專利名稱：一種水電站壓力管道灌漿施工方法及凝膠材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可用于水庫大壩、水電大壩、防洪大壩、大型海港港口碼頭、橋梁 工程大型建筑的凝膠材料以及水電站壓力管道灌漿施工方法。
背景技術：
化學灌漿(Chemical Grouting)是將一定的化學材料(無機或有機材料)配制成 真溶液，用化學灌漿泵等壓送設備將其灌入地層或縫隙內，使其滲透、擴散、膠凝或固化，以 增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項加固 基礎，防水堵漏和混凝土缺陷補強技術。即化學灌漿是化學與工程相結合，應用化學科學、 化學漿材和工程技術進行基礎和混凝土缺陷處理(加固補強、防滲止水)，保證工程的順利 進行或借以提高工程質量的一項技術。目前最常用的化學灌漿材料可分為兩大類，六個系列，上百個品牌一是防滲止水 類，有水玻璃、丙烯酸鹽、水溶性聚氨酯、彈性聚氨酯和木質素漿等；二是加固補強類，有環 氧樹脂、甲基丙烯酸甲脂、非水溶性聚氨酯漿等，近年來應用最多的是水玻璃、聚氨酯和環 氧樹脂漿材。還有一類是注漿工程中最常用的是普通硅酸鹽水泥。純水泥漿的主要性能如下 (1)材料來源廣泛，成本較低，無毒性，施工工藝簡單方便。(2)黏度隨水灰比而變，可小至 16s，大至139s。(3)凝結時間隨水灰比的增加而延長，從數小時到數十小時。⑷抗壓強度 可達22.0MPa。(5)結石率可達99%。(6)穩定性差，易沉淀析水，在地下水流速較大的條 件下注漿時，漿液易受水的沖刷和稀釋。為改善水泥漿性能，可摻入摻合料如黏性土、水玻璃、粉煤灰等。例如水泥黏土類 漿液。水泥黏土漿液是由水泥黏土按一定比例混合而成。作為加固注漿時，黏土摻量一般 為5% 15%。由于黏土的分散性高，親水性好，因而沉淀析水性較小。水泥黏土漿液的穩 定性大大提高。再如水泥水玻璃類漿液。水泥水玻璃漿液亦稱CS漿液，是以水泥和水玻璃 為主劑，兩者按一定的比例采用雙液方式流入，必要時加入速凝劑或緩凝劑所組成的注漿 材料。它克服了單液水泥漿的凝結時間長且不能控制、結石率低等缺點，提高了水泥注漿的效果，擴大了水泥注漿的適用范圍。可用于防滲回固。水泥水玻璃漿液的特點(1)漿液凝膠時間可控制在幾秒到幾 十分鐘范圍內；(2)波美度越小，膠凝越快；水玻璃摻量越少，膠凝越快；(3)結石體抗壓強 度較高，可達10 20MPa;結石率可達100%; (4)結石體滲透系數為10-3cm/s ;(5)可用于 裂隙為0. 2mm以上的巖體或粒徑為1mm以上的砂層；(6)材料來源豐富，價格較低廉；(7)對 環境及地下水無毒性污染。常規的灌漿堵漏工藝，多采用單孔、單液(混合液)灌漿工藝，主要是利用漿液 (化學漿液或水泥-速凝劑雙液)的快速凝固作用來完成灌漿堵漏。但因速凝漿液均存在 漿液瞬間膠凝體強度較低，遇高壓大滲漏水時很容易被高壓滲流沖蝕或擠出，而導致堵漏 失敗。現有技術中也已經公開了實施灌漿堵漏工藝的設備，以及工藝過程。
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本發明的目的就是針對現有凝膠材料性能單一的問題，提供一種低環境負荷的高 性能凝膠材料。
發明內容
