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    對于夾有較弱松散角礫巖，糜棱巖，斷層泥，斷層蝕變巖的斷層，采用常規(guī)的沖洗和高壓灌注水泥漿等方法是難以達到加固所要達到的效果，高壓沖洗置換斷層夾帶物然后灌注普通水泥漿或超細水泥漿是一種有效的方法，但加固范圍受到限制，高壓磨細水泥漿雖然可提高可灌性，但畢竟還是粒狀材料，對于滲透系數(shù)10-6～10-8cm/s的土層是很難有效滲入的，滲透擴散半徑也是有限的。而采用環(huán)氧系列的化學(xué)漿液屬于均相液體 ，粘度只有幾個厘泊，已接近水的粘度，在壓力下滲入泥化夾層是可能的。環(huán)氧系列的化學(xué)漿液粘度低、親水性好，有足夠高的固結(jié)強度，能夠達到地基加固的目的，并具有好的耐久性。 


       我院從70年代中期開始進行斷層破碎帶和泥化夾層的處理研究，對環(huán)氧樹脂漿材進行了較深入的研究，開發(fā)出以環(huán)氧樹脂為主劑的SK-E系列漿材, 先后在龍羊、大化、萬家寨等巖基加固工程中進行了現(xiàn)場試驗。SK-E環(huán)氧樹脂漿材是以環(huán)氧樹脂為主劑，加入糠醛、丙酮稀釋劑，配以改性固化劑及助劑等。我們現(xiàn)在使用的SK-E系列漿材具有固結(jié)強度高，粘度低、滲透性能好的特點，并具有良好的親水性，對含水裂隙具有很好的粘結(jié)性能，漿材具有低毒和低刺激性，固結(jié)后沒有毒性。其主要性能指標如下：
       表—１             漿材性能 
配方編號 Ⅰ    Ⅱ(30%)     Ⅲ
漿液比重（g/cm3）    1.036          1.051          1.069
漿液粘度（mＰa·S）        6       19     38
漿液接觸角（。）       22     35     43
漿液表面張力（N/cm）      3.8×10-4  4.0×10-4  4.3×10-4
凝膠體屈服抗壓強度(Mpa)         30.0  37.5  75.0
凝膠體彈性模量(Mpa)        1400 1450 3500
凝膠體抗拉強度(Mpa)        8.65  8.25  9.69
潮濕面粘結(jié)抗拉強度(Mpa)         ≥1.4          ≥1.4          ≥1.4
潮濕面劈裂抗拉強度(Mpa)         1.93  1.53  ---
SK-E漿材應(yīng)用在浙江亭下水庫混凝土裂縫修補、河北大黑汀水庫裂縫及閘墩修補、湖南東江水電站裂縫修補、山西韓城發(fā)電廠廠房裂縫修補、山西中條山十八里河尾礦庫泄洪洞裂縫修補、北京密云水庫電廠裂縫修補、落坡嶺水庫裂縫修補、十三陵抽水蓄能電站1#、2# 尾水洞及上庫裂縫修補、天花板二級電站蝸殼裂縫修補、引灤入津9#洞裂縫修補、新疆紅雁池電廠回水管裂縫修補、官廳水庫缺陷混凝土修補、內(nèi)蒙響水電站裂縫修補，大化水電站基礎(chǔ)處理等工程。
   ＳＫ-E漿材所采用的固化劑為改性低分子聚酰胺加促進劑等助劑，其特點是親水性好，毒性低，使用中固化劑揮發(fā)性小，具增韌效果。
   毒性比較：我國水電工程中應(yīng)用的環(huán)氧樹脂，其毒性主要來源于固化劑和溶劑，如過去常用乙二胺、脂肪族多胺等作固化劑，丙酮、糠醛等作稀釋劑。毒性一般表現(xiàn)為未固化物殘留毒性和使用中產(chǎn)生揮發(fā)性氣體的毒性、使用過程中接觸有毒物導(dǎo)致中毒等。毒性大小一般用受試動物中毒死亡一半所需的劑量LD50來表示，LD50數(shù)值越大，毒性越小。
SK-E漿材的毒性：LD50＝3400mg/kg. 按毒物分級為低毒化合物。
     固化劑毒性：LD50=5000mg/kg.按毒物分級為低毒材料。
     促進劑毒性：LD50=2005±248mg/kg.按毒物分級為低毒材料。
     溶劑：丙酮毒性：LD50=5000mg/kg,屬于低毒材料，揮發(fā)性較大。
           糠醛毒性：LD50=50～100mg/kg,屬于Ⅱ級毒品，揮發(fā)性較小，工作場所最高允須濃度為20mg/kg,長期接觸糠醛的工人有時可出現(xiàn)濕疹和皮炎以及慢性鼻炎。伴有嗅覺減退。
其它組分及其它固化劑的毒性分列如下：
    6101環(huán)氧樹脂：LD50=11400 mg/kg.
