[發明專利]高聚物帷幕注漿技術

有效

• 申請號: 200910066335.2
• 申請日: 2009-11-02
• 公開（公告）號: CN102051869A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 王復明;王建武;石明生;劉文廷;郭成超;李強;王小亮
• 申請（專利權）人: 鄭州優特基礎工程維修有限公司
• 主分類號: E02B3/16
• 分類號: E02B3/16
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張君燕

技術領域

本發明屬于水利基礎設施除險加固技術領域，具體涉及堤壩超薄型高聚物防滲帷幕技術。

背景技術

近年來，我國水利基礎設施安全保障受到各級政府的高度重視和全社會的廣泛關注，工程安全形勢十分嚴峻。目前，我國已建成的各類水庫達8.7萬座，居世界首位。但約有40％的小型水庫、25％的大中型水庫屬于病險水庫。1954年以來，我國共發生大小潰壩事故約3500起。另外，全國已建成堤防工程約28萬公里，但大量堤防存在多種病害。病險水庫、病險堤防對人民生命財產造成極大的威脅，也是每年汛期防洪安全的薄弱環節。

滲水是堤壩常見的一種病害，也是堤壩安全的主要隱患之一。許多堤壩失事大都是由防滲體系遭到破壞或失效引起的。因此，堤壩防滲技術長期以來備受關注，研究成果也比較豐富。在工程中得到廣泛應用的堤壩防滲體系構筑方法主要有高壓噴射灌漿、帷幕灌漿、混凝土防滲墻等。但是，現行的堤壩防滲技術及其施工方法仍有明顯缺陷。存在的普遍問題是施工周期長，效率低，對壩體的擾動或破壞較大。高壓噴射灌漿通過高壓裝置使漿液獲得巨大能量，但此能量非常難以控制。過大的噴射能量會導致土體沖切破壞，而在漿液形成強度過程中極易導致整體強度不均勻，且漿液凝結時間長，土體內會存在貫通的孔隙。帷幕灌漿由于施工作業面大，一般都是采用分槽段施工，容易導致在連接處出現有效厚度不夠、“接頭”結合不密實、存在夾泥等現象，且嵌入基巖深度不夠，墻底易淤積沉渣；混凝土防滲墻技術存在的主要問題是墻體結構計算不盡合理，工程設計存在一定的隨意性和經驗性，造價較高，加之人們對其可靠度心存擔憂，造成防滲墻的推廣應用受到較大的限制。長期以來，對防滲墻材料的研究主要集中在塑性混凝土和高強(鋼筋)混凝土，但是這兩種防滲墻都存在各自的缺陷：高強混凝土防滲墻因高彈模造成墻體的高應力問題，塑性混凝土防滲墻強度和抗滲性較低，而且耐久性較差。另外，堤壩運營期間，防滲墻也會出現不同程度的漏滲現象，采用現行的方法對其進行維修是極其困難的。

由此可見，現行的堤壩防滲技術與當前堤壩除險加固的發展需求還很不適應，加快開發新型、高效的堤壩防滲技術不僅意義重大，而且勢在必行。

高聚物注漿技術是20世紀70年代發展起來的地基基礎快速加固技術。該技術通過向地基中注射高聚物材料，利用高聚物材料發生化學反應后體積迅速膨脹并固化的特性，達到加固地基、填充脫空或提升地板的目的。目前，高聚物注漿技術主要應用于工業與民用建筑的地基加固和道路維修，國內關于堤壩超薄型高聚物防滲帷幕技術未見相關報道。

發明內容

本發明的目的在于針對目前堤壩防滲技術存在的缺陷，開發了堤壩超薄型高聚物防滲帷幕施工方法，目的在于為堤壩防滲提供先進、高效、經濟、實用的新方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

根據堤壩防滲設計要求，在需要防滲加固的堤壩段以一定間距，利用鉆具和成孔裝置，形成帷幕注漿孔模，然后通過注漿管向孔模內注射高聚物材料；高聚物材料發生化學反應后體積迅速膨脹并固化，將孔模填充，并與孔模周圍土體緊密膠結在一起；將相鄰孔模交叉搭接，注漿后形成連續超薄高聚物防滲帷幕，從而達到提高堤壩防滲性能的目的。

具體實施步驟為：

(1)在需要防滲加固的堤壩段，沿堤壩軸線以一定間距進行布孔；

(2)利用鉆具和成孔裝置在布孔處成孔，形成帷幕注漿孔模；

(3)在帷幕注漿孔模中置入注漿管，向孔模內注射高聚物材料，高聚物材料發生化學反應后體積迅速膨脹并固化，將孔模填充，并與孔模周圍土體緊密膠結在一起；

(4)將相鄰孔模交叉搭接，注射高聚物材料完成后即形成高聚物防滲帷幕。

與現行的堤壩防滲技術相比，本發明具有以下優點：

(1)防滲效果好。高聚物材料發生化學反應后，形成的泡沫狀固化材料性能穩定，在地下使用壽命可達百年以上。材料防滲性能優良，柔韌性好，而且與土體緊密膠結，變形協調。因此，本發明開發的超薄型高聚物防滲帷幕技術其防滲效果及耐久性明顯優于現行方法；

(2)工期短。本發明開發的超薄型高聚物防滲帷幕技術施工快捷，不需養生(高聚物材料注射后15分鐘內可形成90％以上的強度)，是目前最為快捷的堤壩防滲體系構筑方法。與現行的帷幕灌漿或防滲墻技術相比，可節省70％以上的工期；

(3)造價低。本發明開發的超薄型高聚物防滲帷幕技術可針對工程實際情況進行優化設計，降低造價。與水泥防滲墻技術相比，顯著節省經費；

(4)對堤壩擾動小。本發明開發的高聚物防滲帷幕技術能快速構筑幾毫米厚的防滲帷幕，是目前厚度最薄，自重最輕，對堤壩擾動最小的防滲體系構筑方法。