富水地區(qū)建設大型礦井解決井筒井巷淋水技術總結

富水地區(qū)建設大型礦井解決井筒井巷淋水技術總結作者簡介：

內(nèi)容簡介：本文總結了為治理地工程水害研究的科技成果，在推廣15年的實踐中續(xù)延深攻關，所發(fā)明的系列專項治理水害工程和防治水害的綜合技術，在全球經(jīng)濟一體化的科技進步時代，為廣大地下工程建設中設計、施工技術人員提供可實施的治水配套方案技術，為提高地下工程建設質(zhì)量，推動行業(yè)的科技進步速度，做出應有的貢獻。

關鍵詞：注漿封水、干法迎水堵漏、錨噴治水支護、自防水混凝土、固結空口管、涌水、淋水、滲水、混凝土工程自防水1988年，煤炭部和山西省科委聯(lián)合對“應用BR型增強防水劑解決大型井筒淋水”的部級科技攻關計劃項目進計鑒定（完成單位：山西建華化工廠、石家莊煤礦設計院、開灤礦務局基建公司）。本成果于1989年榮獲部級科技進步三等獎，同年列為國家重點推廣的科技成果。

自1988年至今的15年推廣普及科技成果工作中，國內(nèi)完成直徑8～10米大型井筒工程六十余項，2002年在建井筒工程五項。封治井巷水害工程已完成280余項。國外礦井工程有西非貝寧、摩洛哥、孟加拉等國家工程中采用了本項成果。自研制成功至推廣到工程應用中，均取得良好的技術成效。

在普及推廣本成果的實踐中，涉及了許多不同類別復雜的地質(zhì)、水文條件，針對泄、涌、淋、修水和流砂涌水的特殊環(huán)境繼續(xù)延深攻關，研究出治理不同水害的配套新技術。在廣大設計、施工單位技術人員協(xié)助下，在建設大型井筒防治淋水等與水害做斗爭的同時，我們又研制出礦井井巷淋滲水治理新技術，以及配套的新產(chǎn)品，進一步完善提高了與水害斗爭的綜合技術。

在全球經(jīng)濟一體化的時代，本廠和科研所現(xiàn)將實施推廣、研發(fā)配套的技術成果，及專項技術做一次系統(tǒng)總結，為廣大施工單位提高工程質(zhì)量，解決同類水害問題提供可實施并行之有效的技術方案，簡述如下：

l、表土段砂層、粉細砂含水層“封水固砂”的施工技術

2、承壓水條件中固結孔口管技術

3、注漿封水新技術

4、干法迎水堵漏封治壓力泄涌水害

5、錨噴治水支護、解決井巷頂板淋滲水

6．井筒自防水混凝上與防治水新技術的思考

7．泵送高強度、高性能、自防水混凝土

一、表土段砂層、粉細砂含水層“封水固砂”施工技術

在表土段建設大型井筒工程時，如何順利通過砂層或粉細砂含水層則是表土段工程的技術難題。

砂層、粉細砂含水層的封水固砂多采用預注漿技術，注漿的難點是砂粒子間隙小，砂的間隙僅是水可流淌，而P.O42.5水泥粒子則在這樣間隙中不能流動，漿液不能擴散，導致注漿無效。

用較大壓力強行在砂層或粉細砂含水層注漿，漿液一出輸漿管即受砂濾而結石固化，它的結石范圍極小，好象糖葫蘆狀態(tài)，根本無法形成所需的帷幕質(zhì)量。

用化裝注入，凝固后象粉塊狀，有粘結砂的能力，但強度太低，要封水固砂，質(zhì)量難能達標。

這種特殊地層，為封水固砂，我們研究出BR－－CD型微粉漿材，配制特殊水泥，制成漿液適應解決上述問題。擴散半徑一般在3米以內(nèi)，但能在砂含水層形成小段面的帷幕，把封水固砂的問題得到解決。

當工程快接觸到砂層或粉細砂含水層時，應首先采用“封水固砂”技術方案，用BR——CD型微粉的裝材，配制特殊水泥實施預注漿，漿液在砂層或粉細砂含水層能有效注入、擴散半徑能達到3米，在漿液有效擴散范圍中，達到熱水固砂之目的。（具體技術指標注漿章中介紹）

開挖時，為了防止含水層承壓水改道流向，在注漿后的砂層，粉細砂含水層開挖時配套應用“BR錨噴治水支護”技術進行過挖邊護的作業(yè)程序，以防因擾動砂層形成坍塌而造成大面積塌方事故，此工藝是二道支護中的安全施工保護措施。

