原位化學(xué)灌漿加固材料

50年來，我國在化學(xué)灌漿技術(shù)這個小領(lǐng)域取得的成績，主要表現(xiàn)在以下方面:

1. 化學(xué)灌漿從無到有，從小到大發(fā)展起來，已成為我國現(xiàn)代工程技術(shù)不可或缺的一個組成部分。

2. 國外有的常用化學(xué)灌漿漿材品種，我國基本上都已開發(fā)出來(如環(huán)氧、甲凝、丙凝、丙烯酸鹽、酸性和堿性水玻璃、水溶性、非水溶性和彈性聚氨酯、脲醛樹脂、鉻木素等)。

3. 化學(xué)灌漿漿材品種開發(fā)中還有一些獨創(chuàng)。如甲凝、彈性聚氨酯，甲氰凝和環(huán)氧-聚氨酯，丙烯酸酯-聚氨酯等互穿網(wǎng)絡(luò)灌漿材料。

4. 化學(xué)灌漿設(shè)備的研制開發(fā)已基本能適應(yīng)和滿足國內(nèi)化灌工程的要求。如化學(xué)灌漿泵、灌漿阻塞器、密閉配輸漿裝置和各種封縫材料等。

5. 化學(xué)灌漿技術(shù)已在國內(nèi)水電(大壩、堤防、水庫、電站)、建筑(地上、地下、人防)、交通(公路、鐵路、隧道、橋梁、港口、機場)和采礦等四大部門得到推廣應(yīng)用。

6. 化學(xué)灌漿技術(shù)應(yīng)用已解決了許多工程難題，取得良好的效益。以水利為例，如三峽、葛洲壩、龍羊峽、丹江口、陳村、鳳灘、萬安等水利樞紐都是采用化學(xué)灌漿技術(shù)解決一些工程技術(shù)難題的典型例子。

7. 化學(xué)灌漿已從工程完建后的應(yīng)用，發(fā)展到工程興建前設(shè)計中就采用。如三峽化灌帷幕預(yù)計15000米，化灌加固地基預(yù)計3000米。

8. 化學(xué)灌漿技術(shù)在一些方面已具國際先進水平，如青海龍羊峽大壩采用中化798環(huán)氧漿材處理G4偉晶巖劈裂帶和三峽大壩采用CW環(huán)氧漿材處理F1096軟弱夾層及斷層破碎帶的水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿技術(shù)均堪稱國際上處理低滲透性軟弱巖土地層的先進技術(shù)。

9. 化學(xué)灌漿理論上也有一些突破和創(chuàng)新。如漿液擴散半徑的計算理論、漿液濕面粘接理論、減低漿液毒性的拮抗理論、漿液吸滲理論等。

10. 化學(xué)灌漿技術(shù)出版物取得收獲。自上世紀(jì)八十年代以來己出版專著十余部。包括水利學(xué)報、水利水電技術(shù)、巖土工程學(xué)報、巖石力學(xué)與工程學(xué)報、長江科學(xué)院院報在內(nèi)的全國132家科技期刊都選登化學(xué)灌漿的研究論文。近5年選登的論文就有300余篇。

化學(xué)灌漿分為接縫灌漿、帷幕灌漿與固結(jié)灌漿

什么叫接縫灌漿?

三峽大壩按工程設(shè)計分為泄洪、導(dǎo)墻、左右廠房、臨時船閘、縱向圍堰、左右非溢流壩等8大主體壩段，每個主體壩段又分若干個澆筑壩段，共有80余個壩段，每個壩段又分幾個壩塊進行混凝土澆筑，各個壩塊之間設(shè)計有縫隙，為使各壩塊連成一體，就需要使用接縫灌漿，這就如同砌一堵墻，磚塊之間需要用水泥漿連接一樣。三峽二期工程在混凝土施工時，設(shè)計接縫灌漿量約43.5萬立方米。

接縫灌漿根據(jù)施工工藝的不同分為預(yù)埋管灌漿和拔稱灌漿兩種，灌漿管網(wǎng)包括進漿管、回漿管和排氣管。預(yù)埋管灌漿的管網(wǎng)呈立體排列布置，進、回漿管主管道埋于混凝土內(nèi)部，再由支管連接到混凝土縫面上。拔管灌漿的進、回漿管呈縱向布置于縫面上，間距一般為1.5米。 由于三峽大壩泄水閘門必須在接縫灌漿完成后才能進行金屬結(jié)構(gòu)安裝，所以混凝土澆筑、接縫灌漿和金屬結(jié)構(gòu)安裝在施工上形成了相互制約的關(guān)系。

什么叫帷幕灌漿?

由于三峽水庫蓄水位高程175米，強大的水壓可能使水穿過基巖深層裂隙而產(chǎn)生滲漏。為防止這種情況發(fā)生，施工人員沿著壩軸線打深孔再用高壓把漿液灌注到基巖深處的裂隙中，這些漿液在巖石深處連成一體，形成一道完整的擋水帷幕，所以稱作帷幕灌漿。

三峽大壩基巖體主要為微新(花崗)巖體，一般透水性微弱，局部透水性較強。為了有效控制壩基滲漏，降低壩基揚壓力，減小壩基滲透水量，增強基巖構(gòu)造結(jié)構(gòu)面內(nèi)軟弱充填物質(zhì)的長期滲透穩(wěn)定性，在大壩壩基、通航建筑物上閘首、山體連接段及兩岸壩肩均布置有一定深度的灌漿孔，并在擋水前緣形成一道連續(xù)的防滲灌漿帷幕，全長約3950米，鉆孔進尺33.6萬米。

三峽工程帷幕灌漿鉆孔最大深度超過100米，鉆孔口直徑為56至76毫米，灌漿壓力為5.0至6.0兆帕。

什么叫固結(jié)灌漿?

固結(jié)灌漿主要用于處理大壩基礎(chǔ)淺部巖體及地質(zhì)缺陷部位巖體的裂隙，改善壩基的應(yīng)力狀況，加強建基面的整體性，提高大壩穩(wěn)定性，一般處理深度為5到8米。

三峽大壩建設(shè)基面優(yōu)質(zhì)和良質(zhì)巖體約占98%，中等及較差巖體僅占2%。由于地質(zhì)及壩基開挖、爆破等原因，基巖表層會產(chǎn)生大小不等的裂隙，三峽大壩建設(shè)在這樣的巖石上，如不進行灌漿，局部可能產(chǎn)生不均勻沉降，壩基淺層也可能會造成漏水。所以在基礎(chǔ)混凝土澆筑到3米左右時，就要從混凝土表面鉆孔，孔距一般為2.5米，對淺層裂隙進行灌漿處理，把大壩牢牢固定在可靠的基巖上。

基巖上的混凝土澆筑屬于工程上的強約束區(qū)，不能有較長的間歇，因此，對固結(jié)灌漿工期要求較緊。三峽大壩設(shè)計固結(jié)灌漿進尺約30.7萬米。