    二乙烯三胺：LD50=2330 mg/kg.其毒性大于SK-E所采用的固化劑。
    乙二胺（脫水）：LD50=1161 mg/kg,毒性大，氣味濃，現(xiàn)已很少用于灌漿工程.
    影響固結(jié)效果的因素主要有：漿液粘度和親水性。現(xiàn)在環(huán)氧漿材漿液的粘度已能達到幾個厘泊，接近水的粘度，可灌性不是問題；由于環(huán)氧漿液均含有水溶性的丙酮，親水性好，能夠在潮濕和有水的情況下固化，SK-E漿材所采用的固化劑所采用的是改性聚酰胺，通過化學(xué)反應(yīng)，在聚酰胺中加入親水性好的羥基，具有水下固化的的特點，改善了有水情況的固化性能。
    環(huán)氧漿液具有很好的可灌性，親水性及很好的固結(jié)強度，已多次應(yīng)用于巖基加固，裂縫堵水及加固，并具有很好的耐久性能，是一種很好的灌漿加固材料。


    但是，環(huán)氧漿材應(yīng)用于具體工程并非100%的成功，具體表現(xiàn)在取樣成功率低，固結(jié)強度低等，遠未達到室內(nèi)試驗所取得的效果，原因是沒有成熟的施工工藝，沒有具體的施工規(guī)范，所以，具體的施工工藝直接影響了灌漿效果。資料表明[1]，環(huán)氧漿液，灌有水縫的粘結(jié)強度，比灌干縫降低50%。親水性的化學(xué)灌漿材料與水時，由于滲透壓力的作用，水在漿液中擴散，對漿液材料進行稀釋，漿液聚合速度減慢，聚合后高聚物強度降低，水過多時，甚至不能形成凝膠。
    我們認為影響灌漿成功與否的因素很多，主要問題是要解決地下水對環(huán)氧固結(jié)的影響。基巖表面的自由水和毛細水能在壓力下排出，附著水和結(jié)合水則不易被一般的漿液排出，它將對親水性的漿液起稀釋作用，影響固結(jié)強度，所以，在滿足基巖可灌性的前提下，應(yīng)適當(dāng)提高漿液濃度，為更好的排出水份，順序控制灌漿比隔孔分序控制灌漿效果要好。再則，在有水的基巖，漿液的固化時間應(yīng)盡量縮短。
    環(huán)氧漿液在有水的情況下能夠固結(jié)，但水的多少直接影響固結(jié)性能，所以灌漿時應(yīng)盡可能的排除地下水份，常用方法有：用丙酮頂水，預(yù)壓稀漿，預(yù)壓處理劑，加熱烘烤等。實踐證明采用這些方法均能提高灌漿效果，但是增加了施工成本和時間，這種方法的處理范圍也有限，靠近灌漿孔的部位效果較好，而離灌漿孔遠的地方則是水和很稀的漿液的混合物，固結(jié)強度就很差。
    固化時間的控制：環(huán)氧灌漿屬壓力慢滲灌漿，時間長，以往控制固化時間均采用和灌漿時間相當(dāng)?shù)墓袒瘯r間，而我們認為，地下巖基的情況和室內(nèi)試驗的固結(jié)情況相差很大，地下有水，溫度低，固化劑加量應(yīng)大于室內(nèi)試驗結(jié)果。再者，環(huán)氧凝結(jié)時間雖沒有具體的標準參考，但目前所采用的方法均不是漿液完全固結(jié)所采用的時間，即使灌漿歷時已達到漿液凝膠時間，在壓力下仍能流動。反之，若漿液凝膠時間控制太長，地下水會溶蝕漿液組分，影響固結(jié)性能，同時導(dǎo)致環(huán)境污染加大，若凝膠時間過長，將導(dǎo)致固結(jié)物強度低甚至無強度，而最終形成的是類似溶脹的膠體，而不是固結(jié)物。
