科技成果

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成果名称: 水泥-化学复合材料反向注浆防渗堵漏方法研究及应用

成果登记号: 9612016Y0014

第一完成单位: 安康越泽工程技术有限公司

联 系 人: 袁琳

成果类型: 应用技术

技术领域: 城市建设与社会发展

应用行业: 建筑业

成果简介:

   1.任务来源:《水泥-化学复合材料反向注浆防渗堵漏方法研究及应用》是安康越泽工程技术有限公司研究的横向项目。   2.应用领域和技术原理:《水泥-化学复合材料反向注浆防渗堵漏方法研究及应用》属于水电工程建设领域。该技术可应用于隧洞高水头、深孔裂缝漏水处理,对水利工程大坝及电站等建筑物的安全运行起着重要作用。其技术原理是:在保证水库正常运行的条件下,在高水头压力及复杂地质条件作用下,而采用反向注浆法进行渗漏封堵,从导流洞顶拱向上压力灌浆,封堵至正常蓄水位;选用水泥-聚氨酯复合灌浆材料,并在施工前对材料进行现场试验,针对裂隙状态,确定灌浆复合材料(水泥、聚氨酯、水)在各段的不同配比、所采用的不同的灌浆压力等;灌浆施工采用孔口封闭灌浆法,孔内循环、分段灌浆,最终使浆液从山体裂隙攀升至岸坡正常蓄水位处;在灌浆过程中,通过设置多次检查孔和压水试验,进行灌浆质量检查。   3.性能指标:工程施工材料、机械、工艺等完全符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2014)要求。通过孔内变形模量测试及室内物理力学试验,对灌后岩石的孔隙率、抗压强度及抗剪强度等主要指标进行研究,分析灌后岩石的细部结构特征及化学浆液充填情况,综合试验、监测数据,对水泥-化学复合灌浆对断层处理的效果进行评价。研究结果表明:灌后断层岩体抗剪强度提高较为明显,达到设计要求。化学浆液在微裂隙中填充饱满,最小可灌入0.01mm的裂隙。反向注浆法浆液流向均匀,密实性好,不影响浆液的扩散半径。水泥-化学复合灌浆技术使断层破碎岩体的完整性及力学性能得以改善,是处理岩体软弱结构面一种有效方法。   4.与国内外同类技术比较:目前国内导流洞出现渗漏现象,原因多为以下几种:(1)导流洞堵头封闭不密实或承受高压水位后,出现库水位大量渗漏入洞现象;(2)施工缝、变形缝防水设计不当,或止水材料老化断裂及止水带施工不合理等原因,人为地产生渗漏通道;(3)隧洞衬砌结构裂缝渗水。隧洞衬砌混凝在温度应力作用下,产生不均匀收缩而出现裂缝,产生有一定水压的渗水;(4)衬砌混凝土施工质量不合格造成渗漏。衬砌混凝土施工时振捣不密实造成衬砌混凝土出现峰窝,或由于回填灌浆孔封堵不实,封孔质量较差,造成灌浆孔附近漏水严重,或拱顶存在没有回填实的踏空区,形成渗漏通道;   针对以上情况,一般进行如下的防渗堵漏处理:(1)对堵头集中漏水处,或因隧洞衬砌施工质量缺陷造成的漏水,多进行顶拱回填灌浆、围岩固结灌浆、堵头周边接触灌浆,,或局部进行化学灌浆;(2)对变形缝和施工缝渗漏,一般常用嵌填止水密封材料、锚固防水片材和灌浆堵漏等方法;(3)对于较小的裂缝渗水,一般选用环氧树脂类涂料进行表面封闭处理等。   5.成果的创造性、先进性:   (1)利用反向灌浆法对导流洞渗漏通道进行封堵   采用反向注浆法对渗水点防渗堵漏,即在保证水库正常运行的情况下,在渗水出水口导流洞顶拱处向上埋设灌浆管路,在承受高水压状态下,采用沿渗漏通道反向分段灌浆法向上压力灌浆,保证浆液填满地质勘探孔并充分进入山体裂隙。   (2)在高水头压力作用下,设计灌浆配比和灌浆压力    由于工程防渗灌浆始终处在高水头压力状态下,所以需保证孔口压力以稍高于水头压力值所产生的压力值作为控制压力,且在灌浆过程中进浆量大小变化,以便适时调整灰浆配合比。   6.推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见   6.1推广应用的范围、条件和前景   目前行业内,对在高水压、复杂地质条件下的深孔漏水处理,能具备水泥—化学灌浆于一体的企业几乎为空白。我公司研究的水泥-化学复合材料反向注浆法,是专门针对这种“高水头压力作用下渗漏”的一种有效施工方法。该技术在保证水利枢纽正常运行情况下,对灌浆方式、灌浆材料、灌浆压力及灌浆工艺等作出了改进,创新了灌浆方法,保证了隧洞防渗堵漏的效果。采用此方法对复杂地质条件及高水压作用下的渗漏进行处理,可以大大缩短工期,降低工程造价,且防渗堵漏效果良好。通过该方法的研究及实践应用,我公司总结出了丰富的施工经验,填补了对建筑物的这种“复杂渗漏”处理的空白,为同类渗漏问题提供了良好的借鉴;同时可将该技术推广至市政、公路、铁路等各领域,其应用前景广阔。   6.2存在的问题和改进意见   在复杂地质条件作用下,针对渗水量和压力较大情况的,可能遇到各种施工问题而造成灌浆停止,影响灌浆质量。这就需要提前将工程地质条件调查清楚,拟定多种施工方案,遇到工程问题后,及时做出反应,保证开机后中途不停机或尽量少停机,以此加速水泥浆液凝结,减少材料损失,提高封堵质量。