因此，本發明的目的是提供了一種水電站壓力管道灌漿凝膠材料；本發明的另一發明目的是提供了一種水電站壓力管道灌漿施工方法；本發明的另一發明目的是提供了上述隧道防火涂料的施工方法。本發明的目的是通過下列方法實現的。一種水電站壓力管道灌漿凝膠材料，其由下述重量百分比用量的原料制備而成 2 3份石膏、7. 1 8份水泥熟料、3份粉煤灰、7 9份粒化高爐礦渣粉和硅灰粉，其中石 膏和水泥熟料的重量百分比為35-40%，粉煤灰與粒化高爐礦渣粉、硅灰粉的重量百分比為 50-60%，硅灰粉為 2-10%。上述組份中，根據配制不同類型得膠凝材料，水泥熟料粉中S03需要在3-20%之間 調整；熟料粉得比表面積為380-420m2/kg，熟料成分C3A < 5%，MgO 4_5%，粒化高爐礦渣 粉符合GB18046-2000標準中S95以上級別礦渣粉要求；粉煤灰符合GB1596-1991標準中一 級品要求，硅灰粉比表面積彡600m2/kg，石膏符合GB5483-85中得一級品要求。一種水電站壓力管道灌漿施工方法，其按如下步驟進行步驟一制作主管、支管和排氣管，主管和排氣管均采用直徑50mm，壁厚3. 5mm的 鍍鋅鐵管，支管采用直徑25mm，壁厚3. 5mm的鍍鋅鐵管；步驟二 在加工場按照埋設長度現場切割主管、編號，并按照各編號管路所控制灌 漿段的支管布置位置開孔，開孔孔徑為20mm ；步驟三切割好主管、支管后，將主管直接焊接在外露的錨桿上，主管安裝完成后， 量出支管口到圍巖的距離，根據尺寸現場加工支管并編號，最后將加工好的支管按照量設 的位置直接焊接到主管上，并利用錨桿、角鋼支撐、定位桿將其固定，焊接完成后，支管管口 用兩層塑料袋包裹，并用橡膠繩子綁扎牢固；步驟四安裝好主管、支管后灌漿前，向所有管路依次通風沖開支管出口的塑料 袋，以便檢查主管和支管是否暢通、灌漿管路通道是否形成；步驟五采用權利要求1所述凝膠材料漿液，100 200L為初始灌漿漿液潤滑管 路，之后用上述凝膠材料漿液繼續灌注。步驟六施工過程中，在每個單元內鋼管內壁布置3組抬動觀測裝置，灌漿時要抬 動觀測，防止由于灌漿壓力突然增大，對壓力鋼管產生抬動擠壓變形；步驟七對單根管路灌漿的時候，當相臨的下一次序管路孔口開始反漿，再繼續對 該管路灌漿lOmin則灌漿結束，或進漿管處壓力已升至0. 7mpa，但已停止吸漿且相臨下一 次序管路孔口無反漿，則繼續對該管路灌漿lOmin后，灌漿結束。優選地，步驟二中的主管開孔采用手提沖擊鉆由鋼管外向內鉆孔。優選地，步驟二中主管分為主灌漿管和輔助灌漿管，主灌漿管上每隔1. 4m布置一 根支管接入孔，輔助灌漿管則每隔2. 0m布置一根支管接入孔。優選地，該施工過程中全程采用自動記錄儀記錄灌漿注入量和灌漿壓力。本發明所述的灌漿凝膠材料，粘度適度、可調、表面張力、接觸角低，濕潤、浸潤性
4能優異，滲透性好，可操作時間長，適應性廣的特點。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明作進一步說明。應該理解的是，本發明實施例所述制備 方法僅僅是用于說明本發明，而不是對本發明的限制，在本發明的構思前提下對本發明制 備方法的簡單改進都屬于本發明要求保護的范圍。實施例1 (1)制備混合料A 取200噸石膏、720噸水泥熟料混合，粉磨至比表面積為380m2/ kg，制得水泥熟料粉備用；