防止己注漿固結砂層一旦開挖產(chǎn)生斷面，給含水層改變流向提供了有效途徑，隨即形成泄水通道而導致大量的坍塌流砂，而特設的安全施工措施。

工程實例

1990年，北京地鐵四單站路南北三個井筒負23米處，粉細砂涌水層采用本技術“封水固砂”實施后取得成功。

用BR錨噴治水支護形成構件后，進廳自防水混凝土襯砌工藝。（錨噴治水支護、自防水混凝上后詳細介紹）

二、承壓水條件中固結孔口管技術

大型壓力泄水中固結注漿孔口管

地下工程建設中，突發(fā)性壓力地水對于工程建設者有很大危害，此種災害治理，大多數(shù)施工單位采用頂水注漿，封堵含水層的工藝，治理壓力泄水。

實施注漿，必須在大量泄水條件中團結孔口管，這是能否注漿成功的首要環(huán)節(jié)，承壓水中作業(yè)是技術要求較高的重要工藝。

1990年，開灤礦務局本次坨礦一號井建設期間，井下一370m主巷道石灰?guī)r中出現(xiàn)大量泄水，水壓大于3．8MPa，泄水量180m3／min，此時指揮部確定了迎水注漿封水計劃。實施中，無法在泄水中固然結注漿孔口管，采用了多種工藝，消耗了大量人力、材料，但均沒成功。

當時，本廠接到煤炭部搶險通知，星夜趕往開灤，第二天下午到現(xiàn)場。本廠科研所技術人員與開灤建井二處同志立即下并看現(xiàn)場，然后在井日做了一個大規(guī)模仿真模擬試驗。

l、選用4寸鋼管一根，長5m，一頭焊住，焊底板上30cm處呈三角形焊接2寸長度為20cm，為外裝3臺水泵的輸入水管。

2．試驗時，先開三臺水泵往鋼管內(nèi)注水，4寸鋼管豎立，管口上部涌水20cm高度，呈冒水狀.

3、汽吊車吊起一根長6m的3寸鋼管，前進端用編制袋扎口，用鐵絲固定好、備用。

4、用BR——K型料摻量16%，摻入P．O42．5水泥中干拌均勻，裝人塑料袋中，裝半袋即可，每袋500g。

5、工作臺上三個工人作業(yè)，兩個人護住涌水鋼管口，一個人專填料包，填20袋，護壓的同志注意不讓水把送進管中料沖出即可。

6、大約填料5分鐘，把吊起的3寸鋼管前進端插入水中，用吊臂壓管入水中，到位后停1分鐘。

7．用2寸鋼管捅開3寸管前進端的包扎口塑料袋，固管2分鐘，用吊車吊3寸鋼管，但沒吊出，達到固結效果，試驗一次成功。

隨后立即拌制固管料，裝了40包，下井固管。到現(xiàn)場，只用了不到10分鐘，把孔口管在水壓大于3．8MPa，泄水量180m3／min環(huán)境中固結定位，實施注漿。

現(xiàn)場推鉆桿用的是臥式鉆機，一次成功。

壓力泄水中固結孔口管技術，先后為120多個井下壓力水中安裝固結孔口管服務，成功率達100％。實踐中，動態(tài)壓力泄水中固然結孔口管，成為了一項專用技術，在實踐廣泛應用。

技術指標

A、BR一K型摻16％，凝固時間為30S，水泥P．O42．5普硅水泥

B、膨脹率大于2‰

C、粘結力大于4MPa

D、抗修大于S30

E、注漿施工，SMPa壓力作業(yè)時，固管處無泄?jié){泄水

塑料薄膜袋，3寸直徑，長7寸，裝料70％。（工程實例注漿文章中介紹）

三、注漿封水新技術

1、超前預注漿，封堵含水層

施工時，應當對前進端含水層通過鉆探了解水量情況，對于泄水較大的裂隙、溶洞：宜采用治本封水的思路，超前預注漿，有效固結圍巖中含水層的水空區(qū)。定范圍，定凝膠時間，定注量，定壓力；選定適用動態(tài)封水壓力水中稀釋率小于3％的漿液，封堵強含水層。

2、后注漿

對于其它工藝施工后的大型礦井井筒工程和地下大型工程完工后，個別部位的涌淋水出現(xiàn)，構件表面流淌不止，并且修流時間長，水源極為豐富的情況下，建議用BR－－C型系列封水漿材實施后注漿。

注漿目的是封閉含水裂隙和構件與基巖的之間空白區(qū)，通過漿液結石體填充作用，達到整體性封閉的工程。

破壁后注漿，壓力設計較小，擴散半徑距離短，但是要求漿液要有良好的觸變可灌性，微細含水裂隙、孔隙、構件與基巖間隙均能獲得密實的填充。結石體的強度，抗折強度24h必須高出100％，抗?jié)BS20，耐腐、無鈉離子析出等。特別是粘結力必須有特效，才能真正封閉滲淋水危害區(qū)域。

本科研所研制的BR－－C型系列（CA、CE、CF、CD）新型注漿技術，漿材解決了動態(tài)壓力水中漿波能按計劃凝膠，并在動態(tài)壓力水中，本漿液具備不會被水稀釋能固化的特點，達到有效封治大型水害之目的。

2、懸浮可灌性

水泥漿是水泥粒子在水中漂浮狀的槳液：施工承壓時，因水和粒子比重不一樣，在輸漿營承壓后，加大了水的流通，易形成粒子脫水沉淀，導致培管事故。BR——C型漿，水化反應生成無機膠體，改善了漿液粘度，承壓后，增大了漿液粘結力，把水泥漿的動態(tài)粒子牢牢粘結成鏈狀，形成均勻運動漿體，有效的防止了堵管事故。此漿注入含水層中，不會被含水層水稀釋，達到注漿封水有效的結石體。

