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'GB中华人民共和国国家标准GB/TXXXXX-201X建设工程化学灌浆材料应用技术规范Technicalstandardforapplicationsofchemicalgroutingmaterialsinconstructionengineering(征求意见稿)201×-××-××发布201×-××-××实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局31
前言本规范根据《住房城乡建设部关于印发2013年工程建设标准规范制订修订计划的通知》(建标〔2013〕6号)要求,由中国电力企业联合会和中国葛洲坝集团股份有限公司会同参编单位共同编制完成。本规范在制订过程中,进行了深入调查研究和专题研讨,全面总结了我国各地、各行业化学灌浆材料应用及质量检查的实践经验,参考国内外先进标准及有关资料,并在广泛征求各方意见的基础上,经审查定稿。本规范规定的主要技术内容有:总则、术语、基本规定、材料、材料应用设计、材料应用施工、质量检查、职业健康安全与环境保护等,共8章,3个附录。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国电力企业联合会、中国葛洲坝集团股份有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄交中国葛洲坝集团股份有限公司(地址:湖北武汉市解放大道558号,邮编:430033)。以供今后修订时参考。本规范主编单位:中国电力企业联合会、中国葛洲坝集团股份有限公司本规范参编单位:本规范主要起草人:本规范主要审查人:31
目次1总则12术语23基本规定34材料44.1一般规定44.2技术要求44.3检验44.4贮存55材料应用设计65.1一般规定65.2材料选择65.3材料应用76材料应用施工86.1一般规定86.2灌浆准备86.3配浆86.4灌浆117质量检查148职业健康安全与环境保护16附录A防渗堵漏灌浆工艺流程17附录B补强加固灌浆工艺流程19附录C充填密闭灌浆工艺流程21本规范用词说明22引用标准名录23附:条文说明2431
Contents1Generalprinciples2Terms3Basicregulations4Material4.1Generalprovisions4.2Technicalrequirements4.3Tests4.4Storage5Materialapplicationdesign5.1Generalprovisions5.2Materialselection5.3Materialapplication6Materialapplicationconstruction6.1Generalprovisions6.2Constructionpreparation6.3Mixingslurry6.4Grouting7Qualityinspection8OccupationalhealthandsafetyandenvironmentalprotectionAppendixATechnologicalprocessflowchartofleakagestoppagegroutingAppendixBReinforcementgroutingtechnologicalprocessAppendixCFillingairtightgroutingtechnologicalprocessExplanationsofwordingintheSpecificationListofQuotedStandardsAddition:Provisionexplanations31
1总则1.0.1为规范建设工程化学灌浆材料应用,保障工程质量、安全可靠、绿色环保,制定本规范。1.0.2本规范适用于建设工程化学灌浆材料应用的设计、施工及质量检查。1.0.3化学灌浆材料应用前,应按照受灌体的特性和相关工程技术要求进行专项设计,明确质量要求和技术指标。1.0.4从事化学灌浆材料应用的相关人员应进行专业技术培训,化学灌浆前应技术交底。1.0.5建设工程化学灌浆材料的应用除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。31
2术语2.0.1化学灌浆chemicalgrouting利用压力将化学浆液注入受灌体需处理部位,达到防渗堵漏、补强加固、充填密闭的目的。2.0.2化学灌浆材料chemicalgroutingmaterial将一定的化学材料按规定比例配制成的真溶液,可通过反应形成固化物。常用化学灌浆材料有:聚氨酯灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、丙烯酸盐灌浆材料、水玻璃灌浆材料、脲醛树脂灌浆材料、酚醛树脂灌浆材料、甲基丙烯酸甲酯灌浆材料等。2.0.3受灌体groutingbody接受灌浆的实体对象。如基岩、围岩、土层、空洞、混凝土等。2.0.4胶凝时间geltime胶凝时间(胶凝时间),是指从浆液各组分混合开始至胶凝形成为止的时间间隔。2.0.5单液灌浆法singlefluidjetgroutingmethod将浆液配方中的各种组分,按规定比例进行混合搅拌成为一种浆液,向受灌体内注入的方法。2.0.6双液灌浆法doublefluidjetgroutingmethod按规定比例将两组份浆液分别泵送至混合器或分别同时向受灌体内注入的方法。2.0.7复合灌浆Compositeslurrygrouting将两种不同类型的灌浆材料混合,如聚氨酯-水玻璃、环氧-甲基丙烯酸酯,或将某种灌浆材料与水泥或膨润土等无机材料混合,进行灌浆的方式。2.0.8纯压式灌浆non-circulationgrouting浆液通过管路注入到孔段内和岩体裂隙中,不再返回的灌浆方式。31
3基本规定3.0.1化学灌浆材料可应用于建设工程中的防渗堵漏、补强加固和充填密闭灌浆施工。3.0.2建设工程中有以下情况之一时,可采用化学灌浆材料灌浆:1颗粒状材料不可灌时;2颗粒状材料灌浆结束仍不能满足工程要求时;3有快速、应急施工或其他特殊要求时。3.0.3应按专项设计要求选择定型灌浆材料产品。3.0.4化学灌浆材料应用前,应取得下列文件或资料:1材料的检验报告、产品合格证和使用说明书;2受灌体的基本资料;3专项设计文件。3.0.5化学灌浆材料应用前,宜选择具有代表性的部位进行材料适应性试验。3.0.6化学灌浆材料应用过程中,应根据现场情况及时调整灌浆材料的类型或配比。3.0.7配浆与灌浆使用的计量器具,应定期进行校验或检定。3.0.8经实践检验和论证的新型化学灌浆材料,可用于建设工程化学灌浆工程中。31
4材料4.1一般规定4.1.1建设工程所用化学灌浆材料,根据工程要求宜选用聚氨酯灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、丙烯酸盐灌浆材料、水玻璃灌浆材料、脲醛树脂灌浆材料、酚醛树脂灌浆材料、甲基丙烯酸甲酯灌浆材料等。不得使用国家明令禁止的化学灌浆材料。4.1.2化学灌浆材料应用前,应了解其基本性能和配合比要求,收集浆液、固结体的各项物理力学性能技术资料。4.1.3化学灌浆材料可采用两种以上不同浆材或与水泥等无机材料进行复合灌浆。4.2技术要求4.2.1聚氨酯灌浆材料性能指标宜符合现行行业标准《聚氨酯灌浆材料》JC/T2041、《煤矿充填密闭用高分子发泡材料》AQ1090的规定。4.2.2环氧树脂灌浆材料性能指标宜符合国家现行标准《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》JC/T1041、《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728的规定。4.2.3丙烯酸盐灌浆材料性能指标宜符合现行行业标准《丙烯酸盐灌浆材料》JC/T2037的规定。4.2.4水玻璃灌浆材料原液宜为模数在2.2~3.4之间,浓度宜为30~55波美度。4.2.5脲醛树脂灌浆材料中树脂PH值宜在7.0~9.5范围内,固含量宜在40%~50%范围内,粘度宜大于20mPa.s。4.2.6酚醛树脂灌浆材料中树脂PH值宜大于7.0,固含量宜大于35%,粘度宜20mPa.s~30mPa.s范围内。做充填密闭时,其固结体指标应满足国家现行行业标准《煤矿充填密闭密闭用高分子发泡材料》AQ1090的相关规定,4.2.7甲基丙烯酸甲酯灌浆材料抗压强度应不小于60MPa,与混凝土干粘接强度应不小于2.0MPa。4.2.8当用于饮水工程及灌溉工程时,所用的化学灌浆材料应满足实际无毒要求。4.3检验4.3.1化学灌浆材料现场抽检宜以20t为一批,不足20t时单独为一批。4.3.2化学灌浆材料性能检验标准与方法及现场检验项目,宜按表4.3.2所规定的要求执行。表4.3.2材料检验标准与方法及项目材料名称检验标准与方法现场检验项目31
聚氨酯按现行行业标准《聚氨酯灌浆材料》JC/T2041、《煤矿充填密闭用高分子发泡材料》AQ1090规定的检验方法执行。1粘度2胶凝时间3包水量4发泡倍数续表4.3.2材料检验标准与方法及项目材料名称检验标准与方法现场检验项目环氧树脂应按国家现行标准《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》JC/T1041、《工程结构加固材料应用安全性鉴定规范》GB50728规定的检验方法执行。1密度2粘度3可操作时间丙烯酸盐按现行行业标准《丙烯酸盐灌浆材料》JC/T2037规定的检验方法执行。1密度2粘度3胶凝时间水玻璃按现行国家标准《工业硅酸钠》GB/T4209规定的检验方法执行。1密度脲醛树脂按现行国家标准《木材胶黏剂及其树脂检测方法》GB/T14074规定的检验方法执行1PH值2粘度3固含量酚醛树脂甲基丙烯酸甲酯1按现行国家标准《液态胶粘剂密度的测定方法-重量法》GB/T13354检验密度;2按现行国家标准《胶黏剂黏度的测定-单圆筒旋转黏度计法》GB/T2794检验粘度;3按现行行业标准《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》JC/T1041检验方法检验可操作时间。1密度2粘度3可操作时间注:表中所规定现场检验项目,选用时可根据工程要求增、减。4.3.3化学灌浆材料毒性检测方法可按现行国家标准《食品安全国家标准急性经口毒性试验》GB15193.3规定执行。4.4贮存4.4.1化学灌浆材料贮存仓库的消防设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016。4.4.2属于危险化学品的化学灌浆材料的贮存,应遵守现行国家标准《常用化学危险品贮存通则》GB15603,并执行《危险化学品重大危险源辨识》GB18218。31
5材料应用设计5.1一般规定5.1.1设计应在满足工程灌浆目的的前提下,从材料种类、用量以及工程造价等方面综合考虑。5.1.2化学灌浆材料应用设计文件宜包括但不限于以下内容:1受灌对象与灌浆目的,以及与化学灌浆材料应用有关的资料;2化学灌浆材料性能指标要求;3灌浆方案;4质量控制要求。5.1.3必要时,如地质条件复杂或重要工程,应进行化学灌浆材料应用试验设计。设计原则应符合以下规定:1试验选点应具有代表性。若条件具备或具有一定的使用经验时,宜选择直接在受灌体上进行灌浆试验。对灌浆目标要求高或为试探性灌浆时,宜先进行室内或现场模拟试验,再进行现场灌浆试验。2试验前,应针对现场气温与受灌体内部温度及其变幅、地下水情况(流量、流速),分组进行浆材配合比试验。3根据试验结果优化材料应用设计方案。5.2材料选择5.2.1化学灌浆材料的选择应考虑以下主要因素:1受灌体性质及灌浆目的;2可灌性与经济性;3受灌体环境条件与化学灌浆材料的相互影响;4工程应用经验。5.2.2化学灌浆材料的可灌性、胶凝时间、固结强度、耐久性、稳定性、环保性能等指标应能满足工程应用要求。5.2.3当同时有加固、防渗等多种目的时,应综合考虑采用一种或多种化学灌浆材料;当采用多种材料时,应考虑材料间的相互作用及施工顺序。5.2.4根据受灌体和灌浆目的不同,可按表5.2.4选择化学灌浆材料。表5.2.4化学灌浆材料类型选择表受灌体(部分)灌浆目的(用途)可选材料类型基岩、围岩防渗堵漏聚氨酯、丙烯酸盐、水玻璃、脲醛、环氧树脂充填密闭聚氨酯、酚醛、脲醛、水玻璃补强加固环氧树脂、聚氨酯、甲基丙烯酸酯、水玻璃31
