灌浆在水工建筑物中的作用研究

'灌浆在水工建筑物中的作用研究摘要：灌浆是一种比价复杂的工艺，意义重大，这种技术的作用就是减少渗透性，主要是通过把浆液灌入建筑物中的空隙、缝隙、裂隙或者洞穴，这样就会增加强度、减少地基的变形等。依据制成浆液的状态，灌浆材料可以分为两种：固粒状浆材与化学浆材。本文主要对灌浆在水工建筑物中的应用进行研究，希望对此与同行进行探讨。关键词：灌浆；作用；水工建筑物中图分类号：TV543文献标识码：A文章编号：防渗灌浆是建筑工程中具有专业性的复杂工艺，应用作用很广泛，它的使用历史由来已久。水工建筑物能否有良好的防渗能力，与灌浆技术存在很大的关系，水工建筑物地基的基础做防渗灌浆处理，一直是水利工程进行地质条件改良重点。为促进水利水电工程建设事业的发展，灌浆技术进行研究很有必要。一、灌浆材料的基本情况1.固粒状的灌浆材料特点：（1）细小的颗粒。只有达到一定细度，才会更容易进入裂隙，经研究其粒径维持在裂隙宽度1/3以下效果才是很好的。（2）浆液具备较强的稳定性。固体的颗粒材料和水混合之后，在一定时间内保持均匀分散悬浮的状态，应该具备较好稳定性与较强的流动性。第6页共6页 （3）胶结有较高的强度。灌入裂隙之后一段时期之后应胶结为坚硬结石，多建筑物有充填和固结的效果。（4）结石要高强度。灌浆效果要有耐久性，这要求结石有一定水准的强度、较高的粘结力以及可以抵抗侵蚀。水泥灌浆材料是一种固粒状灌浆材料，被最早使用，适用范围很广，水灰比保持在10∶1到0.6∶1之间，传统的普通水泥最大粒径是44μm～100μm之间，受颗粒粒径限制，水泥的浆液不容易灌入渗透系数低于0.5cm/s的粗质砂或者裂隙的宽度小于0.6mm岩体。水泥细度以及掺合料改进之后可解决这些问题。2.新型常用的水泥包括下面几种：（1）超细的水泥：水泥磨细之后平均粒径4μm左右，最大粒径可以达到10μm，表面积达到8000m2/Kg以上，这种状态下的浆体稳定性比较强，固结析水少，可以防止产生新的渗水通道，灌入渗透系数为10-3cm/s到10-4cm/s的颗粒细砂中。可以单独使用超细水泥加固建筑物地基，也可以与水玻璃混合使用进行堵漏灌浆。（2）硅粉性质水泥：硅粉是一种副产品，生产硅铁合金或硅的产物，它的直径在0.1μm左右，是一种细微玻璃状的球体。这种材料具有高活性，极细的颗粒硅粉使浆液极具稳定性，不沉降的水泥颗粒和不泌水的浆液，从而产生触变性能浆液。二、化学灌浆材料的基本情况第6页共6页 第一，颗粒粒径限制了水泥浆液，这使得他难于灌入细微的裂缝。水流流速也会限制水泥灌浆。灌浆规范规定，这时候地下水的流速小于600m/d。在实际的应用中流速低于80m/d才能够灌注水泥浆，高于这个限定，需在其中掺加进速凝剂。如果遇到基础发生涌水和基岩夹泥的断层破碎带，便无法操作水泥灌浆。第二，化学灌浆材料的可灌性比水泥好，可以按工程需要对浆液胶凝时间进行调节，所以也适用流动水部位，对堵漏或防渗有重要作用。化学灌浆可以改进工程质量、增加施工效率和提高经济合理性。化学灌浆材料有如下特性：一是浆液粘度较低，有很好的可灌性，在较低压力下可以灌入细微的裂缝。二是凝胶体的密实性、耐久性和防渗性较好，可以用于补强的加固灌浆，还要具有一定程度的抗压和抗拉强度，对混凝土的裂缝处理需有良好粘结强度。三是操作工艺须特殊，浆液适用期时间较长，有利于浆液进入裂缝的深处，还要求浆液胶凝的时间方便调节，适应不同灌浆的要求。四是浆液无毒，不会产生环境污染。第三，化学灌浆材料按灌浆对象可分为：防渗堵漏材料和补强加固材料。其中防渗堵漏材料包括水玻璃类、丙烯酰胺类、丙烯酸盐类、发泡型聚氨酯类；补强加固材料包括环氧树脂类、丙烯酸酯类、聚酯树脂类、加固型聚氨酯类。（1）丙烯酸酯浆材（甲凝）。