆帐幕施工创造良好的施工条件,以实现对泥土侧压力的抵御,使得基础结构具有更高的防渗能力。

结束语:

水利水电工程项目实施中,基础灌浆是十分有效的施工方式,可有效提升基础结构的安全性和稳定性,但因为当下的基础灌浆施工技术呈现出多样性的特点,为发挥灌浆技术的优势,应结合对现场情况的考虑,来选择最佳的灌浆施工技术,提高基础施工效果。

参考文献:

[1]胡爱武.综述水利水电建筑工程中的基础灌浆施工技术[J].福建质量管理,2020,000(007):161.

[2]李洋华.试析水利水电建筑工程中的基础灌浆施工技术[J].建材与装饰,2020,607(10):35-36.

[3]苏宝东.在水利水电建筑工程中的基础灌浆施工技术[J].砖瓦世界,2019,000(022):266.

作者:玉苏普艾力·阿卜力米提

我国化学灌浆技术发展论文 篇3:

湖北小漩电站发电厂房混凝土高压化学灌浆堵漏技术

摘 要:通过小漩电站发电厂房工程实例,介绍挡水电站厂房混凝土层间渗漏水化学处理施工工艺及其应用。

关键词:渗漏;堵漏;化学注浆

混凝土裂缝是水工混凝土建筑物较普遍、常见的病害之一,特别是渗水混凝土裂缝,可能造成结构失效、渗漏加剧,对大坝及发电厂房的安全运行构成直接危害。渗水混凝土裂缝往往会伴生大量析钙、缝面杂质较多等现象。对这类裂缝的处理的关键部位除应满足防渗要求外,还同时要求恢复部分甚至全部结构强度。但是混凝土内部的裂缝是完全无规则的。一般传统堵漏的方法,是将裂缝或漏水处凿开,进行表面堵漏,但结果往往是堵住这里,那里又开始渗漏。因为水可以在砼内部裂缝中无规则运动,从相对薄弱部位渗出。

高压化学灌浆技术在我国起步较晚,在上世纪八十年代中期,曾有过推广应用高峰期。但由于受施工设备、材料的限制未能普及。近几年来随着我国经济的迅速发展,国外施工机具设备已大量进入中国,且成本降低幅度很大。灌浆材料的品种、产量也已大幅增加,高压化学灌浆技术发展较快。很多单位开展了大量的化学灌浆材料及灌浆工艺的研究试验,取得了大量的成功经验和丰硕科技成果。

湖北小漩发电厂房属于挡水建筑物的一部分,且挡水水位约为35米高,考虑到厂房迎水部位墙体及结构混凝土因各方面因素的影响,局部出现了高压慢渗现象,所以结合其它工程的类似经验及化学灌浆堵漏材料的特性,该电站厂房渗漏处理采用化学灌浆堵漏施工的工艺进行堵漏处理。

1、发电厂房工程概况

小漩水电站工程为河床式电站,大坝为混凝土闸坝结构,电站正常蓄水位264.00m。厂房坝段位于河床左岸,由主副厂房和安装间组成,垂直水流向总宽74.10m。发电主厂房宽42.08m,副厂房布置于主厂房下游;安装间布置在主厂房左侧,宽32.02m。

厂房坝段进口段流道进口底板高程238.71m,顶部布置坝顶交通公路,高程270.50m,电站正常蓄水时厂房上游蓄水深度为35.29m。主厂房与进口段流道椎管钢衬部位由较小结构尺寸的二期混凝土连接并挡水;安装间为一个坝段,垂直水流方向总宽32.00m,顺流向长33.0m,安装间上游迎水面墙体在高程为257.01m以下为1.5m厚,该高程以上墙体为1.0m厚。该部位由于墙体较薄易于出现高压慢渗现象,因此主厂房及安装间以上两个部位混凝土质量控制是防止渗漏的关键。

2、厂房墙面渗漏原因分析

1)、渗漏基本情况:

发电主厂房及安装间迎水面EL261.0m以下墙体渗漏点较多,主要集中在墙体层间结合位置、立面墙柱交接部位、一二期混凝土结合部位,以及墙体混凝土表面细微裂缝部位。混凝土渗漏处有的是层间线状,有的是片状,有的是无规则曲线状,个别地方形成明水流出,大部分地方属高压慢渗,渗漏处多有裂缝,缝宽一般在0.2mm~1mm左右。由于渗漏致使后续装修工序无法继续进行,所以必须进行堵漏防水施工。

2)、渗漏原因分析

电站厂房过水后,主厂房及安装间上游迎水面墙体多处出现渗水,经过分析,产生裂缝渗水的原因有两个:一是在混凝土浇筑过程中,层间接缝砂浆铺设不到位,混凝土振捣不密实导致产生渗漏通道;二是由于业主发电工期紧迫,为了加快进度,增加了混凝土输送泵的入仓方式,但由于厂房主体施工期间正直高温季节,由于泵送混凝土水灰比大,水泥用量大,导致浇筑完成的墙体上出现不少细微裂缝现象,因而在发电厂房蓄水发电后,由于厂房上游挡水最大水深达到35米,势必墙体出现导致高压慢渗现象。