3、凝膠時間

凝膠時間可調(diào)范圍在50s～810min，

BR——CF50s—20min直接封水

BR－－CA15min一150min后注漿

BR－－CE30min一150min長段預注漿

BR——CD20Inin—1501nin砂層注漿

固管型

50S

壓力泄涌水

可根據(jù)治水要求靈活掌握漿液凝膠時間，以滿足工程之需。

4．結石體質(zhì)量

BR——C型漿結石率96～100%，是密實型，比重大于其官漿結石體10%以上，關鍵是本漿在裂隙填充粘結力大于4MPa，是牢固的粘結狀，受爆破幅射時無影響，填充牢固穩(wěn)定，封水效果明顯。本技術在開灤東歡坨礦1號、2號井筒含水層的結石比重110％，耐腐蝕、無鈉離子拆出物富水區(qū)注漿標本陳列在煤炭部展覽室，已有國外許多專家到此參觀，并有日本、前蘇聯(lián)邀請本課題組講學。

三峽圍堰采用BR一CE型注漿，檢查取出的巖芯Φ7cmXH56cm，BR漿液的結石體，由三峽指揮部贈送本廠，現(xiàn)存本廠檔案室?？?jié)B大于S30，抗壓、抗折24h提高100％，28d提高10％左右。本漿液攻克了強含水層常規(guī)注漿封填后三個月即出現(xiàn)遲到水的通病，一次施工，這永久性穩(wěn)定的封水效果。BR——C型系列漿液結石體抗沙質(zhì)量，為注漿行業(yè)提供了新型裝材。

5、注漿封水工程實例

1990年，開灤東歡坨礦一號井-370m建設運輸主巷道，當掘進120m時，左邦下部出現(xiàn)一個溶洞，高80cm，泄水量180m3／min，泄水壓力3．8MPa，水質(zhì)中性，清晰涌流。經(jīng)在井外800m觀察地下水位并內(nèi)投入高孟酸鉀藥劑后3分鐘，井下泄水顏色變?yōu)樽霞t色，由此證明泄涌水是第四含水層水源，因工程把含水層切開一個溶洞而泄涌不止。

在泄涌水條件下用BR固管技術固結孔口管成功，立即安裝注漿設備，三個小時后，用水玻璃水泥漿雙泵注漿，水灰比0．6：1。當注入22m3漿時，泄涌水變?yōu)闇啙釥睢＝?jīng)檢測水中含水泥粒子18％，出水量沒減少。在井下水泵池中，已沉淀了一層水泥粒子，并把一臺水泵毀壞。當時已凌晨兩點，礦務局負責注漿總工馬景成專家連夜下并檢查注漿質(zhì)量，見現(xiàn)場情況經(jīng)研究后，改用BR——CA型漿封水注漿。

水灰比0．6：l，單泵作業(yè)注入20m3時，泄水由渾濁變?yōu)榍逦僮⑷?0m3，外泄水量減少。經(jīng)檢驗水中含水泥粒子由原18％減少為2．6％，泵壓有了不太穩(wěn)定的起伏。立即改變水灰比，0．8：l注入了14m3，泵壓穩(wěn)定上升。封水達到了明顯效果，停住待檢。第二天中午10時，注漿間隔約8小時，鉆孔檢測更注漿，無泄水。僅注入0．8m3漿液，泵壓達到6．8MPa終孔，封水100%。封治泄水180m3／min的水害，用BR—CA型漿液86．8m3，作業(yè)三個班次，完成了封水任務，首創(chuàng)低量注入高效封水記錄。

當天下午，開灤局把封水效果上報煤炭部調(diào)度指揮中心。第三天，部領導帶十六名專家下井檢查封水質(zhì)量。當開挖5m巷道時，采集到了注漿含水裂隙封填密實的標本近30塊。其中有一塊30cm大的石灰石，中間有一個點呈放射性的含水裂隙，由中心點向巖邊發(fā)展為六條裂隙，最細的裂隙0．05mm，最粗的裂隙3cm，受爆破幅射震動后，塊石中仍有呈青色填充密實、粘結牢固的BR結石作，擺到了煤炭部陳列室。在孟加拉、前蘇聯(lián)、貝寧、摩洛哥地下封水工程注漿施工中采用了本技術。

本技術定為煤炭部定點搶險封水專項綜合技術。已在全國煤礦建設中封治水害成為第一個推廣的成果，到目前已普及率達85％。BR－－C型系列漿材，是根據(jù)水泥基而研制的，配制漿液水泥水化過程中，BR漿在質(zhì)量上有所創(chuàng)新，原水泥漿均是粒子漂浮狀，而BR水化物卻成為鏈狀粘結的懸浮狀，輸漿承壓時，進一步加大反應生成物，當漿液到達受注點能有良好的觸變可灌性，在含水層動態(tài)水環(huán)境中能按時結石，水中稀釋率小于3％，結石體與裂隙巖體的粘結力大于4MPa，而0．5mm的微細含水裂隙，能獲得密實填充。