续表5.2.4化学灌浆材料类型选择表受灌体(部分)灌浆目的(用途)可选材料类型土体防渗固结加固水玻璃、丙烯酸盐、聚氨酯、环氧树脂空洞充填密闭灌浆防渗堵漏聚氨酯、水玻璃、酚醛混凝土堵漏聚氨酯、丙烯酸盐、环氧树脂补强加固环氧树脂、甲基丙烯酸酯5.3材料应用5.3.1防渗堵漏在满足设计目标的前提下,应按以下原则进行材料应用设计:1应根据水的流速、压水透水率、现场温度及浆液输送距离选择合适胶凝时间的灌浆材料;2化学灌浆材料应有较高的不透水性和抗渗稳定性;3防渗堵漏除应满足要求的透水率指标外,还应满足渗透比降指标要求。5.3.2补强加固在满足工程要求的前提下,应按以下原则进行材料应用设计:1应根据受灌体的渗透性选择适宜粘度和可操作时间的灌浆材料;2应根据补强加固的目的选择力学性能高、耐久性好的化学灌浆材料;3灌后受灌体除应满足相应的强度要求外,还应满足相应的弹模或变模要求。5.3.3充填密闭在满足工程要求的前提下,应按以下原则进行材料应用设计:1应根据空洞的类型、赋存情况、治理目的、环保要求、经济性等选择灌浆材料。2应根据充填密闭目的选择稳定性、耐久性较好的化学灌浆材料。3充填密闭材料应满足相应的防漏风要求。31
6材料应用施工6.1一般规定6.1.1化学灌浆材料应用施工应结合工程总体情况编制施工组织设计,包括但不限于以下内容:1工程概述;2编制依据;3材料选择与计划;4配浆方法及工艺;5资源配置;6质量保证措施;7质量检查及验收标准;8职业健康安全及环境保护措施;9应急预案。6.1.2大体积混凝土建筑物化学灌浆材料应用,可分别按现行行业标准《水工混凝土建筑物化学灌浆施工规范》DL/T5406和《水工混凝土建筑物修补加固技术规程》DL/T5315的有关规定执行。6.1.3普通混凝土构筑物化学灌浆施工,应分别符合现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB50367、《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550、《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728、现行行业标准《地下工程渗漏治理技术规程》JGJ/T212及现行建设标准《混凝土结构加固技术规范》CECS25的有关规定。6.1.4配浆和灌浆过程中应专人做好施工记录。6.2灌浆准备6.2.1应根据施工组织设计要求,组织人员、机械设备和化学灌浆材料进场。6.2.2设备进场后应及时安装调试。现场供风、供水、供电、照明、通讯设施等临建设施的布置,应满足施工要求。6.2.3配浆点和灌浆作业泵及输浆管路应合理布置,且注浆管路应能耐受化学浆液溶胀。6.2.4必要时宜备有两种及以上同类型浆液的配料单。6.3配浆6.3.1配浆人员应熟知浆液配方,掌握配方各组分的化学性能和作用。6.3.2化学灌浆材料浆液的配制应遵循“少量多次”的原则。31
6.3.3配浆应按设计要求使用化学灌浆材料。6.3.4所配浆液的现场检测可按表4.3.2的项目进行6.3.5配浆现场应通风良好。6.3.6配浆过程中,应控制浆液反应温度。6.3.7配制浆液时容器应标识清楚,不得混用。6.3.8配浆或灌浆过程中,浆液不符合灌浆作业要求时,应及时调配或更换。6.3.9聚氨酯灌浆材料配浆应符合以下规定:1配制过程中所有容器均应保持干燥,不得有水;2材料包装开启后宜一次性用完,不能一次性用完的应及时盖严;3使用双组份聚氨酯时,两组份的吸浆管要标识清楚,不得混用。6.3.10环氧树脂灌浆材料配浆应符合以下规定:1配制双组分环氧树脂,应将固化剂组份按规定的比例,均匀、缓慢倒入环氧树脂组分中,边倒边搅拌,搅拌均匀后再使用。2浆液温度应低于35℃,必要时采取冷却措施。6.3.11丙烯酸盐灌浆材料配浆应符合以下规定:1应采用塑料或不锈钢容器;2应根据现场所需凝胶时间来选择缓凝剂的加入量;3配浆温度应不低于0℃。6.3.12配制水玻璃浆液时,应符合以下规定:1宜采用塑料容器;2水玻璃宜在使用前加水稀释,搅拌均匀后作为乙液备用。加水量宜按下式计算:(6.3.12)式中:V水—稀释用水量,L;d原—水玻璃溶液稀释前的密度,kg/L;d配—水玻璃溶液稀释后的密度,kg/L;d水—水的密度,kg/L;V原—被稀释水玻璃溶液的原体积,L。3使用时应将固化剂配制成溶液作为甲液,将甲液倒入乙液中搅拌均匀;4应根据工程要求调节浆液的凝固时间;5应按工程要求的水灰比配制成水泥浆并搅拌均匀,作为甲液,搅拌时间不应小于3min,并应测量水泥浆液密度。水泥质量(重量)宜采用称量法计量,允许偏差±5%;水玻璃应按比例稀释后加入水泥浆内进行搅拌,不得将水玻璃原液直接加入水泥浆内搅拌。31
6.3.13脲醛类灌浆材料配浆应符合以下规定:1配制固化剂溶液宜使用塑料或不锈钢容器;2作为充填密闭使用需加入发泡及阻燃成分;3作为堵水使用时,宜加入能降低浆液中游离甲醛成分的改性物质。6.3.14酚醛灌浆材料配浆应符合以下规定:1配制催化剂溶液宜使用塑料或不锈钢容器;2作为充填密闭使用时,应加入发泡及阻燃成分。6.3.15甲基丙烯酸甲酯灌浆材料配浆应符合以下规定:1配制甲基丙烯酸甲酯灌浆材料的甲、乙两液应分别储存于专用塑料容器;2配浆时应采取有效措施控制浆液温度和胶凝时间;3宜边配边用,一次配浆量不宜超过1kg。31
6.4灌浆6.4.1化学灌浆材料防渗堵漏灌浆工艺流程宜按附录A要求进行;补强加固灌浆工艺流程宜按附录B要求进行;充填密闭灌浆工艺流程宜按附录C要求进行。6.4.2灌浆宜采用纯压式灌浆。6.4.3灌浆参数,如灌浆压力、浆液配比、灌浆结束标准等,应按工程要求执行。6.4.4采用聚氨酯材料灌浆时,施工应符合以下规定:1用于堵水时,应根据水流速、水流量大小等,加入促凝剂或缓凝剂进行试验,使聚氨酯的固化时间满足工程要求;2用于基岩帷幕堵漏灌浆时,灌浆开始前,宜排除孔内积水;3灌浆过程中应不定时的检测浆液粘度,以满足工程要求。修补混凝土裂缝时,浆液粘度宜不大于300mPa.s;4修补混凝土干裂缝时,浆液中可加入固化剂促进固化;5用于补强加固时,所选择的聚氨酯固结强度应满足设计要求,并在施工中采取措施控制灌浆过程中材料的发泡;6用于充填密闭时,施工环境温度宜为5℃~35℃;7在隧洞、矿井等地下工程使用时,工作地点应选择顶板无淋水区域,条件不允许时需进行防护处理,防止淋水滴入浆液中。6.4.5采用环氧树脂材料灌浆时,施工应符合以下规定:1用于防渗堵漏时,应符合下列规定:1)适用于混凝土结构渗漏水治理;2)浆液的固化时间与速度应根据水流速、渗漏量大小等,通过试验确定固化剂掺量,使其可调;3)混凝土结构渗漏水治理时应选择不宜被水稀释、固化快、潮湿面粘结强度高的环氧树脂灌浆材料;4)灌浆工程中若水流速度大、渗漏量大时,应先采取灌注聚氨酯、丙烯酸盐,达到临时快速止水,然后灌注环氧树脂;5)灌浆过程中应随机检测浆液的温度和粘度。2用于补强加固时,应符合下列规定:1)适用于混凝土结构补强加固和地基基础处理;2)受灌体为混凝土裂缝时,可操作时间宜大于30min;地基与基础处理时,可操作时间宜大于120min;3)应根据混凝土裂缝的宽度选择合适的环氧树脂化学灌浆材料;混凝土裂缝灌浆前应对裂缝进行处理,保持缝的干净;31
4)地基基础灌浆开始前,宜排除孔内或缝内积水;并根据注入率确定配浆量,应分批适量配浆;5)灌浆过程中应随机检测浆液的温度和粘度。6.4.6采用丙烯酸盐灌浆材料灌浆时,施工应符合以下规定:1适用于防渗帷幕灌浆、混凝土结构缝渗漏治理和土体固结;2进行防渗帷幕灌浆和土体固结时,应符合下列规定:1)应根据现场温度做浆液胶凝时间试验,确定胶凝时间与缓凝剂添加量的关系;2)可根据灌前压水时的流量来选择合适胶凝时间的浆液;3)灌浆开始前,宜排除孔内或缝内积水;4)对于有涌水的孔段或地下水流速较大的部位,应灌至孔内浆液胶凝。3进行混凝土结构缝渗漏治理时,应符合下列规定:1)浆液应进行试配,胶凝时间应可在一定范围内调整;2)浆液应随配随用。6.4.7采用水泥-水玻璃灌浆材料用于防渗堵漏时,施工应符合下列规定:1一般采用双液灌注的方式进行,如采用单液灌注需加入缓凝剂,双液灌注需按设计规定的比例将甲乙双液分别灌注,并通过混合器进行混合。2应对受灌层进行压水试验,并计算吸水率。3按设计水灰比配置水泥浆,按设计浓度配置水玻璃溶液,灌浆前需混合均匀。6.4.8采用脲醛树脂灌浆材料灌浆时,防渗堵漏、充填密闭施工应分别符合以下规定:1防渗堵漏灌浆:1)脲醛树脂的凝胶时间应根据泵送流量、受注层位埋深等因素通过试验来确定,且固结应在短时间内能完成。2)灌浆前应进行压水试验,为浆液参数的选择提供参数。2充填密闭灌浆:1)应根据空洞赋存情况、现场条件、使用目的等因素通过现场试验来确定发泡剂的用量;2)施工环境温度宜为5℃~35℃,且通风良好。6.4.9采用酚醛树脂灌浆进行充填密闭时,施工应符合下列规定:1应根据空洞赋存情况、现场条件、使用目的等因素通过现场试验来确定发泡剂的用量。2施工环境温度宜为5℃~35℃,且通风良好。6.4.10采用甲基丙烯酸酯进行灌浆时,施工应符合下列规定:1甲基丙烯酸酯宜用于0.1mm以下干燥细微裂缝的补强处理;31
2不宜直接用于潮湿缝面,若缝面潮湿,应采取措施;3浆液的配制宜临灌注前进行,边配边用,每次配置量不宜超过1kg;4应根据现场气温情况,对引发剂、促进剂及阻聚剂的用量进行调整。31
7质量检查7.0.1材料应用的质量检查应以现场检查成果为主,结合施工记录资料进行综合评定。7.0.2资料检查应包括以下内容:1各项原始施工记录应真实、齐全、整洁;成果资料应正确,完整、清晰。2浆液配比和物理力学检测指标应符合工程设计规定。7.0.3现场质量检查应重点但不限于以下部位:1地层复杂的部位;2渗漏严重的部位;3结构受力关键部位;4潜在的质量缺陷部位;5未达到灌浆正常结束标准部位:6外观有普通的基本要求或特殊要求的部位。7.0.4质量检查时间宜按以下规定进行:1根据灌浆目的确定;2按所用化学浆液固化物性能指标适时进行。7.0.5材料应用的检查内容与方法可按表7.0.5执行。表7.0.5材料应用质量检查内容与方法灌浆类别受灌体检查内容方法防渗堵漏基岩透水率、渗流量、抗渗透比降试验、外观等1钻孔取芯、压水、注水或抽水试验2孔内电视录像3示踪染色追踪法围岩1表观检查2钻孔取芯3压水试验4容器量测混凝土裂缝1表观检查2钻孔取芯3检查孔压水试验结构缝施工缝1表观检查2超声波法3检查孔压水试验31
续表7.0.5材料应用质量检查内容与方法灌浆类别受灌体检查内容方法补强加固基岩芯样力学强度、变形模量、声波波速、透水率波速值、弹性模量值等1钻孔取芯、压水试验2钻孔声波测试3孔内电视录像4标准贯入试验5静力触探6岩芯物理力学试验矿井、隧道1钻孔取芯、压水、注水(或注浆)2声波测试3孔内电视录像4岩芯物理力学试验5无损检测(重要结构加固检查)煤岩体1钻孔取芯2孔内电视录像混凝土裂缝1超声波测试2钻孔取芯3检查孔压水试验4孔内电视录像5岩芯物理力学试验土层1钻孔取芯,绘制钻孔柱状图;2检查孔压(注)水试验充填密闭空洞漏风量、充填密闭高度等1表观检查2发泡倍率及充填密闭高度检查3瓦斯透过率检查4钻孔电视检查注:表中“方法”一列根据工程要求,可单选或多选。31
