[发明专利]一种水电站压力管道灌浆施工方法及凝胶材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于水库大坝、水电大坝、防洪大坝、大型海港港口码头、桥梁工程大型建筑的凝胶材料以及水电站压力管道灌浆施工方法。

背景技术

化学灌浆(Chemical Grouting)是将一定的化学材料(无机或有机材料)配制成真溶液，用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其渗透、扩散、胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项加固基础，防水堵漏和混凝土缺陷补强技术。即化学灌浆是化学与工程相结合，应用化学科学、化学浆材和工程技术进行基础和混凝土缺陷处理(加固补强、防渗止水)，保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项技术。

目前最常用的化学灌浆材料可分为两大类，六个系列，上百个品牌：一是防渗止水类，有水玻璃、丙烯酸盐、水溶性聚氨酯、弹性聚氨酯和木质素浆等；二是加固补强类，有环氧树脂、甲基丙烯酸甲脂、非水溶性聚氨酯浆等，近年来应用最多的是水玻璃、聚氨酯和环氧树脂浆材。

还有一类是注浆工程中最常用的是普通硅酸盐水泥。纯水泥浆的主要性能如下：(1)材料来源广泛，成本较低，无毒性，施工工艺简单方便。(2)黏度随水灰比而变，可小至16s，大至139s。(3)凝结时间随水灰比的增加而延长，从数小时到数十小时。(4)抗压强度可达22.0MPa。(5)结石率可达99％。(6)稳定性差，易沉淀析水，在地下水流速较大的条件下注浆时，浆液易受水的冲刷和稀释。

为改善水泥浆性能，可掺入掺合料如黏性土、水玻璃、粉煤灰等。例如水泥黏土类浆液。水泥黏土浆液是由水泥黏土按一定比例混合而成。作为加固注浆时，黏土掺量一般为5％～15％。由于黏土的分散性高，亲水性好，因而沉淀析水性较小。水泥黏土浆液的稳定性大大提高。再如水泥水玻璃类浆液。水泥水玻璃浆液亦称CS浆液，是以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定的比例采用双液方式流入，必要时加入速凝剂或缓凝剂所组成的注浆材料。它克服了单液水泥浆的凝结时间长且不

能控制、结石率低等缺点，提高了水泥注浆的效果，扩大了水泥注浆的适用范围。

可用于防渗回固。水泥水玻璃浆液的特点：(1)浆液凝胶时间可控制在几秒到几十分钟范围内；(2)波美度越小，胶凝越快；水玻璃掺量越少，胶凝越快；(3)结石体抗压强度较高，可达10～20MPa；结石率可达100％；(4)结石体渗透系数为10-3cm/s；(5)可用于裂隙为0.2mm以上的岩体或粒径为1mm以上的砂层；(6)材料来源丰富，价格较低廉；(7)对环境及地下水无毒性污染。

常规的灌浆堵漏工艺，多采用单孔、单液(混合液)灌浆工艺，主要是利用浆液(化学浆液或水泥-速凝剂双液)的快速凝固作用来完成灌浆堵漏。但因速凝浆液均存在浆液瞬间胶凝体强度较低，遇高压大渗漏水时很容易被高压渗流冲蚀或挤出，而导致堵漏失败。现有技术中也已经公开了实施灌浆堵漏工艺的设备，以及工艺过程。

本发明的目的就是针对现有凝胶材料性能单一的问题，提供一种低环境负荷的高性能凝胶材料。

发明内容

因此，本发明的目的是提供了一种水电站压力管道灌浆凝胶材料；

本发明的另一发明目的是提供了一种水电站压力管道灌浆施工方法；

本发明的另一发明目的是提供了上述隧道防火涂料的施工方法。

本发明的目的是通过下列方法实现的。

一种水电站压力管道灌浆凝胶材料，其由下述重量百分比用量的原料制备而成：2～3份石膏、7.1～8份水泥熟料、3份粉煤灰、7～9份粒化高炉矿渣粉和硅灰粉，其中石膏和水泥熟料的重量百分比为35-40％，粉煤灰与粒化高炉矿渣粉、硅灰粉的重量百分比为50-60％，硅灰粉为2-10％。

上述组份中，根据配制不同类型得胶凝材料，水泥熟料粉中SO₃需要在3-20％之间调整；熟料粉得比表面积为380-420m²/kg，熟料成分C₃A≤5％，MgO 4-5％，粒化高炉矿渣粉符合GB18046-2000标准中S95以上级别矿渣粉要求；粉煤灰符合GB1596-1991标准中一级品要求，硅灰粉比表面积≥600m²/kg，石膏符合GB5483-85中得一级品要求。

一种水电站压力管道灌浆施工方法，其按如下步骤进行：

步骤一：制作主管、支管和排气管，主管和排气管均采用直径50mm，壁厚3.5mm的镀锌铁管，支管采用直径25mm，壁厚3.5mm的镀锌铁管；