BR結石體比重大于110％，因而提高了抗折強度，抗壓強度，24h提高100％。

凝膠時間范圍：50s一810min，可供工程需要選擇。

抗?jié)B大于S30，耐腐蝕，BR結石體無鈉離子析出物質(zhì)，這一點對于永久性封治水害。則是十分有利的。本漿封水質(zhì)量，解決了其它漿材施工后在短期內(nèi)復出遲到水的通病，可節(jié)約大量人力、物力。

采用BR漿材注漿，用單泵作業(yè)。

PR-C型系列漿材，為治理大型水害提供了系列的封水質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。

本項技術1989年煤炭部鑒定。

國內(nèi)除煤礦有上百個封水長段注漿應用本技術外，還有：高速公路、鐵路隧道、冶金鐵礦、城市大型建筑填充軟基、污水凈化水地破壁填充注漿、大壩基礎注漿、小浪底庫區(qū)水下注漿，特別是治理了三峽縱向圍堰微滲工程，填充封水效果良好。

四、干法迎水堵漏技術

干法迎水堵漏

本發(fā)明是搶險封水專用技術，針對壓力泄水涌水以及溶洞、裂隙涌水的快速封治技術。

l、水壓力1MPa以上，泄水量大于300m3/h，封治程序

A、擴孔，安疏導水管

B、筑分壓墻，趕水火管疏出

C、筑支護自防水混凝土，養(yǎng)護72h

D、堵疏水管，由邊管向中間管進行

E、砂漿抹面完工

BR——K型，干拌料使用，凝固時間30S。

注漿封堵裂隙串漿點，用BR——K型干拌水泥，注漿時，只要有泄?jié){孔、裂隙，往工作面串漿時，（施工人員戴橡膠手套）用手抓一把干粉料，直接堵在串漿點，瞬間封住串漿部位。較大的串漿點，反復幾次即可，僅需1分鐘封堵一個泄?jié){點，施工極為簡便。

2、涌水壓力0．5MPa，涌水量50～100m3/h，封治技術

A、預留疏水導管2根，其它部位密封，待水全部經(jīng)由疏管流出時，養(yǎng)護24h，然后封管。

B、大型溶洞涌水，干混料配好之后，封填堵孔，先邊后中，預水作業(yè)即可。

3、壓力0．1～0．5MPa，水量30m3／h～50m3/h，水孔泄水采用藥卷封堵，BR、水泥、骨料干拌均勻，卷成7寸長的藥卷，頂水插入水孔中，一般打入3～5根即可封住泄流，施工時間一個孔不超過2分鐘。干法迎水堵漏，對于隧道開拓時及時封堵小型水孔和中型裂隙涌水極為方便，用料少，工藝簡便，適于一線工人掌握。

大型壓力泄涌水，必須在本廠科研所的技術人員指導下施工，才能正確封水，否則浪費較大，因封水成功與否是100％對0的比例，封住成功率100％，封不住就是零，希望施工單位能認真對待。

4．工程實例

A、葛洲壩工程局建設黃河禹門口提水工程基坑封治660m3／h，泄水壓力0．7MPa

l個溶洞泄涌水320m3／h；2個裂隙1mX0.14m涌水160m3/h；l個管涌涌冒水180m3／h。采用本技術封治率100%。

B、北京西單地鐵1號井，涌水70m3／h，粉細砂層涌水、涌砂；帶水下挖支護邊墻2．5延米，封底，實施4小時完成，徹底封住粉細砂層涌水。

C、臺灣地鐵公司，混凝土隧道，在底板涌水60m3／h，封治3分鐘完工。

D、隔河巖大壩鉆孔泄水3300m3/h，采用本工藝水下作業(yè)封堵成功。

E、天津鴻吉里大廈地下室負三層，排水井12個，每個涌水1003/H，封治4小時全部完工。

F、開灤東歡坨礦1號井井巷建設中，井下-420m以下封治200m3／h大型涌水，林西礦井筒工程每4m一圈6個泄水孔，僅用了6個小時，封治130個2寸疏導水管，全部治愈。

G、配合解被軍總參某部研制實施封治長江、黃河淤泥中管涌大量泄水的封治任務。

本項發(fā)明，已在十一個行業(yè)工程中廣泛應用，為大型地下工程建設解決了封治壓力泄水問題，達到國內(nèi)外先進水平，節(jié)資高效，易于普及，創(chuàng)造了良好的技術效果，取得了巨大的社會效益。

附：如開拓隧道錨桿鉆孔中涌水，用本廠的水中錨固劑可迎水錨固，5分鐘錨固力大于8t。

五、錨噴治水支護

本項技術是在隧道開拓建設期間裸體巖巷大范圍淋滲水封治的新型技術。頂板淋滲水大于每平方米1m3/h，可用本技術頂水封閉巖體淋水，形成治水為主的支護層。在支護層的質(zhì)量上達到了抗?jié)Bs20的自防水構件。另外，在五種不同的地質(zhì)條件中頂淋滲水可正常作業(yè)。