8职业健康安全与环境保护8.0.1现场作业人员应按现行国家标准《个体防护装备基本要求》GB/T29510配备并正确使用防护装备,人体不得直接接触化灌材料。8.0.2应用场所应保证良好的通风环境。8.0.3应用场所应设置足够的照明,临时用电应符合现行国家标准《施工现场临时用电安全技术规范》GB50194的有关规定。8.0.4应用场所应悬挂醒目的标志标识。8.0.5应用场所应按现行国家标准《建设施工现场消防安全技术规范》GB50720要求配置消防灭火器材,严禁烟火。8.0.6不得在应用场所内进食。8.0.7当化学灌浆材料不慎溅到眼睛里时,应立即用清水或生理盐水清洗,冲洗干净后迅速就医。8.0.8当化学灌浆材料不慎溅到皮肤上时,应先用流动清水反复冲洗,再用肥皂水擦洗干净。严重时应及时就医。8.0.9作业现场人员误食化学灌浆材料时,应立即催吐并及时就医。8.0.10材料应用中的废料、废浆,清洗设备、管路的废液以及材料的包装物等,不得随意抛弃、排放。单体材料可变为聚合体的,应变为聚合体后再处理。31
附录A防渗堵漏灌浆工艺流程A.0.1基岩、围岩防渗堵漏化学灌浆工艺流程宜按图A.0.1进行:否机械准备是配浆封孔灌浆压水或试气试验阻塞钻孔质量检查图A.0.1基岩、围岩防渗堵漏化学灌浆工艺流程图A.0.2混凝土裂缝堵漏化学灌浆工艺流程宜按图A.0.2进行:是否钻孔、贴嘴、钻孔+贴嘴封缝灌浆配浆机械准备试气灌浆管拆除、清理质量检查图A.0.2混凝土裂缝堵漏化学灌浆工艺流程图31
A.0.3水下混凝土裂缝(结构缝)堵漏化学灌浆工艺流程宜按图A.0.3进行:是裂缝或结构缝外观检查清除混凝土缝两侧淤积物清洗干净混凝土面第一道工艺封缝埋设灌浆管灌浆割管、清除封缝材料水下摄像检查、验收第二道工艺试气、压水试验第三道工艺否图A.0.3水下裂缝(结构缝)堵漏化学灌浆工艺流程图A.0.4工作面化学灌浆工艺流程宜按图A.0.4进行:压水试验孔口管安装钻孔止浆垫施工监测压力质量检查监测流量灌浆浆液配制设备选型图A.0.4工作面化学灌浆工艺流程图31
附录B补强加固灌浆工艺流程B.0.1基岩、围岩补强加固化学灌浆工艺宜按图B.0.1进行:质量检查钻孔布孔钻孔冲洗孔内阻塞或孔口封闭压水试验压风赶水配浆灌浆待凝钻灌下一段至全孔灌浆结束封孔试漏是否图B.0.1基岩、围岩补强加固化学灌浆工艺流程图31
B.0.2混凝土裂缝补强加固化学灌浆工艺宜按图B.0.2进行:布孔否是贴嘴、钻孔、钻孔+贴嘴封缝试漏灌浆待凝配浆质量检查图B.0.2混凝土裂缝补强加固化学灌浆工艺流程图31
附录C充填密闭灌浆工艺流程C.0.1充填密闭化学灌浆工艺宜按图C.0.1进行:材料设备下井设备管路连接砌密闭墙或打板墙设备管路清洗布孔钻探试压配浆安装封孔器灌浆检查清理图C.0.1充填密闭化学灌浆工艺流程图31
本规范用词说明1为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:1)表示很严格,非这样做不可的:正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;2)表示严格,在正常情况均应这样做的:正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法:“应按......执行”或“应符合......的规定”。31
引用标准名录1.《胶黏剂黏度的测定-单圆筒旋转黏度计法》GB/T27942.《工业硅酸钠》GB/T42093.《液态胶粘剂密度的测定方法-重量法》GB/T133544.《木材胶黏剂及其树脂检测方法》GB/T140745.《食品安全国家标准急性经口毒性试验》GB15193.36.《常用化学危险品贮存通则》GB156037.《危险化学品重大危险源辨识》GB182188.《个体防护装备基本要求》GB/T295109.《建筑设计防火规范》GB5001610.《施工现场临时用电安全技术规范》GB5019411.《混凝土结构加固设计规范》GB5036712.《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB5055013.《建设施工现场消防安全技术规范》GB5072014.《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB5072815.《煤矿充填密闭用高分子发泡材料》AQ109016.《混凝土结构加固技术规范》CECS25:9017.《水工混凝土建筑物修补加固技术规程》DL/T531518.《水工混凝土建筑物化学灌浆施工规范》DL/T540619.《地下工程渗漏治理技术规程》JGJ/T21220.《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》JC/T104121.《丙烯酸盐灌浆材料》JC/T203722.《聚氨酯灌浆材料》JC/T204131
附:条文说明中华人民共和国国家标准建设工程化学灌浆材料应用技术规范GB/T×××××-××××条文说明31
目录1总则13基本规定24材料44.1一般规定44.2技术要求54.3检验114.4贮存125材料应用设计135.1一般规定135.2材料选择145.3材料应用176材料应用施工186.1一般规定186.2灌浆准备186.3配浆196.4灌浆227质量检查298职业健康安全与环境保护3031
1总则1.0.1我国化学灌浆材料的应用与研究起步于二十世纪50年代,至今已有60多年历史。随着化学灌浆技术的发展和进步,应用化学灌浆材料解决工程技术难题以确保工程质量己成为现代工程颇具特色的一项先进的、特殊的技术。常用的灌浆材料有:聚氨酯灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、丙烯酸盐灌浆材料、水玻璃灌浆材料、脲醛树脂灌浆材料、酚醛树脂灌浆材料、甲基丙烯酸甲酯等灌浆材料;应用的领域包括水利水电大坝基础和混凝土缺陷处理、隧道动水堵漏、矿井及地下建筑物的止(防)水和加固、煤矿空洞充填密闭、石油钻井堵水驱油、交通桥梁加固、文物保护与修复等;解决的工程技术难题如细微裂隙岩石地基帷幕防渗、坝基断层破碎带的防渗加固、砂土地层的防渗固结、大量渗水或流速较大的涌水封堵,以及混凝土结构加固等。为保障工程质量,实现安全可靠,提倡绿色环保,规范、指导正确使用化学灌浆材料,特制定本规范。1.0.2本规范规定了聚氨酯灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、丙烯酸盐灌浆材料、水玻璃灌浆材料、脲醛树脂灌浆材料、酚醛树脂灌浆材料、甲基丙烯酸甲酯等几大类化学灌浆材料,在建设工程应用时,设计、施工要点及注意事项,以及质量检查方法。1.0.3化学灌浆往往是在颗粒材料不可灌时,或颗粒状材料灌浆结束仍不能满足工程要求时,或有快速、应急施工或其他特殊要求时采用,主要解决的是复杂的工程技术难题,因此按照受灌体的特性和相关工程技术要求进行专项设计,明确质量标准,是必要的。1.0.4化学灌浆材料品种较多,性能差异较大,且具有价格高、聚合反应灵敏、胶凝时间可变等特点,往往会发生由于操作不当现场会发生爆聚、黏度不符合设计规定、胶凝时间过快或或过慢、固结体强度达不到工程要求,有些灌浆材料含有易燃溶剂,操作不慎甚至会发生人员伤亡等事故。因此,从事化学灌浆材料应用的相关人员应通过专业技术培训了解和掌握材料的性能和使用方法,达到正确使用材料的目的。技术交底的目的是做到安全施工、保证质量;交底内容一般包括:受灌体对象、灌浆目的、工期、浆液材料的特性、配制和应用、灌浆压力、结束标准、质量控制标准和检查方法等。1.0.5与本规范要有关的、难以详尽的技术要求,应符合国家现行有关标准的规定。31
3基本规定3.0.1化学灌浆材料已大量应用于各类建设工程中,使用目的也各不相同。本规定根据建设工程中化学灌浆材料的主要使用目的,将其分为防渗堵漏、补强加固及充填密闭三大类,此三大类目的基本涵盖了目前各类化学灌浆材料的使用目的,对于其它使用目的的可参照执行。3.0.2从经济性考虑,目前建设工程中主要以水泥等无机颗粒状材料灌浆为主,但是当受灌体可灌性差,颗粒状材料或其他灌浆材料不能灌入,例如混凝土微细裂缝、岩基微细裂隙防渗帷幕处理,或软基粉细砂层或含细颗粒多的砂砾石地基处理等,或者采用颗粒状材料灌浆处理不能满足要求时,可采用化学灌浆作为补充灌浆。如岩基中的断层破碎带和软弱泥化夹层水泥灌浆结束后,若经压水试验达不到设计规定的透水率值,即仍不能满足工程要求时,可采用化学灌浆材料灌浆。由于化学浆液有胶凝时间可调的特点,一些灌浆材料如聚氨酯、聚氨酯/水玻璃甚至可以做到数秒即固化,因此当渗水流速较大,有快速、应急施工要求时,采用水泥浆、黏土浆等材料往往不能满足要求,此时亦可采用化学灌浆材料灌浆达到快速封堵的目的。其他特殊要求如随着温度变化的混凝土“活缝”处理,以及随着应力变化而伸缩的结构缝处理等,也需要采用化学灌浆材料(如弹性材料)进行处理。3.0.3不允许使用替代品、或非定型产品配制浆液并用于工程中。原因是化学灌浆材料由多种原材料组成,需要经过一定的配制或反应形成最终的产品,随着产品工业化,该反应过程一般通过工厂的生产线实现。同时对工业产品也有一套完善的检验办法,以确保产品质量。若购买原料在现场配置,经常会由于配比不准、反应不完全等因素造成产品最终性能与实验室数据有较大的差异。因此除科研试验及特殊情况外,一般不允许在现场进行配置,而必须使用已商品化的化学灌浆材料。3.0.4材料的检验报告、产品合格证和使用说明书是化学灌浆材料基础资料,直接与灌浆质量有关,尤其是产品的使用说明书,材料应用前应仔细阅读和理解,不清楚的地方应及时向生产商咨询、了解。受灌体的基本资料系指受灌体的物理性质。从大的方面讲,例如首先应取得混凝土是大体积,还是薄壁混凝土,混凝土结构是板、或梁、或柱,结构缝的结构设计,基础是基岩、或土层等基本资料;从具体应用方面讲,例如应取得颗粒状材料或其他灌浆材料的灌浆效果,裂缝的长度、宽度和深度、结构缝的等资料。按照专项设计文件要求完成灌浆施工,是材料应用的基本要求,必须取得。本标准在总则条文中已规定“化学灌浆材料应用前,应按照受灌体的特性和相关工程技术要求进行专项设计,明确质量“。31
3.0.5以往同类工程的材料应用和灌浆经验可做为参考,但不宜直接搬用。因为各受灌体的条件不同,目的各异,所以要求也不尽相同,为了使材料适应性设计,包括灌浆孔布置、处理深度、灌浆施工工艺要求等,更符合实际情况,更为经济合理,大型和重要工程必须先期在现场进行灌浆试验,以试验所得的成果作为材料应用的基本依据。灌浆试验是一项比较繁杂而又细致的科学试验,为了达到预期的目的,常常需要使用多种方法反复地进行试验。灌浆试验工程量虽不大,但步骤较多、测试项目较多,同时工程尚处勘测或筹建阶段,试验场地生产、生活、交通常常十分困难,试验施工时间可能较长,应提前做好安排。3.0.6现场情况包括,某种材料灌浆后达不到工程的加固或防渗质量要求;材料对该受灌体可灌性差;化学灌浆材料胶凝体不能适应结构缝的伸缩变形;材料的耐久性差;不能满足水下封堵要求等。出现这些情况时,应及时调整灌浆材料的类型或配比,以满足工程技术要求为标准选择适宜的灌浆材料。3.0.7化学灌浆材料大多为双组份或多组份,使用时需按规定的比例进行配制,特别是一些促进剂或引发剂,比例非常小,甚至小于1%,称量不准确会严重影响最终的性能,因此为了保证配浆计量器具的量值准确,必须定期进行校验或检定。校验,是指对所使用的自制、专用和非强制检定的通用计量、检测器具,按照规定的标准和方法检查其性能是否符合规定的要求。检定,即计量检定,是指为评定计量器具的计量性能,确定其是否合格所进行的全部工作。计量检定必须按照国家计量检定系统表进行,必须执行计量检定规程。根据中华人民共和国计量法,施工企业所使用的大部分计量器具不在强制检定范围,可以由企业自行校验。3.0.8随着科技的进步与发展,不断有新型的特别是绿色环保型的化学灌浆材料研发出来,本标准而言不能以一概全,因此鼓励采用新型化学灌浆材料应用于建设工程化学灌浆工程中,以达到提高应用效果和施工效率、降低成本及环保施工的目的,但使用前需经过实践工程检验与论证。31