    分序灌漿施工：傳統(tǒng)的水泥灌漿施工均采用分序施工法，但是水泥固結(jié)的機理和化學(xué)漿固結(jié)的機理存在本質(zhì)的區(qū)別，水泥固結(jié)多數(shù)由于壓力下水泥漿液中水泥顆粒阻塞通道，漿液析水而固結(jié)，灌漿后地層仍存在滲水性，所以，經(jīng)過水泥灌漿一序孔施工后，二序、三序孔仍能擠出地層水份，達到水泥漿液固結(jié)的目的。而化學(xué)灌漿施工中，多數(shù)沿用水泥灌漿方法，也采用分序施工法，一序施工完后，二序、三序孔勢必遭遇以下情況：一序孔完全固結(jié)，則二序孔、三序孔孔中積水和裂隙水無排出通道，漿液無法注入，或是只有少數(shù)通道，漿液順此通道而出，達不到完全加固的效果；若是一序孔還沒有完全固結(jié).，二序、三序施工時則有可能擠壓劈裂一序孔尚未完全固結(jié)的漿液，而首先被擠進的則是地下水和灌漿孔中的積水，其結(jié)果勢必導(dǎo)致灌漿效果降低，最終結(jié)果將是夾雜水份的漿液固結(jié)，其粘結(jié)強度和抗壓強度將大大降低，甚至成為無強度的膠體。
    綜上所述，產(chǎn)生最佳加固效果的施工工藝的核心應(yīng)是灌漿孔和地下水的處理。失敗的工程實例：


    某大壩基礎(chǔ)剪切帶環(huán)氧樹脂灌漿加固，施工時間為冬季，現(xiàn)場溫度9℃左右，由兩家施工單位采用三種材料進行試驗，灌漿采用分段（兩段）和全孔灌漿，分三序孔，梅花布孔，先灌1序孔，一序孔灌完后，待凝24～48小時灌2序孔，2序孔灌完后灌3序孔。每孔的灌漿工藝為：鉆孔--洗孔--壓水試驗--卡塞--丙酮頂水--灌漿--丙酮頂漿--待凝--封孔。采用這種工藝不但沒有清除地層中的水，反而往地層中加入了大量水，而用丙酮頂水頂漿的做法，本意是想把孔中的水排除和節(jié)約管路占漿，但孔中的水能排到那里去呢，壓入的丙酮又到那里去，其結(jié)果就是二序孔破壞一序灌漿，三序孔再破壞一、二序灌漿。雖然令期達4個月才取樣，仍然是無強度的膠體物。
    我們在處理混凝土裂縫時，無論裂縫漏水多大，都能取出完整的粘結(jié)樣品，這除了裂縫寬，漿液濃、性能好之外，有一個不可忽視的工藝：順序灌漿，而不是分序灌漿。裂縫中的水雖然很多，但被漿液順序趕出，留下的只有少數(shù)的水，和室內(nèi)的飽和水樣品試驗很相當(dāng)了。
    所以，我們在巖基處理的問題上，在考慮漿材性能的同時，不可忽視的是灌漿工藝問題。只要是灌漿孔孔距的確定，凝膠時間的確定，灌漿順序的確定等。
    以下建議有待商榷，僅供參考：
    鉆孔：常規(guī)鉆孔、洗孔，全部灌漿孔一次鉆成（分段灌漿可按分段深度一次全部鉆成）。孔距一米左右，梅花布孔，盡可能的清除孔中積水，卡塞后灌漿。
   灌漿：根據(jù)灌漿范圍和布孔情況，選用中心開花或單邊順序灌漿，鄰孔可作為排水排氣孔，若鄰孔出漿，排除積水后，卡塞開始灌注鄰孔，第一孔仍保持壓力灌漿，若第三孔出漿時，視進漿情況停止第一孔灌漿；若第一孔出現(xiàn)不進漿、在最大壓力下，進漿率小于0.05L/min，延續(xù)灌注時間不少于60min,也可停止灌漿。每孔灌漿漿液由稀開灌，根據(jù)每米進漿量逐級加濃。控制進漿速率，若出現(xiàn)進漿量突增，壓力銳減，立刻停止灌漿，有條件則埋設(shè)地面抬動觀測儀器，防止灌漿過程中地面抬動。
  已有類似工程采用過此類工藝[2]：孔距1m,一次鉆孔，灌漿前進行壓氣試驗，一方面可了解各孔串通情況，再則可吹出孔及地下巖基水份，提高灌漿效果，灌漿時雖然分序施工，但采取的是連續(xù)灌漿工藝，灌漿時間很短，并發(fā)生孔與孔的串漿。
    結(jié)語：在現(xiàn)在基巖化學(xué)灌漿加固時，在提高灌漿材料性能的同時，不可忽視的問題是施工工藝存在缺陷；要減少地下水對灌漿材料固結(jié)的影響，采用順序灌漿，壓氣驅(qū)水也是一個有效簡單的方法。