噴射混凝土支護層，在巖體上粘結力大于4MPa，噴層達到密實、光潔、提高強度30％以上，抗?jié)BS30，達到高強度自防水新型質(zhì)量。

BR錨噴綜合工藝，打破了頂板淋水不能施工的禁區(qū)，因為BR與水泥水化時反應生成無機膠體物質(zhì)，把混凝土的粒子粘結成團狀物，受壓噴出，由于有較大粘結附著力的作用，噴層在淋滲水基巖上能夠牢固附著而不坍塌，BR并且改善了混凝土內(nèi)部結晶狀態(tài)，達到密安狀構筑體。

BR微粉，填充了粒子間隙，增加了密實度，而更關鍵的水化膠體物質(zhì)改善了拌合水的粘度，把噴層中粒子間隙、毛細孔隙全部填充結晶，整體構件內(nèi)部密實，表面極為光潔，有折光效果，把原滲漏基巖全部封閉，形成耐久性穩(wěn)定的自防水構件。

BR與水泥水化的無機結晶物質(zhì)，是其它材料所無法相比的質(zhì)量，對于治理淋滲水條件的工程，更能顯示出它的獨特質(zhì)量優(yōu)勢。

本技術現(xiàn)完成了五類地質(zhì)條件涌、淋、滲水治理

1、各種基巖淋水大于每平方米lm3／h，可頂水錨噴封閉淋滲水區(qū)域。

2、表土層涌水、淋水環(huán)境中錨噴封閉飽和水的表層土壤，形成自防水噴層構件。

3．粉細砂含水層，切斷含水層，噴成止水構件，達到封治涌砂冒水的自防水效果。

4．新疆泥質(zhì)角礫巖普淋普滲每延米10m3/h的特殊條件中，成功治水建礦井，首創(chuàng)國內(nèi)第一例泥質(zhì)角礫巖普淋普滲治理水害實例。

5、硫酸根離子含量448mg/L酸性淋水，頂酸性淋水作業(yè)，封治淋水，在上海梅山鐵礦一370m井下炸藥庫完成治理酸性淋水的支護任務。

本技術自1989年研制成功至今，為礦業(yè)工程治理淋水的國外工程有：

孟加拉、貝寧、摩洛哥等礦井工程。

國內(nèi)工程有：

鐵路、公路、隧道、礦井巷道、城市電纜溝、市政管道、地鐵、大壩廊道、高層建筑基坑護坡治水、海軍基地、大跨度軍倉、二炮基地、總參軍倉洞庫、空軍油庫等工程。現(xiàn)已完成治水支護工程達180萬延米，展開面積上千萬平方米的工程量。

本廠發(fā)明的科技成果在錨噴支護作業(yè)中，把兩道水害問題用一道工藝全貌部解決，在國內(nèi)外同行業(yè)中把治水支護的質(zhì)量提高到一個技術新水平。

六、自防水混凝土與井筒防治水新技術的思考

耐腐蝕、自防水混凝土的研究

本廠科研所的技術人員，于1982年開始研究自防水混凝土的課題。研究出新型防水劑，解決級配密實型、高強度、無腐蝕、自防水混凝土于1986年成功。1987年至1988年，為煤炭部攻克了深層大型礦井井筒無內(nèi)襯、深層井筒自防水的部級科研攻關項目，本成果榮獲部科技進步三等獎。列為國家科技重大推廣項目，至今己完成了六十余項深400m以上、直徑8m以上的大型礦井井筒工程。目前還有五個項目在實施。解決了國際公認井筒淋水無法根治的難題，本項技術把德國己進入中國的煤礦井筒建井技術淘汰。井筒工程要通過十幾道含水層達到整體工程無滲漏的質(zhì)量談何易，本技術把國家原定規(guī)范允許成并淋滲水量為10m3/h的規(guī)定，提質(zhì)改標做了大量可實施的樣板工程，把標準降低為5m3/h。

1、大型井筒的質(zhì)量改革

礦井井筒8～10m直徑，深一400m工區(qū)程，一段需3層施工，內(nèi)壁、中間夾層（PVC板、油脂類報材、鋼板）、外壁混凝土。引進德國建井工藝為七層施工法。

這種施工法是非常不科學的工藝，為什么不科學？因為工程要穿越各種地層，其中含水層不少于10層，強行通過含水層，建設成砼井筒，并且對含水層下部工程要求不能有滲漏，首先要解決混凝土本身粘結力勻質(zhì)結晶型的密實性、自防水高強陵指標和解決勝體內(nèi)化學腐蝕問題，才能達到自防水質(zhì)量。