4材料4.1一般规定4.1.1我国在化学灌浆材料方面的研究是从20世纪50年代开始的,在此后的几十年间先后研发出水玻璃类、环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酸盐类、丙烯酰胺类、脲醛、酚醛树脂类、铬木质素类、聚氨酯类、环氧树脂与聚氨酯互穿聚合物网络灌浆材料、聚氨酯与水玻璃复合灌浆材料等多种化学灌浆浆材品种。可以说,国外所有的化学灌浆材料,我国基本上都已开发出来。其中聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸盐和水玻璃四大类应用最多最广泛,脲醛树脂灌浆材料、酚醛树脂灌浆材料、甲基丙烯酸甲酯灌浆材料等也在许多工程中得到应用。丙烯酰胺灌浆材料(简称丙凝)曾经是应用非常普遍的一种灌浆材料,但自从1974年在日本福冈地区因灌注丙凝材料导致中毒事件后,日本、美国等许多国家已禁止使用,我国虽然尚没有明文规定禁止使用,但也已不提倡使用。为此本规范规定建设工程所用化学灌浆材料应根据工程要求,宜选用聚氨酯灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、丙烯酸盐灌浆材料、水玻璃灌浆材料、脲醛树脂灌浆材料、酚醛树脂灌浆材料、甲基丙烯酸甲酯灌浆材料等。不得使用国家明令禁止的化学灌浆材料。4.1.2因不同的化学灌浆材料其浆液或固结体的各项物理力学性能各不相同,同一种化学灌浆材料其配合比不同性能也不同。如聚氨酯灌浆材料具有反应速度快、固结体性能范围广的特点,它通常以水作为固化剂,根据材料分子结构的不同,其固化产物可以是包水的胶凝体、高延伸率的弹性体、坚硬的固结体或者高发泡倍数的泡沫体;环氧树脂灌浆材料具有粘接力高、在常温下可固化,固化后收缩小、机械强度高、耐热性及稳定性好等优点。目前已研制出粘度可调、渗透性好且可在低温、潮湿及水下固化的系列环氧树脂灌浆材料。丙烯酸盐灌浆材料采用氧化还原引发体系,通过游离基聚合反应生成不溶于水的含水胶凝,由于浓度不同、配比不同可形成不同胶凝时间和不同性能的胶凝体。水玻璃类灌浆材料是由水玻璃溶液和相应的胶凝剂,如盐类、酸类等组成,其配方很多,性能各异。为此本规范规定化学灌浆材料应用前,应了解并掌握其基本性能和配合比要求,收集浆液、固结体的各项物理力学性能技术资料。4.1.3使用两种不同的浆材料进行复合灌浆,可以充分发挥两种浆材的优点,满足单一化学灌浆材料不能实现的目的,如聚氨酯-水玻璃复合灌浆,环氧-甲基丙烯酸酯复合灌浆。有时为了降低成本,可采用化学灌浆材料与水泥等无机材料进行复合灌浆。如水玻璃—水泥复合灌浆;聚氨酯—水泥复合灌浆等。31
4.2技术要求4.2.1聚氨酯化学灌浆材料由于结构中含有聚氨酯甲酸酯而得名,是使用极为普遍的一种灌浆材料。聚氨酯灌浆材料以多异氰酸酯与多羟基化合物制备的预聚体为主剂,在分子结构两端有游离的-NCO,它能与水或固化剂反应形成不溶于水的、具有一定弹性或强度的固结体。聚氨酯灌浆材料种类繁多,根据其性状不同,简单可分为水溶性(或称亲水型)、油溶性(或称疏水型)两类。目前国内关于聚氨酯灌浆材料的标准还不够完善,已颁布的有两个,一个是国家建材行业标准《聚氨酯灌浆材料》JC/T2041,此标准规定了水溶性和油溶性聚氨酯灌浆材料的性能要求(具体性能指标要求见表1,适用于水利水电、建筑、交通、采矿等领域中混凝土裂缝修补、防渗堵漏、加固补强及基础帷幕防渗等工程;另一个为国家安全行业标准《煤矿充填密闭密闭用高分子发泡材料》AQ1090,规定了用于煤矿空间充填和构筑密闭用的高分子材料性能指标,其中聚氨酯改性材料应满足P类材料要求见表2。由于这两个标准使用的对象及目的不同,因此对材料性能要求也完全不相同。表1聚氨酯灌浆材料物理力学性能(JC/T2041-2010)序号试验项目单位指标备注水溶性油溶性1密度g/cm3≥1.00≥1.052粘度mPa.s≤10003胶凝时间s≤150-根据客户要求进行定制。4凝固时间s-≤800根据客户要求进行定制。5遇水膨胀率%≥20-6包水性(10倍水)s≤300-7不挥发物含量%≥75≥788发泡率%≥350≥10009抗压强度MPa-≥6根据工程需要,对结构有加固要求时测试该项目。表2煤矿充填密闭用高分子发泡材料(AQ1090-2011)序号项目指标P类N类1最高反应温度,℃≤95 ≤5031
2膨胀倍数,倍≥25 3尺寸稳定性(70℃±2℃48h),%≤0.1 --4抗压强度压应变10%,kPa≥10--压应变30%,kPa≥10 --压应变70%,kPa≥40 --5氧指数,%≥35 ≥286阻燃性能酒精喷灯燃烧试验有焰燃烧时间,s≤3无焰燃烧时间,s≤10火焰扩展长度,mm≤280酒精灯燃烧试验有焰燃烧时间,s≤6无焰燃烧时间,s≤20火焰扩展长度,mm≤2507表面电阻,Ω≤3.0*108 由于本标准无法细分聚氨酯灌浆材料,因此应根据实际使用目的,选择合适的标准。当使用目的为防渗堵漏及补强加固时,可参照《聚氨酯灌浆材料》JC/T2041执行,当使用目的为充填密闭时,可参照《煤矿充填密闭密闭用高分子发泡材料》AQ1090执行。同时需要说明的是,上述两个标准并未包含目前所有的聚氨酯灌浆材料,如JC/T2041中的水溶性聚氨酯仅包含堵水型,而未包含目前市场上使用也比较广泛补强型,因此在材料选择时,除了可以借鉴产品标准外,还可根据设计要求与实际工程应用目的进行选择。同时对一些加固补强性能要求更高或一些特殊用途的(如土壤加固、混凝土路面抬升等)工程,可能会根据不同的工程提出不同的指标要求,对于这种情况,需要对产品提出专门的要求并进行测试。4.2.2环氧树脂结构中含有环氧基团,能与氨基等活性基团反应,生成稳定的高分子结构,由环氧树脂与稀释剂、助剂及固化剂按规定比例配制成环氧灌浆材料,形成的固结体具有优异的力学性能。由于处理对象的不同,对环氧树脂灌浆材料的检测项目和性能要求和检测项目也不同。目前已颁布的与环氧树脂灌浆材料性能相关的标准、规范有:《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》JC/T1041-2007标准和《工程结构加固材料应用安全性鉴定规范》GB50728-2011规范。《工程结构加固材料应用安全性鉴定规范》GB50728-2011主要针对工程结构加固材料及制品的安全性检验与鉴定。《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》JC/T1041-2007主要是针对水工建筑物大体积混凝土产生的深层微细裂缝。为此两者对环氧树脂灌浆材料的检测项目和要求不一样。31
《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》JC/T1041-2007对环氧树脂灌浆材料的具体性能要求,如表3和表4所示;《工程结构加固材料应用安全性鉴定规范》GB50728-2011对改性环氧基裂缝注浆料的性能规定如如表5和表6所示。对压注型混凝土裂缝修复胶的性能规定如表7所示。表3环氧树脂灌浆材料浆液性能序号项目浆液性能LN1浆液密度/g/cm3>1.001.002初始粘度/mPa·s<302003可操作时间/min>3030表4环氧树脂灌浆材料固化物性能序号项目固化物性能LN1抗压强度/MPa≥40702拉伸剪切强度/MPa≥5.08.03抗拉强度/MPa≥10154粘结强度干粘结/MPa≥3.04.0湿粘结a/MPa≥2.02.55抗渗压力/MPa≥1.01.26渗透压力比/%≥300400a湿粘结强度:潮湿条件下必须进行测试注:固化物性能的测定试龄期为28d。表5改性环氧基裂缝注浆料安全性鉴定标准检验项目检验条件鉴定合格指标浆体性能劈裂抗拉强度(MPa)浆体浇注毕养护7d,到期立即在:(23±2)℃、(50±5)%RH条件下以2mm/min的加荷速度进行测试≥7.0抗弯强度(MPa)≥25且不得呈碎裂状破坏抗压强度(MPa)≥60粘接能力钢对钢拉伸剪切强度标准值(MPa)试件粘合毕养护7d,到期立即在:(23±2)℃、(50±5)%RH条件下进行测试≥7.0钢对钢粘接抗拉强度(mm)≥15钢对混凝土正拉粘结强度(MPa)≥2.5,且为混凝土内聚破坏耐湿热老化能力(MPa)在50℃、98%RH环境中老化90d后,冷却至室温进行钢对钢拉伸抗剪强度试验老化后的抗剪强度平均降低率应不大于20%31
表6裂缝注浆料涉及工程安全的工艺性能标准检验项目注浆料性能指标改性环氧类改性水泥基类初始黏度(mPa·s)≤1500-流动度(自流)初始值(mm)-≥38030min保留率(%)-≥90竖向膨胀率3h(%)-≥0.1024h与3h之差值(%)-≥0.02023℃下7d无约束线性收缩率(%)≤0.20-泌水率(%)-025℃测定的可操作时间(min)≥60≥90适合注浆的裂缝宽度ω(mm)1.5<ω≤3.03.0<ω≤5.0且符合材料说明书规定表7压注型混凝土裂缝修复胶安全性鉴定标准检验项目检验条件合格指标胶体性能抗拉强度(MPa)浇注毕养护7d,到期立即在(23±2)℃、(50±5)%RH条件下测试≥25受拉弹性模量(MPa)≥1.5×103伸长率(%)≥1.7抗弯强度(MPa)≥30且不得呈碎裂破坏抗压强度(MPa)≥50无约束线性收缩率(%)浇注毕养护7d,到期立即在(23±2)℃条件下测试≤0.3粘接能力钢对钢拉伸抗剪强度(MPa)粘合毕养护7d,到期立即在(23±2)℃、(50±5)%RH条件下测试≥15钢对钢对接抗拉强度(MPa)≥20钢对干态混凝土正拉粘结强度(MPa)≥2.5,且为混凝土内聚破坏钢对湿态混凝土正拉粘结强度(MPa)≥1.8,且为混凝土内聚破坏耐湿热老化性能在50℃、(95±3)%RH环境中老化90d,冷却至室温进行钢对钢拉伸抗剪强度试验与室温下,短期试验结果相比,其抗剪强度降低率不大于18%注:1表中各项性能指标均为平均值;2态混凝土指含水率不大于6%的硬化混凝土;湿态混凝土指饱和含水率状态下的硬化混凝土。31
为此本规范规定:环氧树脂灌浆材料性能指标宜符合《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》JC/T1041和《工程结构加固材料应用安全性鉴定规范》GB50728的规定。实际应用时可根据具体工程要求参考这两个标准,取长补短综合考虑而定。由于具体工程要求不一,对于性能不在这两个标准范围内的环氧灌浆材料,只要满足具体的工程要求。可与工程设计单位和业主单位协商使用。4.2.3丙凝灌浆材料曾经是应用非常普遍的一种灌浆材料,但由于毒性较大已不再使用。丙烯酸盐的性能与丙凝类似,但毒性要小得多,因此是取代丙凝的理想材料,目前较多地使用在基础处理和防渗堵漏上。近年来在丙烯酸盐灌浆材料的研究上又取得了新进展,开发出的丙烯酸盐灌浆材料的LD50可大于8850mg/kg,已达到实际无毒级别,其胶凝体的渗透系数亦可达到10-9cm/s级别。目前已颁布的与丙烯酸盐灌浆材料性能相关的标准有:《丙烯酸盐灌浆材料》JC/T2037-2010。对丙烯酸盐灌浆材料的具体性能要求,如表8和表9所示。表8丙烯酸盐灌浆材料浆液物理性能序号项目技术要求1外观不含颗粒的均质液体2密度a/(g/cm3)生产厂控制值±0.053粘度/mPa•s≤104pH值6.0~9.05胶凝时间/s报告实测值注生产厂控制值应在产品包装与说明书中说明。表9丙烯酸盐灌浆材料固化物性能序号项目技术要求Ⅰ型Ⅱ型1渗透系数/(cm/s)<1.0×10-61.0×10-72固砂体抗压强度/kPa≥2004003抗挤出破坏比降≥3006004遇水膨胀倍率/%≥304.2.4水玻璃(硅酸钠)灌浆材料是最早使用的化学灌浆材料,由于其具有无毒、价廉等特点,目前仍是多数防渗堵漏工程的首选材料,特别是水泥-水玻璃体系仍在大量的工程中应用。但由于其耐久性问题一直没有得到很好的解决,从而限制了它的应用,一般只在临时性工程中使用。与传统的碱性水玻璃相比,酸性水玻璃研究成果表明,其耐久性有了较大的提高,这也是目前水玻璃灌浆材料的研究方向之一。31
