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环保型丙烯酸盐灌浆材料及其应用

屈高见

(中国水利水电第三工程局陕西西安710016)

摘募通过两则工程实例，简要介绍丙烯酸盐化学灌浆材料的特点及应用体会。
装键铡环保材料丙烯酸盐化学灌浆工程应用

1环保型丙烯酸盐灌浆材料

随着人们环保意识的提高，从事化学灌浆的专业人员也不得不经常面对化学灌浆
与环保的关系问题。制定一个化学灌浆工程方案，从浆材选择到工艺设计，环保因素
贯穿始终。在种类众多的化学灌浆材料当中，毒性相对较低的材料更容易脱颖而出。
丙烯酸盐作为一种优良的防渗化学灌浆材料，其应用历史国外已有几十年，国内也有
20多年历史，在这一过程中，通过该领域前辈专家的不懈努力，使得丙烯酸盐的毒性
不断降低，特别是长江科学院谭日升教授利用引力场论和丙烯酸钙对丙烯酸镁毒性的
拮抗作用研制成功的丙烯酸钙镁盐凝胶体达到了实际无毒的程度，堪称环保型灌浆材
料。不同种类的丙烯酸盐浆液的毒性见表l。

表1几种丙烯酸盐浆液毒性对比表

名称状态浓度(％)小鼠最大耐受量(mg／kg)毒性分级研究单位

丙烯酰胺粉末150_180中等毒
丙烯酰胺液体1020()0低毒日本
AC一400液体38—425000(大鼠)接近微毒美国
AC—MS液体122300低毒中国水科院
丙烯酸钙镁盐凝胶15>59160实际无毒长江科学院

这种环保型丙烯酸盐灌浆材料是由丙烯酸钙镁盐溶液和少许甲撑双丙烯酰胺(交联
剂)、三乙醇胺(促进剂)、过硫酸铵(引发剂)和水(溶剂)组成。浆材参考配比及主要
性能指标见表2。

表2丙烯酸盐浆液参考配比及性能指标
材料名称作用参考配比
丙烯酸盐主剂12
甲撑双丙烯酰胺交联荆l
三乙醇胺促进剂l
过硫酸铵引发剂l

作者简介：屈高见(1967一)，男，陕西商洛人．毕业于成都科技大学水利系，中国水电三局高级工程
师，专职从事化学灌浆施工工作。
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续裹

材料名称作用参考配比

水溶剂90
外观淡蓝色溶液
．
比重1．05～1．08
粘度(Pa·S)O．0015—0．0028
pH值7—8
胶凝时间可调

由上表看出，丙烯酸盐浆材的组成中，绝大部分是水，同时在使用过程中，清洗
设备及管路用的清洗剂也是水，一定程度上体现了其环保性和经济性。

2三峡工程坝基帷幕丙烯酸盐灌浆

2002年初，笔者有幸参与了三峡工程左岸厂房坝段1～6号机组基础帷幕灌浆施工
任务，其中包括丙烯酸盐加强帷幕灌浆任务，现着重将丙烯酸盐浆材在该坝段帷幕灌
浆中的使用情况简要介绍。

2．1丙烯酸盐应用背景

三峡左厂1—6号机组基岩断裂发育，岩体透水率q>lLu频数较高(注：三峡工程
主体建筑物基础防渗灌浆帷幕的防渗标准是钻孔压水试验透水率≤lh1)，且钻孔涌水
现象较普遍，帷幕灌浆单耗较大。根据中国三峡开发总公司转发的三峡枢纽工程质量
检查专家组对帷幕灌浆的意见：建议将l一6号机组封闭帷幕，由重点加密改为全部加
密加深，以形成连续帷幕。为此，设计决定对左厂1—6号机组段增加一排封闭帷幕灌
浆孔，孔距250cm，分Ⅲ序施工。同时对浅层6m范围采用丙烯酸盐化学材料灌注。所
有孔先进行浅层化学灌浆，而后加深用水泥灌浆。化学灌浆段长：第一段2m；第二段
4m。化学灌浆压力：第一段O．7MPa；第二段1．0MPa。化学灌浆后用水泥封孔，同时
镶铸孔口管(入岩3m)，待凝后进行以下各段水泥灌浆。

2．2施工工艺

2．2．1工艺流程
第一段钻孔一第一段压水一配浆_第一段灌浆一+第二段钻孔．+第二段压水叶配浆
一第二段灌浆_化学灌浆结束一拆除孔口装置一扫孔并安装孔口管(水泥灌浆用)。
2．2．2主要工序说明
(1)压水试验
各孑L段灌前的压水试验是确定配浆量及选择配比的重要依据。可采用简易压水试
验，在稳定设计压力下，每5min测读一次压人流量，在稳定流量下连续两次取平均
值，且两者读数之差小于lL／min即结束，最终值为压水试验采用值。压人流量和配制
的丙烯酸盐浆液胶凝时间参考对应关系见表3。

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表3‘压入流量和丙烯酸盐浆液胶凝时间对应关系

压入流量值Q(L／min)浆液胶凝时间(min)
Q≤550一60
5(Q≤1040一50
Q>1030～40

(2)配浆
正式配浆前应通过反复试验找出不同浆液浓度、不同胶凝时间的多组配方，以满
足不同前提条件的灌浆需要。试验得出的配方仅适用于施工所在地的水质条件和当时
的气温条件。当水质及气温等外部条件发生变化时，应重新试验配方，且不可以不变
的配方应万变的外部条件。丙烯酸盐浆液的浓度用所灌地层含水量控制，经验对应关
系见表4。

表4丙烯