2、有機物中間夾層的壽命研究

混凝土是無機物質(zhì)，中間夾層是有機物質(zhì)，兩相配合使用，是不同壽命的。一般工程需服務上百年，混凝土的壽命可以滿足，那么中間夾層質(zhì)量不可能與混凝上達到同期壽命。既有夾層的工程，無疑是要防水的，但各種水質(zhì)對PVC極的腐蝕、侵害，連同工程刺傷這都是不利回素，更關鍵的是有機物質(zhì)的自然老化期，難能滿足與砼同步。筆者認為：凡是抗海大于S8的混凝上，無論幾層施工，要解決的是各層次粘結力問題，中間設夾層，限制了砼的粘結，分層率降低了硅整體結構壽命，此舉不科學，不可取。加上施工時人為傷損，更是“千里堤壩，毀于蟻穴”，對于工程防水是有弊無利的舉措，值得思考與改進。

自1988年至今，我國大型礦井井筒施工由原設夾層改為BR內(nèi)外壁混凝土套壁粘結法施工，取得十分滿意效果，在開灤東歡坨三號井、徐州竇莊礦、西山馬蘭、東曲、韓城象山、新疆華安、邯鄲萬年、焦作九里山、三號井、淮南謝橋礦、淮北朱仙莊、大同同家梁礦、云崗礦、陽泉1礦、5礦、潞安常村礦、漳村礦、柳林礬水溝礦、汾西兩渡礦等富水區(qū)已建設出無淋滲，無潮濕的干井工程。這一實踐證明：砼自防水能夠抵抗多層、含水層浸害之關鍵問題。

3、密實性混凝土的主要指標——粘結力

滲漏水的混凝土，其主要病害原因是膠體材料粘結力不符合要求，其次是體內(nèi)化學自腐、粒子間隙、游離水通道而導致的滲漏病害。

粘結力對于均質(zhì)結晶混凝土是第一指標，施工中需良好的流動度，完成這個要求的前提，必須是各種骨料要有困狀包裹層，拌合用水必須是水泥與水的水化膠結構，而這些膠結構是不夠密安混凝土之需的。摻BR之后，改善了水化膠結物質(zhì)，攪拌過程中，水化反應生成大量膠體物質(zhì)，對各種粒子形成包裹困狀，有良好的坍落度要求的作業(yè)質(zhì)量，水化反應膠體把粒子間隙、游離水通道全部封閉，形成不泌水，表面封閉的均質(zhì)結晶，光潔致密，更關鍵的是振搗時，能達到澆筑物同頻震動，均質(zhì)結晶型結構。

這種光潔致密混凝土質(zhì)量，從根本上解決了混凝土自防水的指標，相對的密實型BR混凝土，改善了承載強度、抗折強度等。

粘結力強的混凝土，它在凝固前的結晶，是團狀粘結，而不是有峰芒的骨料粘結，這一點取決于是均質(zhì)結晶和非均質(zhì)結晶的重要表現(xiàn)。握裹力好的混凝土，相對的對作業(yè)要求的技術指標全部改善，和易性、流動度、坍落度保留值等；而這不到粘結力良好的砼，有沁水現(xiàn)象、離析、沉淀結晶等相關指標相對落后，實施的澆筑硅質(zhì)量也不能讓人滿意，易出現(xiàn)滲漏水的低強度等.

4、化學腐蝕

BR水化膠體物質(zhì)，能抑制和分解性體內(nèi)的鈾高于生成與析出，徹底改善了級配骨料含鈉問題，在質(zhì)量上有所突破，特別是用于防水工程中混凝土，化學自腐是構件自毀的主要問題。BR有效地解決了這項決定耐久性能關鍵的技術，是混凝土提高耐久性能的重要貢獻。

5、砼粘結力與承載能力關系

研究表明：混凝土構件做襯砌工程時，它的粘結力是十分重要的。因為它與其它基礎要有個良好的附著力，但這項關于混凝上質(zhì)量的重要指標，往往卻不被工程技術人員所重視。

經(jīng)長期研究、檢測表明：“混凝土的承載性能與粘結力相比，不一致。強度高的砼，粘結力大于承載性能。強度低的砼，它的粘結力卻低于承載性能".從這一檢測結果得出一個結論，要達到密實的、高強度、自防水混凝土質(zhì)量，粘結粒子的粘結力和構件粘結曬著力同是一種質(zhì)量。非均質(zhì)結晶的低強度混凝土，它的構件耐著力也是非常低劣的，同時也是不抗沙的混凝土。那么，攪拌時水泥與BR水化物質(zhì)——無機膠體針對性攻克了這項決定于混凝土質(zhì)量的重要指標。