目前尚未颁布水玻璃类灌浆材料的标准,只有关于原液的相关工业标准《工业硅酸钠》GB/T4209,其对液体硅酸钠性能有着相应指标要求,如表10所示。根据研究成果,用于灌浆材料的的水玻璃原液,模数宜处于2.4~3.2范围内,密度宜处于1.27g/cm3~1.45g/cm3。表10工业液体硅酸钠要求指标项目液-2液-3液-4优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品铁(Fe),w/%≤0.020.05-0.020.05-0.020.05-水不溶物,w/%≤0.100.400.500.200.500.800.200.801.00密度(20℃)/(g/mL)1.368~1.3941.436~1.4651.526~1.559氧化钠(Na2O),w/%≥8.210.212.8二氧化硅(SiO2),w/%≥26.025.729.2模数3.10~3.402.60~2.902.20~2.504.2.5脲醛树脂灌浆材料是由尿素和甲醛缩合而成的一种高分子聚合物,以它为主剂的化学灌浆材料具有粘度小、强度较高的特点。目前已颁布相关脲醛树脂灌浆材料中,关于树脂的标准有《木材工业胶粘剂用脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛树脂》GB/T14732,该规范对脲醛树脂的相关性能有着具体要求,如表11所示。表11脲醛树脂相关性能指标序号名称指标1PH值7.0~9.52固含量%40~503游离甲醛含量%≤0.84粘度mPa·s≥20脲醛树脂灌浆材料中其树脂在实际灌浆使用时,一般选用工业品,其相关性能指标可参照上述标准。脲醛树脂做防渗堵漏时,其固结体单轴抗压强度应大于1MPa,抗渗性宜小于10-5cm/s;做充填密闭时,其固结体相关性能指标应满足国家安全行业标准《煤矿充填密闭密闭用高分子发泡材料》AQ1090的相关规定。4.2.6目前已颁布相关酚醛树脂灌浆材料中关于树脂的标准有《木材工业胶粘剂用脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛树脂》GB/T14732,对酚醛树脂相关性能有着具体要求,如表12所示。31
表12酚醛脲醛树脂相关性能指标序号名称指标1PH值≥7.02固含量%≥353游离甲醛含量%≤0.34粘度mPa·s20~305游离苯酚含量%≤6酚醛树脂灌浆材料中其树脂在实际灌浆使用时一般选用工业品,其相关性能指标可参照上述标准。4.2.7甲基丙烯酸盐灌浆材料(甲凝)由于其粘度极低、强度高,可用于混凝土微细裂缝、文物保护等裂缝灌注,但由于目前尚无国家相关标准颁布,因此只能凭借材料本身性能与工程要求对其指标进行规定。甲凝的固结体强度极高,最高可达100MPa以上,同时甲凝材料的粘度极低,并对混凝土有极好的渗透性,因此与混凝土的粘结强度也非常高,甚至可以超过混凝土本身的抗拉强度,因此当用于补强时,规定其抗压强度应不小于60MPa,与混凝土干粘结强度应不小于2.0MPa。4.2.8随着国家对绿色环保的要求越来越高,对灌浆材料的环保性能也提出了更高的要求,特别是在上世纪70年代,日本和美国相继发生了丙凝灌浆污染了水源,导致人畜中毒事件后,在对化学灌浆材料应用于水源工程或灌溉工程时就特别慎重。因此当灌浆材料用于饮水或灌溉工程时,由于涉及人身安全,浆液和固结体必须进行毒性试验,且试验结果必须是属于实际无毒类。4.3检验4.3.1灌浆材料性能是否符合要求,一般要通过检验来验证。考虑到公正性,厂家的出厂检验结果仅供参考,最终的检验结果应以具有相应资质的检验机构的检验报告为准。因此为确保产品质量,对现场的材料应采取抽样的方法,交第三方进行检验。考虑到实际现场的情况,从经济性和有效性出发,一般以20t为一个抽检单位。抽检频次太少不利于质量控制,太多则又增加了许多无谓的工作量。4.3.2灌浆材料的最终检验结果应以第三方机构的检验结果为准,但由于第三方送检的数量少、时间长、费用高,为了更好地指导现场灌浆工作,可以在现场开展一些操作简便、且与产品最终性能有一定关系的检验项目。31
如聚氨酯材料,可在现场进行粘度、胶凝时间、包水量及发泡倍数的检测,其中粘度可以表征材料是否符合出厂标准,胶凝时间表征材料的固化是否满足要求,包水量则检验材料的止水性能是否与标准相符,而发泡倍数的检验则可以验证灌浆材料是否能满足充填密闭的要求,通过现场的简单检验也可以部分了解产品是否满足标准。当然很多时候现场检验指标并不能直接反映出产品是否满足要求,如环氧的粘度和胶凝时间即使满足指标也不一定表明材料最终的固化性能就能够满足要求,但反之如果现场检验结果都不能满足要求,则材料的最终性能肯定无法得到保证,从这个角度来看,现场的检验也是非常必要的。当现场检验指标不能满足标准要求或对产品质量有疑问时,应加大抽样频率,送相关机构做全套指标检验。聚氨酯灌浆材料可按现行行业标准《聚氨酯灌浆材料》JC/T2041、《煤矿充填密闭用高分子发泡材料》AQ1090规定的检验方法执行。当用于防渗堵漏目的时,可在现场检验粘度、胶凝时间和包水量几项指标,用于补强加固时,可以现场检验粘度、胶凝时间,用于充填密闭时,可以现场检验发泡倍数。环氧树脂灌浆材料可按现行国家标准《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》JC/T1041或《工程结构加固材料应用安全性鉴定规范》GB50728规定的检验方法执行。现场检验项目宜包括但不限于以下项目:密度、粘度、胶凝时间。丙烯酸盐灌浆材料可按现行行业标准《丙烯酸盐灌浆材料》JC/T2037规定的检验方法执行。现场检验项目宜包括但不限于以下项目:密度、粘度、胶凝时间。甲基丙烯酸甲酯灌浆材料目前没有相应的检测标准。现场密度检测是为了判定各组分的配比是否正确。此外,它在工程中的应用特点是粘度很低,能够灌入微细裂缝,且物理力学性能增长较快,起快速补强加固作用。可操作时间太短,难以灌入微细裂缝,太长,影响其固结体的力学性能增长。因此,现场应对粘度和可操作时间进行检验。4.3.3现行国家标准《食品安全国家标准急性经口毒性试验》GB15193.3中规定了材料的毒性分为极毒、剧毒、中等毒、低毒和实际无毒五大类,其中实际无毒的大鼠口服LD50≥5000mg/kg体重,用于饮水工程和灌溉工程时,化学灌浆材料的毒性要求应满足该指标。4.4贮存4.4.1根据仓库贮存材料生产的火灾危险性,现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016做了分类,仓库的消防设施、灭火器材配置、指示标志、标识在该规范中有明确规定。4.4.2《常用化学危险品贮存通则》GB15603对危险化学品的贮存方式、分类、基本要求、标志、贮存场所、贮存安排和贮存量限制、危化品养护、出入库管理、消防措施、废弃物处理、保管人员培训均有明确规定。如果化学灌浆材料是危险化学品且贮存量超出《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218)规定的临界量,则为构成重大危险源,其贮存应符合《危险化学品安全管理条例》的相关规定。31
5材料应用设计5.1一般规定5.1.1在满足工程灌浆目的(防渗堵漏、补强加固、充填密闭)的前提下,设计从材料选择、材料用量和经济性要做全面考虑,做到既满足工程灌浆目的,又节约工程成本。5.1.2化学灌浆材料应用设计文件内容可根据工程要求进行增或减:1受灌对象与化学灌浆材料应用有关的资料包括:受灌体的结构特性、缝隙、孔隙、裂隙、孔洞发育特点;受灌体与周边环境的相对位置、地质条件、水文条件、渗水情况、充填密闭物的性质、处理范围、水质分析结果等;灌浆目的包括防渗堵漏、补强加固以及充填密闭。2化学灌浆材料性能指标有浆液性能(如粘度、密度、胶凝时间等)和固结体力学性能(如抗压强度、粘结强度等)3灌浆方案中,应针对材料应用过程中的要素,如压力~灌入率、变浆原则等进行控制性规定。4针对灌浆目的和应用的化学灌浆材料,对受灌体的灌后检查项目和内容如力学指标、渗透性指标等进行明确性规定。并拟定达标的百分数作为工程合格的判据。5.1.3灌浆材料应用试验设计的任务:一是论证运用化学灌浆材料在技术上的可能性、效果上的可靠性和经济上的合理性;二是推荐合理的施工程序、良好的施工工艺、适宜的灌浆材料和最优的浆液配合比;三是提供有关的技术数据,如孔距、排距、防渗帷幕厚度和深度以及有关灌浆施工定额资料;选定灌浆压力;提出灌浆机械设备意见等,作为编制大坝基岩灌浆设计和施工技术要求文件的依据。本标准规定,必要时,宜进行化学灌浆材料应用试验设计,目标主要针对地质条件复杂和重要工程而言。具体如下。1灌浆试验地点是否具有代表性,对试验成果的价值具有重要作用。选择灌浆试验地点一般应考虑下面几个条件:地质条件应具有代表性,常规灌浆试验可选在未来灌浆施工区域地质条件中等偏差的的地段。由于工程要求的不同,或地质条件复杂而差别又大,有时需选择多个试验区进行试验。选择灌浆试验位置时还应考虑场地地形、机械材料和水电供应运输等条件。试验区距离岸坡临空面应远一些。对灌浆目标要求高或为试探性灌浆时,宜先进行室内或现场模拟试验,再进行现场灌浆试验。如三峡断层处理,首先在室内进行了模拟研究,随后在升船机左侧99m高程SZ2排水洞内靠近SZ201端点F215断层出露部位进行现场试验。通过试验研究选择了适合于处理三峡F215等类似断层的灌浆材料和灌浆工艺。溪洛渡的层间层内错动带灌浆试验直接在受灌体上(16坝段上)进行试验,通过试验优化了灌浆材料和工艺。31
2试验前,分组进行浆材配合比试验。目的是掌握材料在不同温度、不同地下水条件下的粘度、胶凝时间、固结强度等性能指标;3优化灌浆设计方案,即通过试验优化灌浆设计,如材料的选择、灌浆技术参数及施工方法。5.2材料选择5.2.1针对不同的受灌体、不同的灌浆目的和需要达到的物理力学性能要求,必须把技术上的可行性、经济上的合理性以及材料对人体的伤害和环境的污染等综合起来考虑,还要考虑材料是否有工程应用实例。当受灌体地层或地下水中含有有害化学成份时,应分析其对化学灌浆材料应用性能的影响。部分材料的选择原则如下:1防渗堵漏时,当受灌体涌水时,可选择聚氨酯灌浆材料,丙烯酸盐灌浆材料、水玻璃灌浆材料。2补强加固时,当受灌体含水时(如含水混凝土裂缝)可选择能在水中固化的环氧树脂灌浆材料。3当受灌体干燥(如干燥混凝土裂缝),固结体易失水干缩开裂时,不宜选用丙烯酸盐灌浆材料。4对于非永久性和半永久性工程可选用水玻璃。其中选用碱性水玻璃浆液时应慎重考虑溶液淋蚀对被灌地层的碱污染;遇酸性介质时应优先考虑选用非碱性水玻璃浆液。5酚醛,不宜在干燥条件下作补强加固使用。6脲醛,防渗堵漏宜在酸性条件下使用;若受灌体地下水PH值较高,且岩土颗粒呈碱性时,应经灌浆试验后选用。7在低温条件下(-20℃以下)基岩微细裂隙补强灌浆时,可优先选用甲基丙烯酸酯。5.2.2不同的受灌体对化学灌浆材料的要求不同。对于细微裂缝,需要灌浆材料的粘度小、胶凝时间长,具有良好可灌性;在一些混凝土补强加固工程中,需要固结体较高的抗压强度,对于水下的堵漏工程则需要较高的潮湿面粘结强度;对于饮用水或灌溉工程要求的工程,使用的化学灌浆材料应满足环保性要求;一些国家重点工程,如水库大坝、地铁、高铁等乃百年大计,需要灌浆材料的耐久性、稳定性好。凡此种种,化学灌浆材料的一些特性指标应满足不同的工程应用要求。5.2.3当同时有加固、防渗等多种目的,应综合考虑选择既能达到防渗又能满足加固目的的灌浆材料,如溪洛渡帷幕层间层内错动带采用环氧树脂灌浆材料既达到防渗目的又达到了加固目的。当采用多种材料时,应考虑材料间的相互作用及施工顺序,如:某水电站31