3、防水堵漏方案的设计与优选:

混凝土建筑物裂缝是导致混凝土建筑物损坏的主要原因之一,这些裂缝引起的渗漏水解决起来很困难。一般传统的堵漏方法是将裂缝或渗水处凿开进行表面堵漏,结果是堵住这里那里又开始渗漏,因为裂缝在混凝土内部是无规则的,水可以在裂缝中自由串动,从相对薄弱的部位渗出。

根据现场调查结果,该电站厂房工程的迎水面墙体局部位置渗漏较严重,渗漏情况较复杂,属典型混凝土高压慢渗。传统表面堵漏的方法难以取得成效,解决挡水墙体渗漏问题需要全面分析,认真对待,堵防排结合,综合治理才能成功。首先是堵漏,先将大量裂缝和漏水点用高压化学灌浆方法堵住,再用有机化学灌浆材料自下向上,由两边向中间进行复合防渗,墙根底部设置排水沟并引流至廊道集水井,使整个基础达到完全止水无渗漏的目的。

化学灌浆则是指将化学材料配置的浆液,通过钻孔埋设注浆嘴,使用压力将其注入混凝土的裂缝中,使其扩散、凝固,达到堵漏、防水的目的。常用于修补较深的混凝土结构裂缝。根据灌浆的压力和速度,可分为高压快速灌浆法和低压慢速灌浆法。前者适用于混凝土深层裂缝漏水堵漏,后者适用于结构补强加固,本电站厂房工程更适于使用高压快速灌浆法。

高压化学灌浆堵漏可利用灌浆机产生的持续高压,将化学浆液灌注到混凝土内部的缝隙中,并将缝中的水完全沿来水通道并与水挤走反应形成凝胶将原来渗水缝隙完全填充满,达到永久止水目的。

这种灌浆方法的优点:

①压力高,一般可达20Mpa并能稳定恒压,能让化学浆液完全进入混凝土结构深层微小缝隙内部,止水效果好。

②化学灌浆液生产技术成熟,品种齐全,基本上都已实现单组份成品化生产,贮存稳定性好,开桶即可使用,不需现场配制。浆液与混凝土粘结性能好,且对混凝土无腐蚀,固化后无毒环保,可永久防水。

③施工工艺简单易行,施工速度快,止水效果立竿见影。工人劳动强度小,施工效率高,比传统作法快5~10倍。

④施工不受季节与天气限制,可用于各种工程,包括新建与抢修工程,饮用水工程等。施工综合费用低,经济效益与社会效益均显著。

4、化学堵漏材料及施工机具的选定

最常用的堵漏灌浆液是聚氨酯堵漏剂。分为油溶性和水溶性两类,适用的场合不同。水溶性聚氨酯固化后胶结体为弹性体软泡,可将水包住,但水份流失后将收缩到原体积,优点是弹性好抗變形,适用于长期有水场合。油溶性堵漏剂固化后胶结体为疏水性硬泡,反应后形成的胶结体不收缩,但弹性小,抗变形能力差,适用于变形小的场合。经与厂家技术人员就小漩发电厂房的渗水情况进行了分析,并结合以往其它项目的成功经验,采用下列材料和机具进行化学灌浆堵漏处理:

1)、DM-410抗渗1号(堵漏型):

单组份灰色粉体,凝结固化快、小时强度高,无毒、无味、无污染、不燃烧,耐化学品腐蚀。适用于砖石、混凝土、铸铁等基材堵漏。

可带水带压堵漏。凝结固化快、小时强度高,微膨胀水硬材料。可带水带压施工,适用于堵漏止水抢修加固。与水泥、砖石、铸铁等基材粘结力强。具体性能指标如下:凝结时间,初凝2~3min,终凝4~5min;抗压强度,1h≥20Mpa,3d≥30 Mpa;抗折强度,1h≥3.0Mpa,3d≥5.0 Mpa;粘结强度, 7d,≥1.5Mpa;试件抗渗性, 7d≥3.0 Mpa。

2)、DM-5600 PU聚氨酯灌浆堵漏剂

该材料属有机化学灌浆材料,具有良好的疏水性能,化学稳定性高,强度高,韧性好,具有较大的渗透半径和凝固体积比。外观为单组份透明粘稠状液体,耐酸、碱和有机溶剂,耐化学腐蚀性好。遇水反应,以水治水。灌浆胶与水产生化学反应后释放出CO2,气体产生的压力推动浆液向裂缝深处扩散,借其缓慢膨胀及持续压力,可将灌浆胶渗透至微细裂缝、蜂窝、孔洞及钢筋四周,达到完全止水的功能。无毒、无味、无污染、不燃烧。专用于渗漏水、涌水、喷水等场合的快速止水。施工时需用专用高压注浆机将灌浆止漏胶注入混凝土内部。在潮湿状态下,灌浆胶与混凝土的粘结性能优良。它在缝中遇水发生化学反应形成坚韧的固结体,因其优异的粘结性能、弹性及延伸性不会因建筑物的变形而引起二次渗漏。该种材料固化后无毒,对环境无污染,对人体无害,可用于饮用水工程。该化学灌浆材料具体性能指标如下:外观为淡黄色或棕色透明粘稠液体,密度为1.05g/cm3 ,粘度≤1000 mpa.s,凝固时间≤800s,发泡率,≥1000%,不挥发物含量≥78% 。