6、高質(zhì)量自防水混凝土作業(yè)控制要求

A、攪拌時，有粘膠狀水化物，使各種粒子呈困狀包裹團，攪拌機放料時無石子撞擊響聲。

B、運輸期間無泌水現(xiàn)象，有良好的和易性和一定時間的坍落度保留值。

C、振揭時，同頻震動，這是勻質(zhì)結晶的重要表現(xiàn)指標。澆筑段無沉淀結晶。

D、成型時，水化膠質(zhì)構能有效的填充間隙、毛細孔，表面光潔。

E、構件成型后，24h～48h構件表面呈水泥色澤，無白色鋼的析出物質(zhì)，達到終期強度后，構件四周呈現(xiàn)出青亮的表面，用燈光照射后有折光效果。

澆筑BR混凝土時如不注意用模板隔離物質(zhì)，拆模則非常困難。對于攪拌BR混凝土的機具，用完立即清理用水沖洗，如不及時清理，則凝固后是敲打不下來的粘結物。

F、養(yǎng)護澆水時，因表面光潔，水滲不進好體內(nèi)，有澆水流速非?？斓闹庇^感覺。

七、泵速高強度、高性能、自防水混凝土

混凝土是國內(nèi)一項基礎建設的主導產(chǎn)業(yè)，我國年用量大于15億m3，居世界第一位。目前配制混凝土的級別低于C30，只有個別工程能用C50～C60，占總量的1％不到。因此，研究自防水高標號混凝上具有極大的潛在市場。據(jù)建設部2001年要求，全國范圍內(nèi)于2003年普及C30混凝土，并大力推廣C60

以上高性混凝土的目標。

實踐中，這項極為普通的產(chǎn)業(yè)，為什么不能與其它行業(yè)一樣迅速發(fā)展呢？關鍵是技術領域的認識與傳統(tǒng)經(jīng)驗束縛了思維，阻礙了前進的思維與行動，使這一博大的產(chǎn)業(yè)科技進步速度低于其它廳業(yè)。

目前，國際工程建設向高性能指標混凝上即作業(yè)時可泵送、高強度及耐久性穩(wěn)定的商品混凝土方向發(fā)展。國內(nèi)也正向提高混凝土級配技術、配套所需的材料方向高速發(fā)展?；炷良壟渌健⒃谔卮笮凸こ讨屑胁捎酶呖萍籍a(chǎn)品，則是體現(xiàn)國家科技水準的標志。

與時俱進，在省科委大力支持下，我們經(jīng)兩年的努力，研制出配制C80一C100級別的高性能混凝土BR復合劑。于2002年4月己投入批量生產(chǎn)，經(jīng)山西省建研院檢驗；級配C80混凝上摻入BR復合劑，強度28大達到88MPa。

級配C100混凝上摻入BR復合劑，強度28天達到109MPa。

(1)坍落度保留值90min大于14cm

(2)高壓不泌水，國內(nèi)一流

(3)抗?jié)B大于S40

(4)強度提高10%以上

(5)無腐蝕因素，抑制鈉離子生成與析出

(6)耐久性能穩(wěn)定

使用水泥P.O042．5、石子、花崗巖碎石、砂為山西忻州豆羅砂。BR－A型摻量1．5%，BR—B型摻量1．5%，BR—C型接量10%，水為飲用水等，檢驗質(zhì)量表明，其它技術指標也達到設計要求。

當壓力機在I09MPa的荷載下，試件爆破時，無石子脫離，是片塊狀，無零星石子彈掉。這項質(zhì)量表明，BR水化物形成的粒子粘結力是非常理想的。

BR試件和中試工程表面來看，無鈉離子析出物，全部呈現(xiàn)出水泥原有色澤。試件和中試工程表面十分光潔致密，并有折光效果。這一點解決了配制高性能砼的龜裂廣普問題。在泵進作業(yè)要求下，級配出高性能、高強度、抗?jié)B達S40的自防水混凝土，使混凝土的質(zhì)量上了一個新的技術水平。

本項技術成票的研制成功，不僅標志著本廠和科研所的技術實力，同時也是企業(yè)工作的中心以科技為先導的具體體現(xiàn)，它不僅推動混凝土行業(yè)的科技進步，同時，也把本廠的技術實力與社會科技進步緊密聯(lián)系起來，身處這種高科技氛圍中，才能有所思考，有所攻關，有所前進，以科技進步為宗旨在國內(nèi)外響基礎計業(yè)中劈險奮進，向更高的科技領域攀險前進。

山西建華化工廠和建華防治水害科研所在二十年的發(fā)展過程中，長期堅持在礦井井下、隧道、以及大型地下工程建設實踐中科技攻關，以治理疑難水害為目標，攀難攻險?，F(xiàn)已完成十五項國家、部級、省級科

技攻關成果，達到現(xiàn)擁有二十余項知識產(chǎn)權的企業(yè)。

二十年，為廣大施工單位解決了幾百項工程疑難問題，同時我們也有了豐富的技術積累，在科技興企的發(fā)展中，站到了技術領域前例。

學術領域獨創(chuàng)新理論，發(fā)表多篇論文、論著：在治理地下水害工程中首創(chuàng)新工藝、立法推廣：研制新產(chǎn)品、自成系列的強大技術配套陣營，現(xiàn)可為用戶提供治理各類疑難水害工程的實施技術方案、措施、檢驗質(zhì)量的標準等。在激烈競爭市場中，以獨特的綜合技術，能全程為用戶配套服務，創(chuàng)出信譽。并且已涉及到國際大市場之中。實踐中我們感到企業(yè)科技水準是國際大市場中競爭的根本，也是企業(yè)在競爭中生存、發(fā)展的根本。

