复杂地质休水泥化学复合灌浆精细控制技术

成果概况

水利水电工程多位于高山峡谷，地质条件复杂，常遭遇不良地质体、微细裂隙发育等复杂岩体。长江水利委员会长江科学院针对上述复杂地质体防渗加固补强处理的技术难题，以重大水利水电工程为背景，依托国家自然科学基金等项目，开展了对高性能灌浆材料、水泥一化学复合灌浆精细控制技术和配套的化学灌浆设备的研究与应用。

该技术成功解决了传统防渗加固技术在浸润渗透效果差、水下固化时间不可控、材料与设备不匹配等方面存在的问题，通过灌浆材料和设备的链式研发，利用材料粘度、胶凝时间和灌浆压力等多参数联合调节，成功研发水泥一化学复合灌浆精细控制技术，实现了有压水和动水条件下低渗性（渗透系数低至10_8 cm/s量级）不良地质体和混凝土缺陷（微米级）的有效处理，形成完善了水利水电工程不良地质体和混凝土缺陷防渗加固处理的系统解决方案。从而提高了在复杂地质条件下，大埋深、长距离水工输水建筑物的抗渗稳定性，全面提高严苛条件下水工地下建筑物服役寿命。

与国内外同类产品和技术相比，该技术成功解决了复杂地质体防渗补强处理相关的重大技术难题，消除工程安全隐患，保障工程安全运行和工程效益发挥。目前，该项技术获得发明专利2项，实用新型专利3项，被列入《水利先进实用技术重点推广指导目录》和《全国水利系统优秀产品招标重点推荐目录》，获得水利先进实用技术推广证书。经水利部国科司组织鉴定，该技术达到国际领先水平，相关成果获省部级技术发明和科技进步一等奖各1项。

技术创新

1.研发出适用于防渗堵漏补强的4H环氧树脂灌浆材料

针对复杂岩体难以有效浸润、固结的难题，通过对环氧树脂材料主剂改性，固化剂中改性高分子胺替代小分子多元胺等分子结构调控手段，制备了环保性较好的活性稀释剂及固化剂体系，用以取代中等毒性的糠醛一丙酮稀释体系。材料具有高强度（抗压强度80MPa以上）、高浸润渗透性（初始粘度低至6mPa-s，与岩体接触角低至0°）、胶凝时间大范围精确可调（2h～106h）、水下固结性能好（湿粘接强度大于4MPa）和环保无毒（LD50>5000mg/kg）等性能。

2.研发了适用于复杂地质体的水泥一化学复合灌浆精细控制技术，建立了复杂地质条件下不良地质体防渗补强处理的系统解决方案。

针对复杂岩体、微细裂隙发育等特性，提出了“同孔复合”灌浆工艺，形成了“逐级快速升压”的材料粘度、胶凝时间和灌浆压力等多工艺参数联合调节的水泥一化学复合灌浆精细控制技术。

3.研制了新型的化学灌浆泵及配套设备

根据浆材特点及现场地质情况研发了可自动精确计量、高压动态流量控制、手自一体的新型化学灌浆泵以及与之配套的快速、均匀混合的静态真空混合器等设备，形成了成套灌浆工艺系统。

推广应用

成果在三峡工程、南水北调中线一期工程、江垭电站、溪洛渡水电站、向家坝水电站、乌东德水电站、南方电网抽水蓄能电站等多个重点水利水电工程得到成功应用，均获得良好效果，取得重大社会效益和经济效益。

保障了多个国家重点工程安全运行和工程效益发挥，研发了系列新材料、新工艺和新设备，形成了复杂水工岩体防渗补强系统解决方案，促进了行业科技进步，推动了学科发展;形成了行业标准，培养了博士和硕士15名以及一批工程技术人才。成果适用于西南地区复杂岩体的处理，同时也可推广应用到交通、矿山等行业，具有广阔的应用前景。

三峡工程断层破碎带处理

江垭电站大坝7、8坝段坝基溶蚀带防渗处理补强

南水北调中线一期工程穿黄隧洞防渗加固

丹江口大坝溢流坝边墩横缝漏水应急处置

溪洛渡水电站坝基玄武岩层间层内错动带防渗补强

向家坝水电站坝基砂岩挠曲核部破碎带防渗补强

广东清远抽水蓄能电站水道系统花岗岩V类围岩防渗补强

广州抽水蓄能电站高压岔管花岗岩围岩灌浆处理

湛江国家石油储备地下洞库工程防渗加固

乌东德水電站右岸灌浆平洞B类角砾岩和风化白云岩防渗补强