大坝导流洞下闸蓄水后,随着上游水位逐渐抬升,其中两条灌浆平洞岩石表面出现渗水,且有增大趋势,经现场查勘,其洞身段裸露的岩石缝隙有的呈滴状渗水、有的呈线型渗水、有的岩石表面潮湿呈微渗水。为防止大坝蓄水后随着上游水位升高形成渗漏通道引发安全问题,需对渗水洞段洞周进行环氧与聚氨酯两种材料组合灌浆技术处理。水溶性聚氨酯化学灌浆材料是一种快速高效的防渗堵漏化学灌浆材料,对于漏水量大、裂隙比较大的受灌体具有很好的堵漏效果,环氧树脂灌浆材料可在潮湿条件和水中都能很好地固化,适合裂隙较小的部位,具有防渗和补强的效果。首先进行水溶性聚氨酯灌浆,封堵大的漏水,随后再进行环氧树脂灌浆,起补强加固作用。取得了非常明显的堵水效果。5.2.4不同的受灌体和不同的灌浆目的可根据材料的性能进行选择。1基岩、围岩目前用于基岩、围岩防渗堵漏、补强加固和充填密闭的化学灌浆材料主要有聚氨酯、丙烯酸盐、水玻璃、脲醛、环氧树脂等灌浆材料。聚氨酯灌浆材料具有反应速度快、固结体性能范围广的特点,它通常以水作为固化剂,根据材料分子结构的不同,其固化产物可以是包水的胶凝体、高延伸率的弹性体、坚硬的固结体或者高发泡倍数的泡沫体,因此根据其不同的特性,可以分别用于防渗堵漏、补强加固和充填密闭工程中。环氧树脂灌浆材料是使用最为广泛的补强灌浆材料。具有粘接力高、在常温下可固化,固化后收缩小、机械强度高、耐热性及稳定性好等优点。目前已研制出粘度可调、渗透性好且可在低温、潮湿及水下固化的系列环氧树脂灌浆材料。近年来,绿色环保改性环氧灌浆材料的研究与开发方兴未艾,且取得了众多成果。环氧灌浆材料即可应用与补强加固工程也可应用于防渗工程。为此本规范规定环氧树脂灌浆材料宜用于补强加固和防渗堵漏工程。如三峡断层处理、溪洛渡水电站层间错动带处理、锦屏煌斑岩处理等都是采用环氧树脂灌浆材料。丙烯酸盐灌浆材料采用氧化还原引发体系,通过游离基聚合反应生成不溶于水的含水胶凝,且胶凝遇水膨胀,在实际应用中解决了许多防渗堵漏工程问题。为此本规范规定丙烯酸盐灌浆材料宜用于防渗堵漏工程。如三峡工程基础全强风化带、弱风化带、新鲜基岩中的断层破碎带和微细裂隙的防渗灌浆处理、龙滩水电站细微裂隙岩体防渗处理等都采用丙烯酸盐灌浆材料。水玻璃类灌浆材料是由水玻璃溶液和相应的胶凝剂,如盐类、酸类等组成,灌入地层后,发生反应生成硅酸盐胶凝,充填密闭土(砂)中的孔隙和岩石的裂隙,起到固结和防渗堵漏的作用。水玻璃是最早使用的一种化学灌浆材料,由于它来源丰富、价格低廉,目前仍然是使用很广的化学灌浆材料之一。水玻璃类化学灌浆材料广泛地用于矿井、隧道、建筑、煤炭、冶金等方面。如铁路地基的加固,建筑物基础的加固,矿井砂砾石层的地面预注浆和井壁防渗堵漏等。在水利水电工程方面,多用于临时性的工程,如围堰工程的临时堵漏。水玻璃灌浆材料的研究经过无机固化剂、有机固化剂及酸性硅溶胶三阶段的研究后,现已转入浆材服役寿命更长的活性二氧化硅胶体灌浆材料的研制。水玻璃除可以单独作为纯水玻璃浆液灌注而外,它还可以与水泥浆联合灌注。这一方法在国内的一些矿井和地下工程中已经广泛应用,主要用于堵漏。目前国内在水玻璃灌浆材料耐久性方面的研究与国外相比还有很大差距。为此水玻璃灌浆材料宜应用于非永久性的防渗堵漏工程。31
除前述四大类灌浆材料外,还有一些灌浆材料也在工程中使用,但使用量不大。如甲基丙烯酸酯灌浆材料,具有粘度低、强度高的特点,经常用于古文物的修补;新型的聚氨酯/水玻璃复合灌浆材料大大降低了材料的成本,也可用于防渗堵漏和充填密闭灌浆工程;酚醛灌浆材料,反应温度低、发泡倍数大,也经常用于煤矿充填密闭工程中。2土体分为碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土和特殊类土。通过化学灌浆,对土体进行固结加固,增加土体的承载力,改善土体力学性质,还可以用于防渗。目前主要有四种化学灌浆材料(水玻璃、丙烯酸盐、聚氨酯、环氧树脂)用于土体的固结加固。一般常用的是水玻璃、丙烯酸盐及聚氨酯。水玻璃、丙烯酸盐能够与土体形成固结体,有一定的强度,比水泥具有更好的可灌性且胶凝时间可调。当水泥灌浆不能解决工程问题时,可采用水玻璃、丙烯酸盐进行化学灌浆处理,但固结体强度较低。当其与水泥复合进行灌浆时,强度会有所增加,可提高固结体强度。聚氨酯是以异氰酸酯和多元醇为主剂的一类化学灌浆材料,可分为水溶性(亲水性)和油溶性(疏水性)两大类。遇水后能迅速反应,产生二氧化碳使体积膨胀,且产生了较大的膨胀压力,促使浆液二次扩散,从而加大了扩散范围。聚氨酯灌浆材料对土体有化学粘结性,能将潮湿松散的土体粘结在一起,起防渗固结作用。环氧树脂用于某些特殊要求的土体固结加固工程中。3空洞空洞充填密闭用聚氨酯由多异氰酸酯及多元醇聚醚在交联剂、发泡剂、表面活性剂等组分的作用下,通过反应形成的固结体;酚醛树脂灌浆材料是由酚醛树脂在发泡剂、固化剂、表面活性剂及其他助剂所组成;脲醛树脂灌浆材料是在脲醛树脂中加入表面活性剂、硬化剂和发泡剂等助剂,通过机械搅拌或化学发泡所形成。具体灌浆可以控制膨胀倍数,由于反应的发泡压力,可使材料产生自动注射效应及二次注浆压力,推动材料向裂隙深处扩散,可进一步形成紧密固结体,起到充填密闭的作用。4混凝土用于混凝土堵漏的化学灌浆材料有聚氨酯、丙烯酸盐、环氧树脂等。聚氨酯、丙烯酸盐固结后有较好的弹性,主要用于混凝土结构缝的堵漏工程中。由于亲水性环氧树脂、水下固化剂、特种催化剂制备成功,近年来环氧树脂也逐步开始应用于混凝土的堵漏工程中。用于混凝土补强加固的化学灌浆材料有环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯。环氧树脂具有粘结力强、稳定性高、收缩率小等优点,巳广泛应用于混凝土裂缝等缺陷的补强以及与混凝土有关的补强加固工程中。甲基丙烯酸甲酯的特点是粘度低、可灌性好,并能沿缝面渗入混凝土内,形成固结带,粘结力强,并在低温(-20℃)条件下固化。但在潮湿混凝土面的粘结强度较低,须进一步改进提高。因其收缩率比较大,使得应用受到限制,但某些特殊情况下具有较好的应用价值。31
5.3材料应用5.3.1防渗堵漏设计前,应查明渗水原因、渗水量、渗漏水特征,当防渗堵漏作业在动水压力大和大漏量条件下进行时,化学灌浆材料应满足速凝、稳定、遇水反应、不会被水稀释的材料。应根据水的流速、压水透水率、现场温度及浆液输送距离(比如井筒地面预注浆,浆液自地面输送至受注地层距离较大时)选择合适胶凝时间的灌浆材料,防渗堵漏是为了提高受灌体的防渗能力,为此要选择具有较高的不透水性和抗渗稳定性的化学灌浆材料。灌后受灌体除满足透水率指标外,还应满足渗透比降指标要求。5.3.2补强加固材料应用设计应查明受灌体孔隙、裂缝等特点,检测受灌体的渗透性,根据受灌体的渗透性选择适宜粘度和可操作时间的灌浆材料,确保浆液在被灌体的扩散范围(例如使用环氧树脂灌浆材料时,受灌体为地基与基础时,JC/T2379—2016规定其可操作时间宜大于120min;受灌体为混凝土裂缝时,JC/T1041-2007规定可操作时间宜大于30min;);补强加固是为了提高受灌体的承载力且能满足长久运行的要求,因此要选择固结体具有较高的力学性能与良好的耐久性灌浆材料;灌后受灌体除满足强度要求外,还应满足相应的弹模或变模要求。5.3.3对空洞进行充填密闭应用设计时,应查明空洞的类型,赋存情况,施工条件和治理目的,最终选择相应的化学灌浆材料。温度、淋水等情况都会对固结体都会有着不利影响,因此需对化学灌浆材料的稳定性及耐久性有着相应的需求。为了防止有害气体的扩散及防灭火的要求,充填密闭材料应满足相应的防漏风要求。31
6材料应用施工6.1一般规定6.1.1结合工程总体情况系指,应根据工程施工特点和要求,编制施工组织设计的内容可增减,顺序可变动。内容的重点,即技术核心应在材料选择、配浆方法及工艺、资源配置等,编制时必须详尽、齐全、清晰,可操作性要强。6.1.2在《水工混凝土建筑物化学灌浆施工规范》DL/T5406和《水工混凝土建筑物修补加固技术规程》DL/T5315中,规定了防渗堵漏、补强加固、混凝土剥蚀等材料应用的内容,针对大体积混凝土而言,可按照执行。6.1.3《混凝土结构加固设计规范》GB50367第17章;《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550第4章的4.8、第21章;《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728第5章;《地下工程渗漏治理技术规程》JGJ/T212第3、4、5、7章;《混凝土结构加固技术规范》CECS25:90附录二,对普通混凝土构筑物化学灌浆的设计、施工、验收作了详细的规定。6.1.4配浆和灌浆过程中每一步骤,包括正常或异常情况,均是分析评价灌浆工程质量的重要依据,有时是唯一依据,因此应要严格要求,认真及时、准确、真实、齐全的记录。且记录要在施工现场随着施工的进行随时填写,专人审核。不允许事后补记,更不得随意编造。6.2灌浆准备6.2.1简单的讲,就是人、材、机在材料灌浆前,应根据批准的施工组织设计按工程要求的时间,进入施工现场,做好灌浆准备。人员包括技术和操作人员外,还有相关管理人员;材料除包括选定主材和配套的辅材外,还应包括备用材料等;机械设备包括钻孔机械、灌浆泵以及各种器具,如管线、压力表等。6.2.2设备进场后及时安装调试和合理布置现场供风、供水、供电、照明、通讯设施等临建设施,均是灌浆准备的基础工作,更是保障灌浆连续不中断作业和保证灌浆质量的必要条件。重点工程或工程量大的工程,设备甚至要求有备用,临建设施必须布置专线。6.2.3合理布置系指三者间应尽量合理的紧凑布置。合理紧凑一方面为方便施工;二是化学灌浆材料价格高避免远距离输浆造成浆液浪费;还有输浆管路短,灌浆压力延程损失小,压力容易控制且读数可最大程度的接近准确。由于化学浆液中溶剂的化学反应作用,注浆管可能发生溶胀现象。一旦发生,耐压能力会大大降低,灌浆过程中容易发生爆管事故,这是不允许的。6.2.4化学灌31
浆材料的应用往往是用于解决复杂的工程技术难题。施工难度大、地质条件与灌浆技术复杂的化学灌浆试验或灌浆工程,施工过程中会遇到较多问题,为及时应对,在浆材方面宜事先做好准备。化学灌浆施工通常采用“多种功能、优选组合灌注方法”,遇到不同的工况,相应采用不同的技术措施。例如,河南省故县水库大坝坝基帷幕灌浆F5断层化灌处理,采用环氧化灌浆材,事先备有4种配方:1#浆材,在正常情况下使用;2#浆材,快速凝固,当注入率大且较长时间不见明显减少时使用;3#浆材,渗透性能好,当注入率小时使用;4#浆材,充填较大孔隙且具备固壁性能。又如,细微裂隙岩石地基帷幕防渗、坝基断层破碎带的防渗加固、砂土地层的防渗固结、大量渗水或流速较大的涌水封堵,以及恢复产生裂缝缺陷的建筑物整体性等。当一种浆液的配料单不能满足工程灌浆目的,或过程中质量标准、现场气温等环境发生变化时等,两种及以上同类型浆液的配料单是必要的。6.3配浆6.3.1灌浆浆液一般由双组份或多组份组成,需要在现场按比例进行配制,且对配合比要求比较高,各组份之间的比例不同会导致固化产物的性能发生变化,尤其是促进剂、催化剂等助剂,添加量非常少,一旦多加或少加,胶凝时间的快慢直接影响现场灌浆操作使用。因此配浆人员应熟知浆液配方,了解配方各组分的化学性能和作用,十分必要。6.3.2化学灌浆材料一经混合如不用按时完会,则会胶凝成固体造成浪费;若一次配浆量较大,则会导致反应放热增加,影响反应速度。因此在满足灌浆进度的条件下,应减少每次的配浆量,即遵循“少量多次”的原则。6.3.3化学灌浆材料应用专项设计文件里,会明确材料的名称及材料的性能技术指标,如聚氨酯、环氧树脂、抗压强度、粘结强度等。因此配浆时必须按照设计要求选择对应灌浆材料进行配制。6.3.4表4.3.2的检测项目不能涵盖全部时,按照工程设计要求进行。6.3.5化学灌浆材料属高分子材料类含有各种溶剂、助剂,会散发一些难闻的气味。为保证化学灌浆施工人员的健康,配浆现场所应尽量保证通风良好,对于室内(或洞内)的操作,则必须有足够的排风设备,并且施工人员应尽可能在上风操作,以减少操作人员与化学灌浆材料中有害气体的接触。6.3.6单液聚氨酯、丙烯酸盐材料配浆不存在爆聚情况。对类似环氧树脂这种与固化剂反应放热的材料而言,若单次配浆量越大,反应热越大,易引起爆聚。因此控制浆液反应温度的措施一般有:一次少配,尽快用完;用冷却水降温;当气温较高时,适当调整固化剂与环氧树脂浆液的比例,低比高较好,更利于控制反应热。6.3.7混用,容易发生不确定的化学反应,造成材料和浆液浪费。6.3.8不符合灌浆作业要求的情况主要有:黏度、胶凝时间不符合设计规定;降温过高;浆液污染;错误的配比等。6.3.9聚氨酯材料可以与水发生胶凝反应,若配制容器中有水,则会导致浆液粘度迅速增长并失效,因此必须保证配制容器干燥,不得有水。31