本廠于1998年普及微機，2000年通過ISO國際質(zhì)量認證，2000年5月1日，開通了國家十一個部委的網(wǎng)站，使我們技術在市場運行效果以最快捷速度傳遞全球，在知識經(jīng)濟時代中，站在了市場陣地前沿，達到技術積累較高的企業(yè)水準。

目前我們又向更高的科技領域奮進，已于2002年4月投產(chǎn)，已生產(chǎn)出配制了C80－C100級別高性能混凝土復合劑，重點攻克了高強混凝土達到密實、耐久性與安定性穩(wěn)定的質(zhì)量。部分工程試用證明，本劑的技術質(zhì)量是獨特的，在近時期可能成為市場中頗受關注的新技術、新型產(chǎn)品，它將把我國地下工程的建設水平提高到一個新階段。

綜上所達防治水技術要點，有不妥之處，請廣大技術人員多提意見，以利共同學習，共同提高，在實施工程中攜手共進，把已有的科技成果真正應用到工程實踐中，為提質(zhì)降耗、產(chǎn)生應有的社會效益做出貢獻。

王衡

山西建華化工廠

山西建華防治工程水害科研所

2002—05—04

聯(lián)系電話：0359——4772266477026613903514932高壓慢滲的機理及治理方法

王世昌

撰稿概述

混凝土系多孔材料，用它構筑擋水建筑物，要根據(jù)外水位高低選定抗?jié)B等級。處在水位以上的擋水建筑物，在其背水面常常會出現(xiàn)小片的慢滲，這類慢滲無明顯的出水眼，要經(jīng)過一段時間以后方現(xiàn)濕跡。慢滲的水量雖然很小，但由于混凝土內(nèi)部的膠凝物質(zhì)會不斷地被滲漏水溶蝕，濕跡會不斷地擴大，形成惡性循環(huán)。而且慢滲一經(jīng)發(fā)生便不可逆轉(zhuǎn)，不及時治理會加速混凝土碳化。

慢滲是建筑防水中一種多發(fā)病，以往一般采用剛性抹面治理，或者先抹面防滲，變面滲為點滲以后再行堵漏。近年來新研制的滲漏隔離劑，以及可以在潮濕基面上涂刷的新型高分子涂膜防水膠等，在治理低壓慢滲方面，都取得了一定的效果。然而在外水壓力甚高的情況下，發(fā)生慢滲的部位表面不僅濕潤，滲出的水還傳遞著甚高的壓力，采用涂膜防水材料或剛性抹面防水治理時，均難以取得圓滿的效果。采用化學注漿治理也會是事倍功半。所以高壓慢滲已經(jīng)引起了多方關注。

高壓慢滲的工程實例

鳳凰頸大型排灌站是安徽省引江濟淮的起點工程，1990年5月建成。鳳凰站排灌站的西邊墩在施工后期出現(xiàn)3條裂縫，1993年9月中旬，在西邊墩內(nèi)側的運輸廊道側墻上又發(fā)現(xiàn)了1條裂縫，在廊道的地坪上出現(xiàn)一小片慢滲。這4條豎向的裂縫，上端延伸到出水流道的底板下，汛期長期處在江水水位以下十數(shù)米，所以裂縫發(fā)生即發(fā)漏水。3條老縫在竣工時已做過騎縫鑿槽埋管引流處理，但封縫的有膠泥均已再度開裂，沿裂縫兩側又出現(xiàn)了以折線相連處的不規(guī)則的裂紋，裂紋內(nèi)又慢滲不止。于是對新縫改用化學注漿治理。先騎縫鑿槽用快硬早強水泥拖管造孔，縫面再刷環(huán)氧一布二油加固，然后注入含活性稀釋劑的粘度很低的濕固化環(huán)氧漿液，在回漿孔出漿以后扎結回漿管，再加壓到0.3MPa，可以看到夾在輸漿管內(nèi)的氣泡緩慢地向注漿孔移動，但不見漿液消耗，持續(xù)了10分鐘仍不進漿。說明這時的外水滲壓正在增加，水正在向結構內(nèi)部滲透。當時仔細檢查，卻找不到與導流管走向一致的裂紋。用噴槍烤干縫底附著水，方才發(fā)現(xiàn)滲漏集中的部位也只有兩三個慢滲的小團，在外水壓力的作用下，才使結構的背水面出現(xiàn)裂紋。

通常裂紋起始于相距很近的兩個慢滲小團之間，應力又在裂紋末端集中，高壓滲漏水在裂紋末端還能產(chǎn)生里層的毛細管壓力，使裂紋增長，縫隙擴大。壁面的裂紋由于受力鋼筋的約束，多呈豎向分布，滲出的水沿裂隙流淌，才使幾個慢滲的小團直徑不過幾厘米。在結構內(nèi)部由于密集鋼筋物約束，以及壁外回填土及外水的側壓力，慢滲小團之間的裂紋難以向壁內(nèi)深入，所以拖管注漿不能進漿。

治理這類高壓慢滲，采用涂膜防水材料或剛性抹面防水，由于在濕基面