復(fù)雜地質(zhì)休水泥化學(xué)復(fù)合灌漿精細(xì)控制技術(shù)

成果概況

水利水電工程多位于高山峽谷，地質(zhì)條件復(fù)雜，常遭遇不良地質(zhì)體、微細(xì)裂隙發(fā)育等復(fù)雜巖體。長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院針對(duì)上述復(fù)雜地質(zhì)體防滲加固補(bǔ)強(qiáng)處理的技術(shù)難題，以重大水利水電工程為背景，依托國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目，開(kāi)展了對(duì)高性能灌漿材料、水泥一化學(xué)復(fù)合灌漿精細(xì)控制技術(shù)和配套的化學(xué)灌漿設(shè)備的研究與應(yīng)用。

該技術(shù)成功解決了傳統(tǒng)防滲加固技術(shù)在浸潤(rùn)滲透效果差、水下固化時(shí)間不可控、材料與設(shè)備不匹配等方面存在的問(wèn)題，通過(guò)灌漿材料和設(shè)備的鏈?zhǔn)窖邪l(fā)，利用材料粘度、膠凝時(shí)間和灌漿壓力等多參數(shù)聯(lián)合調(diào)節(jié)，成功研發(fā)水泥一化學(xué)復(fù)合灌漿精細(xì)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了有壓水和動(dòng)水條件下低滲性（滲透系數(shù)低至10_8 cm/s量級(jí)）不良地質(zhì)體和混凝土缺陷（微米級(jí)）的有效處理，形成完善了水利水電工程不良地質(zhì)體和混凝土缺陷防滲加固處理的系統(tǒng)解決方案。從而提高了在復(fù)雜地質(zhì)條件下，大埋深、長(zhǎng)距離水工輸水建筑物的抗?jié)B穩(wěn)定性，全面提高嚴(yán)苛條件下水工地下建筑物服役壽命。

與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品和技術(shù)相比，該技術(shù)成功解決了復(fù)雜地質(zhì)體防滲補(bǔ)強(qiáng)處理相關(guān)的重大技術(shù)難題，消除工程安全隱患，保障工程安全運(yùn)行和工程效益發(fā)揮。目前，該項(xiàng)技術(shù)獲得發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利3項(xiàng)，被列入《水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)重點(diǎn)推廣指導(dǎo)目錄》和《全國(guó)水利系統(tǒng)優(yōu)秀產(chǎn)品招標(biāo)重點(diǎn)推薦目錄》，獲得水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)推廣證書(shū)。經(jīng)水利部國(guó)科司組織鑒定，該技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，相關(guān)成果獲省部級(jí)技術(shù)發(fā)明和科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。

技術(shù)創(chuàng)新

1.研發(fā)出適用于防滲堵漏補(bǔ)強(qiáng)的4H環(huán)氧樹(shù)脂灌漿材料

針對(duì)復(fù)雜巖體難以有效浸潤(rùn)、固結(jié)的難題，通過(guò)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂材料主劑改性，固化劑中改性高分子胺替代小分子多元胺等分子結(jié)構(gòu)調(diào)控手段，制備了環(huán)保性較好的活性稀釋劑及固化劑體系，用以取代中等毒性的糠醛一丙酮稀釋體系。材料具有高強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度80MPa以上）、高浸潤(rùn)滲透性（初始粘度低至6mPa-s，與巖體接觸角低至0°）、膠凝時(shí)間大范圍精確可調(diào)（2h～106h）、水下固結(jié)性能好（濕粘接強(qiáng)度大于4MPa）和環(huán)保無(wú)毒（LD50>5000mg/kg）等性能。

2.研發(fā)了適用于復(fù)雜地質(zhì)體的水泥一化學(xué)復(fù)合灌漿精細(xì)控制技術(shù)，建立了復(fù)雜地質(zhì)條件下不良地質(zhì)體防滲補(bǔ)強(qiáng)處理的系統(tǒng)解決方案。

針對(duì)復(fù)雜巖體、微細(xì)裂隙發(fā)育等特性，提出了“同孔復(fù)合”灌漿工藝，形成了“逐級(jí)快速升壓”的材料粘度、膠凝時(shí)間和灌漿壓力等多工藝參數(shù)聯(lián)合調(diào)節(jié)的水泥一化學(xué)復(fù)合灌漿精細(xì)控制技術(shù)。

3.研制了新型的化學(xué)灌漿泵及配套設(shè)備

根據(jù)漿材特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況研發(fā)了可自動(dòng)精確計(jì)量、高壓動(dòng)態(tài)流量控制、手自一體的新型化學(xué)灌漿泵以及與之配套的快速、均勻混合的靜態(tài)真空混合器等設(shè)備，形成了成套灌漿工藝系統(tǒng)。

推廣應(yīng)用

成果在三峽工程、南水北調(diào)中線(xiàn)一期工程、江埡電站、溪洛渡水電站、向家壩水電站、烏東德水電站、南方電網(wǎng)抽水蓄能電站等多個(gè)重點(diǎn)水利水電工程得到成功應(yīng)用，均獲得良好效果，取得重大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

保障了多個(gè)國(guó)家重點(diǎn)工程安全運(yùn)行和工程效益發(fā)揮，研發(fā)了系列新材料、新工藝和新設(shè)備，形成了復(fù)雜水工巖體防滲補(bǔ)強(qiáng)系統(tǒng)解決方案，促進(jìn)了行業(yè)科技進(jìn)步，推動(dòng)了學(xué)科發(fā)展;形成了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)了博士和碩士15名以及一批工程技術(shù)人才。成果適用于西南地區(qū)復(fù)雜巖體的處理，同時(shí)也可推廣應(yīng)用到交通、礦山等行業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

三峽工程斷層破碎帶處理

江埡電站大壩7、8壩段壩基溶蝕帶防滲處理補(bǔ)強(qiáng)

南水北調(diào)中線(xiàn)一期工程穿黃隧洞防滲加固

丹江口大壩溢流壩邊墩橫縫漏水應(yīng)急處置

溪洛渡水電站壩基玄武巖層間層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶防滲補(bǔ)強(qiáng)

向家壩水電站壩基砂巖撓曲核部破碎帶防滲補(bǔ)強(qiáng)

廣東清遠(yuǎn)抽水蓄能電站水道系統(tǒng)花崗巖V類(lèi)圍巖防滲補(bǔ)強(qiáng)

廣州抽水蓄能電站高壓岔管花崗巖圍巖灌漿處理

湛江國(guó)家石油儲(chǔ)備地下洞庫(kù)工程防滲加固

烏東德水電站右岸灌漿平洞B類(lèi)角礫巖和風(fēng)化白云巖防滲補(bǔ)強(qiáng)