丙烯酸酯浆材是以甲基丙烯酸甲酯为主要原料配制而成一种低粘度液体，可灌性好，能灌入0.05mm的细微裂缝，在0.2MPa～0.3MPa压力下，浆液能够渗入混凝土内4～6cm，起到浸渍作用，固化物粘结强度高，使得混凝土裂缝及其附近的缺陷得到加固。（2）环氧树脂类浆材。第6页共6页 环氧树脂具有粘结力强，收缩小，常温固化等特点，由于本身粘度较大，作为灌浆材料使用时必须降低其粘度。按稀释体系的种类可分为3类。非活性稀释剂体系。采用丙酮、二甲苯等非活性稀释剂来稀释环氧树脂，配制简单，固化反应放热小，使用方便，但是由于稀释剂不参与反应，因此固化物物理力学性能下降，粘结力较低。活性稀释剂体系。活性稀释剂可参与固化反应，不影响固化物性能，但稀释效果不理想，可灌性受到一定的限制。糠醛――丙酮稀释体系。目前最为广泛采用的是糠醛――丙酮作混合稀释剂的环氧树脂浆液。此法配制的浆材起始粘度降低为1cp～10cp数量级，与水的粘度相近，配合压力灌浆能够较好的处理一般水工建筑物的裂缝加固问题。（3）加固型聚氨酯类浆材。油溶性聚氨酯通常是先将多异氰酸酯和多羟基化合物预聚成低聚物，再配以稀释剂、表面活性剂、催化剂等成分组成。其固化物会产生体积膨胀，提高了浆体在裂缝内的充填率，但随着掺入的稀释剂逸出还会发生体积收缩，效果不甚理想。（4）水溶性聚氨酯灌浆材料。第6页共6页 水溶性聚氨酯化学灌浆材料既可用于补强加固，也可用于防渗堵漏。其主要由丙烯酸酯、聚氨酯预聚体和复合固化剂组成，粘度较低，调节丙烯酸酯和聚氨酯预聚体的比例可得到不同性能的浆体，以满足不同的灌浆要求。水溶性聚氨酯浆液的起始粘度仅为30cp，接近水的粘度，可灌性好，可以灌入开度为0.05mm的细微裂隙，用于混凝土裂缝加固的同时，还可以渗入混凝土裂缝两侧的微小气孔内，起到浸渍加固的作用。固化物抗压强度最高可达60MPa，粘接强度可达2.2MPa～2.5MPa，潮湿界面粘结强度可达1.5MPa，可以满足补强加固普通混凝土的细微裂缝的要求。可以对水溶性聚氨酯的聚合时间进行调节，诱导期也较长，浆液的适用时间长，施工操作较方便，浆材损耗率也大为降低。如今水工新材料研究的方向是水下修补材料与防腐蚀、快固化以及能够抗冲磨混凝土的表面防护涂层，研究开发水下混凝土、快速密封剂、化学丙烯酸盐的灌浆材料以及快固化、抗冲磨、防腐蚀的混凝土表面涂层新材料，它们适用于水下的混凝土像坝面、桥墩、消力池等部位的薄层进行水下修复，对水下混凝土的裂缝以及伸缩缝的补强加固和密封，关于混凝土水下化学灌浆的管埋应用前景比较的广泛，涉及到封面止封的处理与隧洞止水，防渗堵漏混凝土的渗水裂隙，防渗帷幕灌浆坝基岩石的裂隙，土壤加固以及喷射混凝土等施工。需要注意的是，在灌浆过程中如果发生串浆，串浆孔如具备防渗灌浆的条件，可以防渗灌浆，要以一泵对一孔。待防渗灌浆结束后，对串浆孔再扫孔和冲洗，继续钻进与防渗灌浆。灌浆工作应该连续进行，如果因故中断，按照下述的原则处理。及早对防渗灌浆进行恢复，恢复防渗灌浆用开灌比级浆液灌注。防渗灌浆恢复后，注入率比中断前减少，且短时内就停止吸浆，要采取措施补救。在防渗灌浆的过程中回浆如变浓，就换用水灰比相同的新浆灌注。检查防渗灌浆质量以分析压水试验的成果为主，根据钻孔、防渗灌浆记录、取芯资料以及测试成果等评定其质量。第6页共6页 结语：综上所述，对水工建筑物的防渗灌浆是水利水电建设工程施工中重要的技术之一，防渗灌浆作为对水工建筑物处理地基中重要的措施，应引起我们高度重视，防渗灌浆控制施工措施应该加以研究，进而确保防渗灌浆工程施工的质量。参考文献：[1]潘兴国.灌浆技术在水工建筑物中应用探讨[J].水利天地，2009（5）[2]郭建.灌浆在水工建筑物中的作用研究[J].建筑科技与管理，2013（4）[3]张晓威.刍议防渗灌浆在水利水电工程中的应用[J].城市建设理论研究，2013（2）第6页共6页'