材料包装开启后若一次性用不完,由于空气中的水分会进入容器内,并与材料发生胶凝反应导致材料变稠并失效,因此在取出材料后应及时将容器盖严。快固化双组份聚氨酯是通过专用的设备,由两根吸浆管将A、B组份分别吸入灌浆泵中,在灌浆泵中混合均匀并立即灌注到被灌体中,若两组份的吸浆管混用,则会导致材料在吸浆管内发生胶凝反应,堵死吸浆管使其报废。6.3.10对于多组份灌浆材料,只有当各组份之间混合均匀才能保证反应平稳。1固化剂组份按规定的比例,均匀、缓慢倒入环氧树脂组分中,边倒边搅拌,主要是为了防止固化剂加入过快,局部会产生爆聚。有条件的施工现场,应采用机械搅拌的方式,没有条件的也必须用人工充分搅拌,保证混合均匀。2浆液温度超过35℃,环氧与固化剂反应剧烈,热量来不及散发会产生爆聚。6.3.11丙烯酸盐灌浆材料配浆应注意以下几点:1丙烯酸盐灌浆液(包括A液、B液和浆液),都是化合物的水溶液,对有些容器,有不同程度的腐蚀性。某些铁制容器被腐蚀后,会有铁离子进入浆液中,对浆液的胶凝时间产生较大影响。所以要求用塑料或不锈钢制品。2丙烯酸盐灌浆材料的反应为游离基反应,温度对反应凝胶时间影响很大,且不同的受灌体其压水透水率不同,所需的胶凝时间也不同,丙烯酸盐浆液可通过改变缓凝剂的量准确地控制其凝胶时间,从而可以控制扩散半径。为此本规范规定应根据现场所需凝胶时间来选择缓凝剂的加入量3丙烯酸盐灌浆材料为水溶液,温度低于0℃有结冰的可能。6.3.12配制水玻璃浆液时,应注意以下几点:1水玻璃的固化剂有氯化钙、铝酸钠、硅氟酸、乙二醛溶液等,其中硅氟酸与玻璃容器反应也可腐蚀铁制容器,所以要求用塑料制品。2水玻璃溶液浓度的大小对固结体性能有一定的影响。浓度低,固结体强度低;浓度过高,粘度增大,不具有可灌性。结合工程施工的可行性和经济适用的要求,建议采用水玻璃浓度为20~45波美度之间。所以根据需要稀释使用。3有些水玻璃固化剂如氯化钙为固体,故应配成溶液使用。4水玻璃灌浆材料可采用双管灌注,也可采用单管交替灌注,故应根据工程需要调整凝固时间。5若将水玻璃原液直接加入水泥浆内搅拌,浆液黏度因此增大、搅拌困难,且不具有可灌性。6.3.13配置脲醛树脂化学灌浆材料时,应注意以下几点:1由于草酸等催化剂呈酸性,配置其溶液时,为防止其对容器造成腐蚀,宜选用塑料或不锈钢容器。31
2作为充填密闭使用时,应加入发泡成分,以达到降低成本,更大程度的使空洞充填饱满。同时应加入阻燃成分,以达到防灭火的需求。3作为堵水使用,浆液中应加入改性物质,防止浆液中游离甲醛含量过高,造成地下水污染的现象发生。6.3.14配置酚醛树脂化学灌浆材料时,应注意以下几点:1由于草酸等催化剂为酸性成分,配置其溶液时,为防止其对容器造成腐蚀,宜选用塑料或不锈钢容器;2作为充填密闭使用时,应加入发泡成分,以达到降低成本,更大程度的充填饱满空洞。6.3.15甲基丙烯酸甲酯灌浆材料一般由甲、乙双组份组成,甲组份为主剂及抗氧剂,并在使用前加入促进剂;乙组份为引发剂、改性剂及助剂,当甲乙两组份混合后就会发生自由基反应,且反应速度较快,为降低反应速度,可在浆液中加入阻聚剂,但引发剂、阻聚剂及促进剂的用量要通过现场试验确定,以保证灌浆需要。甲凝材料固化较快,且大多用于细微裂缝的加固,用量较小,因此为避免浆液胶凝失效,配制浆液要勤,每批数量要少。31
6.4灌浆6.4.1实际工程中,灌浆工艺流程可根据灌浆目的进行变动。6.4.2循环式灌浆会使浆温升高,增大浆液黏度,浆液失去可灌性。6.4.3化学灌浆材料灌浆技术应用领域十分广泛,不同的受灌体和不同的灌浆材料,以及不同的灌浆目的,灌浆参数,包括技术数据,如孔距、排距等,难以通用规定,只能按具体的工程要求执行。当设计没有给定灌浆参数时,防渗堵漏灌浆压力和结束标准,可按以下原则确定:1允许灌浆压力不得大于受灌体破坏压力;2灌浆设计压力应根据受灌体结构进行分析计算并参考类似工程,通过灌浆试验论证,并在施工过程中调整确定,其中堵漏灌浆压力应大于涌水压力。3当缺乏试验资料,或在进行现场灌浆试验前需预定一个试验压力时,可用理论公式或经验数值确定允许压力,然后再根据试验或工程实际调整。1)砂砾地基允许灌浆压力可按下式6.4.3-1或下式6.4.3-2计算[Pe]=C(0.75T+Kλh)(6.4.3-1)[Pe]=βγT+CKλh(6.4.3-2)式中:[Pe]——允许灌浆压力,105Pa;C——与灌浆次序有关的系数,第一序孔C=1,第二序孔C=1.25,第三序孔C=1.5;T——地基覆盖层厚度,m;K——与灌浆方式有关的系数,自上而下灌浆时K=0.8,自下而上则K=0.6;λ——与地层性质有关的系数,可在0.5~1.5之间选择。结构疏松、渗透性强的地层取低值;结构紧密、渗透性弱的地层取高值;h——地面至灌浆段的深度(m);β——系数,在1~3范围内选择;γ——地表面以上覆盖层的重度(kN/m3)。2)岩石地基允许灌浆压力可按式6.4.3-3计算。[Pe]=P0+mD(6.4.3-3)式中:[Pe]——允许灌浆压力(105Pa);P0——表面段容许灌浆压力(105Pa);m——灌浆段每加深1m容许增加的压力,(105Pa);D——灌浆段深度(m)。P0及m值可在表13查得31
表13P0及m值选用表岩石分类岩性P0(105Pa)m(105Pa)灌浆方法灌浆次序自上而下自下而上123Ⅰ裂隙少而小,结构密实1.5~3.02.01.0~1.21.01.0~1.251.0~1.5Ⅱ略受风化的裂隙岩石,无大裂隙,但其中有层理的沉积岩0.5~1.51.00.5~0.61.01.0~1.251.0~1.5Ⅲ严重风化的裂隙岩,有水平或接近水平层理的沉积岩0.25~0.50.50.25~0.301.01.0~1.251.0~1.54结束标准。当灌浆孔段吸浆量大,无法达到规定的结束标准时,可根据地质情况和压水试验资料,估算所需浆量,当此浆量全部灌入孔段后,即可结束灌浆。5部分防渗堵漏灌浆结束标准可根据表14参照执行。表14部分防渗堵漏化学灌浆结束标准参照表受灌体结束标准基岩在设计压力下,吸浆量小于0.02L/min时,再继续灌注30min或达到胶凝时间即可结束。覆盖层当灌入量已达到限量值或在设计压力下吸浆率小于1L/min,可结束该段灌浆。混凝土裂缝在设计压力下,灌浆孔不吸浆后,再继续灌注10min,即可结束灌浆混凝土结构缝在设计压力下,灌浆孔不吸浆后,再继续灌注5min,即可结束灌浆当设计没有给定补强加固灌浆参数时,灌浆压力和结束标准可按以下原则确定:1允许灌浆压力不得大于受灌体破坏压力;2灌浆设计压力应根据受灌体结构进行分析计算并参考类似工程,进行灌浆试验论证,并在施工过程中调整确定。3当缺乏试验资料,或在进行现场灌浆试验前需预定一个试验压力时,可用理论公式或经验数值确定允许压力,砂砾地基允许灌浆压力可按式6.4.3-1或6.4.3-2式计算,岩石地基允许灌浆压力可按式6.4.3-3计算,然后再根据试验或工程实际调整。4灌浆结束标准,当灌浆孔段吸浆量大,无法达到规定的结束标准时,可根据地质情况和压水试验资料,估算所需浆量,当此浆量全部灌入孔段后,即可结束灌浆;也可参照表9照执行。当大体积混凝土裂缝设计没有给定灌浆压力时,灌浆压力可按以下方式计算确定:1根据混凝土裂缝扩展的断裂理论,按以下公式计算得到裂缝尖端处缝面压力。31
σ=/F1(6.4.3-4)式中:σ—裂缝尖端处缝面压力;—失稳韧度;F1—形体系数。取值,一般为0.3MPa.m-1/2~1.4MPa.m-1/2,计算时取值1.0MPa.m-1/2;形体系数F1对于大体积混凝土的裂缝取值为1。A—单条裂缝长度的1/2长度。通过公式(6.4.3-4)计算得到尖端缝面压力σ以后,采用流体动力学原理模拟得到灌浆嘴的灌浆允许压力P:立面竖向裂缝或斜缝尖端处缝面的压力为灌浆嘴压力的0.7倍,即0.7P=σ;平面缝尖端处缝面的压力为灌浆嘴压力的0.5倍,即0.5P=σ。2扩散半径的确定。应用牛顿摩阻定律以及广义达西定律,推导得出:(6.4.3-5)式中:R—浆液扩散半径(cm);∆P—有效灌浆压力(Pa)。由于在混凝土裂缝化学灌浆过程中裂缝内部不存在地下水情况,同时也都设置有排气孔,认为灌浆压力除了克服壁面摩擦力外无损失,因此认为∆P即为允许灌浆压力值=P;t—灌浆时间(s);b—裂缝宽度(cm),取灌浆孔与裂缝相交处的内部平均裂缝宽度,通过内插法计算获得;η—浆液粘度(mPa·s)。根据公式(6.4.3-5),即可计算浆液在缝面内的扩散半径,有了扩散半径,实际工程中就很容易计算出灌浆孔(嘴)的间距布置,可做到科学合理、质量可靠。在此需要强调的是,间距布置均以单孔(嘴)为圆心考虑浆液扩散,为保证扩散能相互连接、无缝隙覆盖,孔(嘴)间距设定必须考虑浆液扩散半径呈相交重叠状态,即不可相切。得到扩散半径R后,按照《水工混凝土建筑物化学灌浆施工规范》DL/T5406附录D进行孔距和排距计算。6.4.4条文中聚氨酯材料灌浆时,施工应符合的规定系指:1聚氨酯材料能于水迅速反应,因此特别适用于大流量的涌水处理,根据工程需要,有时需要加快反应速度,此时可加入三乙胺作为促凝剂,加快固化。有时则希望材料能够灌入更远的部位,此时可加入酰氯作为缓凝剂,减缓固化速度,具体的添加量应进行实验确定。2因聚氨酯材料极易与水反应,因此为保证施工质量,在基岩帷幕灌浆时,最好能用风吹等手段将孔内的积水排除,以提高帷幕的灌浆质量。3材料粘度越低,可灌性越好,能够渗入裂缝的深度越深,根据工程经验以及国内各生产厂家产品的平均试验数据,用于裂缝灌浆时粘度不宜大于300mPa.s.31
4单组份聚氨酯材料必须有水或其它固化剂存在才能发生固化反应,若裂缝内部干燥则会长时间不固化。新疆某工程曾采用聚氨酯进行面板裂缝灌浆,由于当地天气极为干燥,年平均降水仅20多毫米,而水库又未及时蓄水,导致第二年检查时该材料仍未固化。因此当对干缝进行灌浆处理时,应在浆液中加入固化剂帮助固化。5油溶性聚氨酯在不发泡的情况下抗压强度可达20MPa以上,但一旦遇水发泡,则强度大大下降,试验表明,当发泡倍数超过5倍时,抗压强度已小于1MPa。因此当选择聚氨酯材料作为补强加固时,应在灌浆过程中控制材料的发泡倍数,以保证固结材料有足够的强度。控制发泡倍数最为关键的是减少水的影响。6经验表明,聚氨酯发泡材料在温度低于5℃发泡效果会大大下降,因此施工温度不宜低于5℃。而35℃则是从有利于工人身体健康的角度考虑。7在隧洞、矿井进行堵水时,尽可能在无淋水区域进行,否则需要采取防护措施保证水不会直接溅入配浆桶中。如果水溅入配浆桶中,将直接导致浆液固化失效。6.4.5环氧树脂材料用于防渗堵漏时:1目前亲水性环氧树脂及水下环氧固化剂、特种催化剂的制备,使得环氧树脂逐步应用于混凝土结构渗漏水治理。2一般来说,环氧树脂固化时若固化剂量加多,反应剧烈,固化快,但加的太多会引起爆聚,影响固结体的物理力学。因此要根据水流速、渗漏量大小来合理添加固化剂,调整浆液的固化时间与速度,达到快速堵漏效果。3目前混凝土结构渗漏水治理已越来越多地采用环氧树脂化学灌浆材料进行堵漏。根据一些地铁、隧道等工程实例,用于堵漏的环氧树脂材料有如下特点:一是粘度适中,带水固化,固化速度快。粘度适中,就能够在水中较好的保持自聚力不易被水分散。采用水下固化剂和特殊的催化剂后,能够带水固化,而且固化较快,能够快速堵住渗漏水。二是在水下与混凝粘接性良好,良好的粘接性能是堵水效果的有力保障。目前堵水环氧树脂的性能指标为:浆液的密度宜不小于1.1g/cm3,浆液的初始粘度宜不大于1000mPa·s;水中初始胶凝时间宜不大于1h;粘结强度(湿粘结)宜不小于2.0MPa,抗渗压力宜不小于1.0MPa。4相对于聚氨酯、丙烯酸盐,环氧树脂固化速度较慢。对于水流速度大、渗漏量大的渗漏点治理时,可先用聚氨酯、丙烯酸盐进行快速止水,然后用环氧树脂灌浆,既能够治理渗漏,又能够补强,达到持续堵漏的目的。5随着环氧树脂固化反应的进行,反应温度和粘度会逐步增加,浆液温度超过35℃,环氧与固化剂反应剧烈,热量来不及散发会产生爆聚;粘度过大会影响可灌性,因此灌浆过程中应随机检测浆液的温度和粘度。31