3)、高压灌浆机具的选用

化学灌浆施工时采用电动高压灌浆机。该机具常用于大型堵漏工程,适于水利、隧道及地下工程灌浆堵漏。该机使用220V电源,机重18kg,可长时间连续使用。灌浆压力可在4--23MPa之间精确设定,持久平稳,操作简便,省时省力工效高,堵漏效果好,该机经久耐用,维修清洗方便。

4)、常用辅助机具设备材料

高压清洗机:用于洗缝。工作压力6~8Mpa,喷枪上需配上牛油头才可使用。

①、电锤、冲击钻头:用于钻孔,常选用直径10~14mm,长度35~40cm的冲击钻头。

②、防水电缆:3×2.5,带电源插座的线盘。

③、丙酮:用于清洗灌浆机等,也可作为灌浆料的稀释剂。

④、水泥基防水材料(防水型、堵漏型):用于封缝、封口。

5、化学堵漏施工工艺:

本工程堵漏采用高压化学灌浆方法进行,堵漏的顺序应先四周后中间,因混凝土浇注时四周温度梯度大产生的温度应力大,裂缝产生的概率大,缝隙多渗漏情况较严重。无论是线性漏水缝或渗漏点,在施工前都应在渗漏部位作出标记或画出范围,然后进行清理---钻孔--埋注浆咀--洗缝--封缝--灌浆--拆咀--封口--防水修补等工序进行。

1)、清理:详细检查、分析渗漏情况,确定灌浆孔位置及间距。清理干净需要施工的区域,凿除混凝土表面突起及析出物,确保表面干净湿润。

2)、钻孔:使用电锤等钻孔工具沿裂缝两侧钻孔,钻头直径¢14mm,钻孔角度宜在30°±10°,钻孔深度约500mm,钻孔必须穿过裂缝,钻孔与裂缝间距100mm左右,钻孔间距约200~300mm。

3)、埋咀:在钻好孔内安装灌浆咀(又称止水针头),并且用专用工具拧紧,使灌浆咀周围与钻孔之间无空隙,不漏水。

4)、 洗缝:用高压清洗机以6MPa压力水向灌浆咀内注内洁净水,观察出水点情况,并将缝内粉尘清洗干净。

5)、封缝:将洗缝出现渗水的裂缝表面用抗渗1号(堵漏型)进行封闭处理,以防跑浆。

6)、灌浆:使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注PU灌浆止漏胶。立面灌浆顺序由下向上,平面可从一端开始,单孔逐一进行。当相邻孔开始出浆后,保持压力3~5min,即可停止本孔灌浆,改注相邻注浆孔。

7)、拆咀:灌浆完毕,确认不漏即可去掉或敲掉灌浆咀,并清理干净已固化的溢漏出的灌浆液。

8)、封口:用抗渗1号(堵漏型)进行灌浆口的修补,封口处理。堵漏工作完成后,清理施工现场,观察,若有遗漏再进行补注。

6、化学灌浆堵漏施工过程注意事项

1)、施工时操作人员必须佩戴防护眼镜、橡胶手套等劳动安全防护用品。,以防止浆液溅入眼内,如不慎溅入眼内,应立即用清洁水冲洗并尽快去医院治疗。

2)、施工现场严禁烟火。丙酮、灌浆料均为易燃危险品,施工现场要远离火源,通风良好。

3)、钻孔时注意电锤伤人,高压管路保持畅通,防止爆裂。灌浆设备用完,要及时清洗干净。

7、结束语

通过用高压化学灌浆机灌注灌浆止漏胶,对厂房渗漏点的渗水情况顺利得到解决。通过施工实践,采取上述施工技术,很好的控制了结构复杂部位的渗漏水现象,为同类工程结构的渗漏水处理积累了一些经验。事实证明,这套堵漏防水技术成熟可靠,效果良好,在电站工程施工过程中对于常规灌浆堵漏处理操作不方便的部位,值得推广。

但是根本上杜绝渗漏问题,关键是对同类型兼顾挡水功能的发电厂房混凝土施工过程中应从原材料检测、混凝土配合比实验、混凝土浇筑過程控制及混凝土成品养护等工序的质量控制的各个细节入手,进行质量控制和防范,最大可能的做好防渗堵漏施工的各关键工序。当然没有一种材料是百分之百可靠的,没有一种施工方法是尽善尽美美的,只有在正确合理选材、施工,才能达到彻底防水的目的。

作者:张新民

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