(2)制備混合料B 取300噸粉煤灰和已粉磨至比表面積為4500m2/kg的粒化高爐 礦渣粉750噸，混合，備用；(3)取35噸混合料A，56噸混合料B，5噸硅灰粉，混合均勻，即得。實施例2 (1)制備混合料A 取260噸石膏、780噸水泥熟料混合，粉磨至比表面積為380m2/ kg，制得水泥熟料粉備用；(2)制備混合料B 取300噸粉煤灰和已粉磨至比表面積為4500m2/kg的粒化高爐 礦渣粉800噸，混合，備用；(3)取38噸混合料A，55噸混合料B，6噸硅灰粉，混合均勻，即得。實施例3 根據本發明制備得凝膠材料性能指標如下表所示
^tl ^ 抗折強度(MPa) 抗壓強度(MPa) 水化熱膨脹率(％)
材料種類__________
3d 7d 28d 3d 7d 28d 3d 7d Id 7d 14d 28d-------------
實施例 1 6.6 10.1 14.0 25.3 39.2 79.5 193 230 0.03 0.05 0.08 0.09
實施例 210313.9 24.9 38.7 80.3 175 194 0.02 0.03 0.06 0.07根據上表中得數據可知利用本發明得凝膠材料，其可具有抗裂、抗侵蝕、抗沖擊、 抗沖刷等耐久的性能大大優于現有技術。
權利要求
一種水電站壓力管道灌漿凝膠材料，其特征在于由下述重量百分比用量的原料制備而成2～3份石膏、7.1～8份水泥熟料、3份粉煤灰、7～9份粒化高爐礦渣粉和硅灰粉，其中石膏和水泥熟料的重量百分比為35-40％，粉煤灰與粒化高爐礦渣粉、硅灰粉的重量百分比為50-60％，硅灰粉為2-10％。
2.一種水電站壓力管道灌漿施工方法，其特征在于，該施工工藝如下步驟進行 步驟一制作主管、支管和排氣管，主管和排氣管均采用直徑50mm，壁厚3. 5mm的鍍鋅鐵管，支管采用直徑25mm，壁厚3. 5mm的鍍鋅鐵管；步驟二 在加工場按照埋設長度現場切割主管、編號，并按照各編號管路所控制灌漿段 的支管布置位置開孔，開孔孔徑為20mm ；步驟三切割好主管、支管后，將主管直接焊接在外露的錨桿上，主管安裝完成后，量出 支管口到圍巖的距離，根據尺寸現場加工支管并編號，最后將加工好的支管按照量設的位 置直接焊接到主管上，并利用錨桿、角鋼支撐、定位桿將其固定，焊接完成后，支管管口用兩 層塑料袋包裹，并用橡膠繩子綁扎牢固；步驟四安裝好主管、支管后灌漿前，向所有管路依次通風沖開支管出口的塑料袋，以 便檢查主管和支管是否暢通、灌漿管路通道是否形成；步驟五采用權利要求1所述凝膠材料漿液，100 200L為初始灌漿漿液潤滑管路，之 后用上述凝膠材料漿液繼續灌注。步驟六施工過程中，在每個單元內鋼管內壁布置3組抬動觀測裝置，灌漿時要抬動觀 測，防止由于灌漿壓力突然增大，對壓力鋼管產生抬動擠壓變形；步驟七對單根管路灌漿的時候，當相臨的下一次序管路孔口開始反漿，再繼續對該管 路灌漿IOmin則灌漿結束，或進漿管處壓力已升至0. 7mpa，但已停止吸漿且相臨下一次序 管路孔口無反漿，則繼續對該管路灌漿IOmin后，灌漿結束。
全文摘要
本發明提供了一種水電站壓力管道灌漿凝膠材料，其由下述重量百分比用量的原料制備而成2～3份石膏、7.1～8份水泥熟料、3份粉煤灰、7～9份粒化高爐礦渣粉和硅灰粉，其中石膏和水泥熟料的重量百分比為35-40％，粉煤灰與粒化高爐礦渣粉、硅灰粉的重量百分比為50-60％，硅灰粉為2-10％；以及一種應用上述凝膠材料的水電站壓力管道灌漿施工方法。
文檔編號E02B9/00GK101870575SQ201010200018
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月13日 優先權日2010年6月13日
發明者彭勇 申請人:成都威邦科技有限公司