环氧树脂材料用于补强加固时:1环氧树脂与混凝土的粘结力大,不收缩,固结体性能稳定,广泛应用于混凝土结构补强加固和地基基础处理工程中。2使用环氧树脂灌浆材料时,受灌体为混凝土裂缝时,JC/T1041-2007规定可操作时间宜大于30min;受灌体为地基与基础时,JC/T2379—2016规定其可操作时间宜大于120min。3裂缝的宽度不同需选择不同粘度的环氧树脂灌浆材料。0.2mm以下的裂缝宜选用低粘度(小于30mPa·s)的环氧树脂灌浆材料,0.2mm以上的裂缝宜选用中粘度(小于200mPa·s)的环氧树脂灌浆材料,以保证浆液能够灌满裂缝。为保证环氧树脂与混凝土的粘结牢固,灌浆前应清除裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣及松散层等污物。4当受灌体孔、缝中有水时,为保证灌浆质量,可以采用压风赶水,若水无法排除,可采用环氧树脂灌浆材料以浆赶水。根据注入率确定配浆量,随用随配可以保持浆液低粘度,保证灌浆质量,节约材料。5灌浆过程中应随机检测浆液的温度和粘度,同6.4.5环氧树脂材料用于防渗堵漏第5款的条文说明。6.4.6丙烯酸盐灌浆材料是一种以丙烯酸盐为主体成分的水溶性灌浆材料,固化后形成一种弹性胶凝体。1适用于防渗帷幕灌浆、混凝土结构缝渗漏治理和土体固结的技术条件是:①粘度极低,渗透性好。粘度不大于10mPa.s,能够确保浆液渗透到宽度为0.1mm的缝隙中。②固化时间可调。快速固化的只需几秒,慢速固化的可达数十分钟;既可以进行双组份灌浆也可以进行单组份灌浆。③胶凝体具有较好的弹性,可用于解决结构的伸缩变形问题。2进行防渗帷幕灌浆和土体固结,现场应注意以下几点:1)现场胶凝时间调节的主要手段是添加缓凝剂。随缓凝剂添加量的增加胶凝时间延长,因此应根据现场温度做胶凝时间试验,确定胶凝时间与缓凝剂添加量的关系,从而更好的指导现场施工。2)可根据灌前压水时的流量来选择合适胶凝时间的浆液,系根据过去的施工经验和三峡工程的实践情况编制的条文,即按灌浆孔段灌前压水时的压入流量Q值来控制浆液的胶凝时间。例如,单液灌浆:当Q≤5L/min时,胶凝时间采用50~60min;当5L/min≤Q≤10L/min时,胶凝时间采用40~50min;当Q>10L/min时,胶凝时间采用30~40min。31
例如,双液灌浆:当Q≤5L/min时,胶凝时间采用35~45min;当5L/min≤Q≤10L/min时,胶凝时间采用25~35min;当Q>10L/min时,胶凝时间采用15~25min。3)条文规定灌浆开始前排出孔内积水,目的是减少水对浆液的稀释。4)对有涌水的孔段或地下水流速较大的部位,灌至孔内浆液胶凝目的是堵住涌水,确保灌浆效果。3进行混凝土结构缝渗漏治理,现场应注意以下几点:1)要根据工程实际需要进行浆液的试配,对于快速堵漏的工程,应采用双液灌浆,浆液可在较短的时间内固化,因此可快速堵住渗漏。对于防渗帷幕灌浆和混凝土结构缝的防渗,可采用单液灌浆,以保证浆液的扩散浸润。2)引发剂、促进剂应在使用时才能够配成水溶液,否则会影响浆液固化,因此浆液应随配随用。其他注意点,如结构表面可见的漏点和裂缝应用快凝材料封闭,封闭漏水点和裂缝的快凝材料应完全凝结固化且具有一定的强度,化学灌浆前应进行压气试验,检查封闭效果,做到封缝应密实联通;再,浆液配比应准确、混合应均匀,采用单液灌浆时,应搅拌均匀,采用双液灌浆时,所使用的双液灌浆泵应使各组分混合均匀,以免影响固结体的物理力学性能。6.4.7水泥-水玻璃化学灌浆材料又称C-S浆,其中C代表水泥,S代表水玻璃,水泥-水玻璃化学浆液在堵水工程中得到了大量的应用。1水泥-水玻璃浆液当水玻璃的添加比例大到一定量之后,两种材料混合体的性能发生了质的变化,可以快速固结,并且通过调整混合比即可方便的调整胶凝时间,使其就快速凝结的性能。2灌注时可根据现场实际施工条件和施工目的选择单液或双液灌注的方式。3灌注前应先进行压水试验,得到相关参数,可为浆液参数的选择提供依据。4在灌注前需按设计规定的配比配置水泥浆和水玻璃溶液,再进行灌浆。5灌浆应考虑现场水温对胶凝时间的影响,可在现场试验后再进行确定。6.4.8脲醛树脂灌浆材料可用于防渗堵漏和充填密闭施工。1脲醛树脂做防渗堵漏时,以脲醛树脂为主剂,加入一定的酸性固化剂所组成的浆液材料称为脲醛树脂类浆液,调节固化剂的浓度或比例即可调节浆液的胶凝时间。1)现场进行施工时,胶凝时间应满足浆液扩散至受注层位所需要的时间,因此浆液胶凝时间受泵送流量的大小,受注层位埋深等因素影响。为了防止浆液被水冲散,要求浆液的固结反应在短时间内能完成2)根据压水试验的结果,可相应选择浆液的浓度、胶凝时间等相关参数。31
2脲醛树脂做充填密闭使用时,以脲醛树脂为主剂,加入表面活性剂、硬化剂和发泡剂等助剂,通过机械搅拌或化学发泡制备的化学灌浆材料。其固结体质量轻,膨胀倍数高,不传热,能够快速的封闭空洞区。1)为了达到预期的发泡倍数,因此应根据现场的使用条件、使用目的,空洞的赋存情况等因素通过现场试验来确定择发泡剂的用量。2)在煤矿井下进行施工时,为保障操作人员在作业现场的安全防护需求,保证浆液正常发泡,环境温度宜为5℃~35℃,同时作业人员必须在通风良好的环境下进行施工。6.4.9酚醛树脂做充填密闭使用时有酚醛树脂在发泡剂、固化剂、表面活性剂及其他助剂的作用下,经过反应形成的固结体,其本身难燃、低烟、导热系数低。1为了达到预期的发泡倍数,因此应根据现场的使用条件、使用目的,空洞的赋存情况等因素通过现场试验来确定发泡剂的用量。2在煤矿井下进行施工时,为保障操作人员在作业现场的安全防护需求,保证浆液正常发泡,环境温度宜为5℃~35℃,同时作业人员必须在通风良好的环境下进行施工。6.4.10随着低粘度环氧灌浆材料的发展,对于0.1mm以上裂缝的补强处理一般都可以采用环氧灌浆材料,而甲凝由于使用不方便、环境影响大等因素,使用范围越来越小,但由于甲凝材料粘度是所有灌浆材料中最低的,且渗透性极好,因此对于小于0.1mm的裂缝还是效果最好的。同时由于甲凝材料与潮湿面的粘结较差,因此不宜直接用于潮湿缝面的灌浆处理。基丙烯酸甲酯灌浆材料甲组份为一般为主剂及抗氧剂,并在使用前加入促进剂;乙组份为引发剂、改性剂及助剂,当甲乙两组份混合后就会发生自由基反应,且反应速度较快,为降低反应速度,可在浆液中加入阻聚剂,但引发剂、阻聚剂及促进剂的用量要通过现场试验确定,以保证胶凝时间满足灌浆需要。31
7质量检查7.0.1材料应用的现场检查成果包括:钻孔取芯、压水、注水(或注浆)、声波测试、孔内电视录像、岩芯物理力学等,具体见本章条文中表7.0.5,是评价材料应用质量的主要依据,但也应注重施工过程质量以及其它检查成果,综合进行评价分析。7.0.2由于灌浆是一项隐蔽性极强的工程,因此原始施工记录要求真实、齐全就显得十分重要,其作用就是当遇到问题时,以便对照查找和分析。同时,成果资料要求正确,完整、清晰,若统计不规范、不正确、不完整,不能真实的反应工程质量情况,这是不允许的。常规情况下,浆液配比和物理力学指标在材料应用前经过试验和检验合格符合工程设计规定时才实施应用的,因此资料必须真实的记录,如果统计出现了错误,这样会给竣工验收和施工质量评判带来误解和不必要的麻烦。这也是不允许的。7.0.3事实上,现场质量检查的重点当然是依据灌浆目的,选择施工难度大、工艺复杂,对质量有怀疑的薄弱部位。1地层复杂的部位,如细微裂隙岩石地基帷幕防渗、坝基断层破碎带的防渗加固、砂土地层的防渗固结等;2渗漏严重的部位,如混凝土的不密实缺陷、裂缝等大量渗水或流速较大的涌水封堵;3结构受力关键部位,如梁的腹部加固;4潜在的质量缺陷部位主要包括:灌浆过程中出现过漏浆、串浆、中断等事故的部位,吸水不浆的部位等;5灌浆未达到正常结束标准的部位,如受灌体吸浆量大,无法在规定的设计压力值条件下结束灌浆;6外观有普通的基本要求的部位系指,水电站大坝廊道壁面、防潮要求不高的地下室等;特殊要求的部位系指,大坝地下厂房,地铁隧洞结构缝,以及有防潮要求较高的地下室等,该部位直接关系到建筑物的结构安全和正常运行。7.0.4根据灌浆目的确定质量检查时间。例如对于快速、应急的堵漏施工,灌浆结束当即可以质量检查,当满足工程要求的渗漏量时即为合格。按所用化学浆液固化物性能指标适时进行。例如压水试验在灌浆结束后何时进行,应根据所采取的化学灌浆材料的性能而定。水玻璃、丙烯酸盐、聚氨酯类材料胶凝体强度增长很快,一般在灌浆结束后7d即可进行压水试验。环氧树脂等材料的聚合体强度增长比较缓慢,压水试验宜在灌浆结束一个月后进行。固结化学灌浆材料主要是环氧树脂材料,它的聚合体强度增长比较缓慢,岩体波速测试、静弹性模量测试和芯样物理力学指标试验均宜在灌浆结束1~3个月后进行。7.0.5由于建设工程化学灌浆材料应用技术涉及的领域、受灌体对象、不同的材料和不同灌浆目的及要求等,当表中质量检查内容与方法难以详尽和涵盖时,应按国家现行有关标准的规定执行。31
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8职业健康安全与环境保护8.0.1相关单位应根据化学灌浆材料的毒性,按照《个体防护装备基本要求》(GB/T29510)的要求,为现场作业人员选择配备眼面、呼吸、躯干、手部防护装备;个体防护装备的产品质量应符合国家或行业相关标准;应对配发的个体防护装备进行定期检测,以确保个体防护装备完好有效,个体防护装备一旦破损、失效或到达使用期限,应及时更换。8.0.2化学灌浆材料易挥发,对人体有害,因此,化学灌浆材料应用场所应有良好的通风条件。在室内、廊道、孔洞内等通风条件差的场所进行作业时,应配置送风、排风设备,应对通风设备进行经常性的维护、检修,定期检测其性能和效果,确保其处于良好运行状态;生产过程中可能发生化学性灼伤及经皮肤吸收引起急性中毒事故的作业场所,应设置清洁供水设备,对有溅入眼内引起化学性眼炎或灼伤的可能的作业场所,应设淋浴、洗眼的设备;有毒有害物质发生源应布置在工作地点的机械通风或自然通风的下风侧,作业人员应在上风口作业。8.0.3化学灌浆材料应用场所供用电线路、供用电设施和电动机具应符合国家现行有关标准的规定,线路绝缘应良好;必须设有保证施工安全要求的夜间照明;对危及施工现场人员的电击危险应进行防护。根据《建设工程施工现场消防安全技术规范》(GB5072)的规定,施工作业现场严禁使用绝缘老化或失去绝缘性能的电气线路,严禁在电气线路上悬挂物品;破损、烧焦的插座、插头应及时更换;施工现场应在如自备发电机房及变配电房、水泵房、无天然采光的作业场所及疏散通道等场所配备临时应急照明,作业场所应急照明的照度不应低于正常工作所需照度的90%,疏散通道的照度值不应小于0.5lx。8.0.4化学灌浆材料应用现场应悬挂的警示标志包括禁止烟火、消防器材、设施位置、应急疏散等标志,同时,在醒目位置设置公告栏,公布有关职业危害防治的规章制度、操作规程和作业场所职业危害因素监测结果,对产生严重职业危害的作业岗位,应当在醒目位置设置警示标识和中文警示说明。警示说明应当载明产生职业危害的种类、后果、预防和应急处置措施等内容。8.0.5化学灌浆材料不同程度地存在易燃、易挥发特性,施工场所应按GB50720《建设施工现场消防安全技术规范》要求,配备消防灭火器材;灭火器的类型应与配备场所可能发生的火灾类型相匹配,灭火器的数量要满足施工消防要求;化学灌浆材料应用场所严禁烟火,以防止爆燃事故发生。8.0.6一是防止食物不慎掉入浆液里污染浆液;二是防止在易挥发的化学材料场所进食后发生身体不适。8.0.7部分化学灌浆材料溅入眼内可能会引起化学性眼炎或灼伤,在化学灌浆材料应用过程中,当化学灌浆材料不慎溅到眼睛里时,应立即用清水或生理盐水反复清洗,并迅速就医。8.0.8部分化学灌浆材料接触人体皮肤后可能发生化学性灼伤及经皮肤吸收引起急性中毒事故,在化学灌浆材料应用过程中,当化学灌浆材料不慎溅到皮肤上时,应及时用流动性清水反复冲洗后,再用肥皂水擦洗干净,一般可得到解决,若严重应及时就医。31
8.0.9误食化学灌浆材料一般极少发生。但过去,曾有操作人员大意用配浆的容器进食,进食后出现身体不适,因此本标准规定发生后催吐就医是必须的。同时,本标准在总则里也规定,要求从事化学灌浆材料应用的相关人员应进行专业技术培训,培训内容自然也包括这些,目的是避免这种常识性的错误发生。8.0.10化学灌浆材料应用中产生的废料、废浆以及材料的包装物能回收利用的要进行回收利用,不能回收利用的等要集中收集处理,不能随意抛弃;清洗设备、管路的废液必须要经过沉淀等处理后,达到国家排放标准后才能排放,未经处理的废液严禁直接排入城市排水设施和河流。单体材料变为聚合体后,一般不会再有污染或不利于环保的问题存在,因此灌浆结束剩余的单体材料,应变为聚合体后再处理。31'
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