公路监理工程师

注浆法出现于19世纪初，注浆工法在水利水电工程中多称灌浆法。采用灌浆技术以解决土建工程的有关技术难题，至今已有一个世纪的历史。浆液注入到地层中去的方式是该工法的关键。随着注浆技术的广泛应用，注浆材料得到了较大的发展。注浆材料从最早的石灰和黏土、水泥，发展到今天的水泥水玻璃浆液、各种化学浆液。而注浆材料的开发与应用，又反过来推动了注浆工法在更广泛的领域内的应用。通常说的注浆材料是指浆液中的主剂。注浆材料必须是能固化的材料。习惯上把注浆原材料分为粒状材料和化学材料两个系统。而浆液是同主剂、固化剂，以及溶剂、助剂经混合后所配成的液体，分为溶液型和悬浊液型两大类。

1 灌浆材料的种类及其特点

1.1 溶液型浆材

溶液型浆材又叫化学浆材，可分为水玻璃类、木质素类灌浆材料、丙烯酰胺类灌浆材料、丙烯酸盐类灌浆材料、聚氨酯类灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、甲基丙烯酸酯类灌浆材料、脲醛树脂类、其它类化学灌浆材料。

1.1.1 水玻璃类灌浆材料

水玻璃（硅酸钠）是化学灌浆中最早使用的一种材料，水玻璃类浆液是由水玻璃溶液和相应的胶凝剂组成。其无机胶凝剂有氯化钙、铝酸钠、氟硅酸、磷酸、草酸、硫酸铝、混合钠剂等，有机胶凝剂有醋酸、酸性有机盐、有机酸酯、醛类（乙二醛类）、聚乙烯醇等。二氧化碳亦可与水玻璃溶液在被灌体内生成硅酸凝胶。

灌浆用水玻璃模数在2.4~3.4之间为宜，水玻璃溶液的浓度在35~45°Be‘为宜。

水玻璃类浆材主要特点及性能：

（1） 胶凝时间从瞬间~24小时不等；

（2） 固砂体强度可达6MPa；

（3） 粘度从1.2~200×10-3Pa？s；

（4） 可灌性好，渗透系数可达10-5～10-6cm/s，可灌入 0.1mm以上的土层。

（5） 毒副作用小，造价低。

1.1.2 木质素类浆液

木质素类浆液由纸浆废液、胶凝剂和促凝剂等组成。木质素类浆液包括铬木素和硫木素浆液两种。铬木素浆液的固化剂是重铬酸钠。但重铬酸钠毒性大，难以大规模使用。硫木素浆液是在铬木素浆液的基础上发展起来的，是采用过硫酸铵完全代替重铬酸钠，使之成为低毒、无毒木质素浆液，是一种很有发展前途的注浆材料。

浆液及胶凝体主要性能特点：

（1）浆液的粘度较小（2~5×10-3Pa？s），可灌性好，渗透系数为10-3~10-4cm/s的基础，均可适用于灌注。

（2） 防渗性能好，用铬木质素浆液处理后的基础，其渗透系数可达10-7~10-8cm/s.

（3） 浆液的胶凝时间可在几十秒至几十分钟之间调节。

（4） 固沙体强度在0.4MPa以上。

（5） 原料广，价格低廉。

1.1.3 丙烯酰胺类浆液（丙凝浆液）

丙烯酰胺类浆液，国内又称丙凝浆液，是以丙烯酰胺为主剂，和其他交联剂，促凝剂和引发剂等材料所组成。常用的交联剂为N-N‘-亚甲基双丙烯酰胺（简称M），引发剂为过硫酸铵[（NH4）2S2O8]，常用的促凝剂有β-二甲基丙腈[（CH3）2NCH2NCH2CN]和三乙醇胺[N（C2H4OH）3]，缓凝剂一般用铁氰化钾（称简KF）。

浆液及凝胶体的主要特点：

（1） 浆液粘度小。与水接近，常温标准浓度下黏度为1.2×10-3Pa？s.

（2） 可灌性良好，浆液能渗入粒径小于0.01毫米的土层或渗透系数大于10-4cm/s的被灌体。

（3） 胶凝时间可准确地控制在几秒至数十分钟之间。因此既可用于堵住大流量的集中涌水，也可用于细微裂隙的防渗处理。

（4） 凝胶体的渗透系数为10-9~10-10cm/s，固砂体的渗透系数可达10-8cm/s，可以认为是不透水的。

（5） 凝胶体的抗压强度较低，约为0.2~0.8MPa，在较大裂隙内的凝胶体易被挤出，因此仅用于防渗注浆。

（6） 浆液及凝胶体耐久性较差，且有一定毒性。

（7） 丙烯酰胺浆液价格较贵，材料也较小。

（8） 丙凝浆液与铁质易起化学作用，具有腐蚀性。

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