瀝青灌漿滲堵漏技術的製作方法
2023-11-01 09:00:47
專利名稱：瀝青灌漿滲堵漏技術的製作方法
技術領域：
本發明屬於各種水下或地下建築物或在滲漏條件作業的工作面的防滲堵漏技術，特別涉及到各種水下建築物及基礎、隧道、橋樁、圍堰的防滲堵漏技術領域。
在各種水工建築、隧道、橋樁、圍堰的施工過程或建成後，常由於滲漏水影響工程的正常施工或影響建築物的安全使用。常用的灌漿防滲堵漏技術為水泥灌漿和化學灌漿，它們都是基於灌漿材料的化學反應生產一種新物質，達到建築物的防滲堵漏的目的。美國專利US-3252290採用大於水比重的乳化瀝青，通過瀝青顆粒的離析沉澱進入縫隙而堵塞滲水通道。上述灌漿防滲堵漏技術，對於滲漏量小的處理是有效的。然而由於上述灌漿材料遇水後都有被水流稀釋而流失的缺點，因此它們對流量大、流速高的滲漏處理是很難奏效的。
本發明的目的就在於提供一種適用於處理各種水工建築、隧道、橋樁、圍堰在施工過程中或建成後所遇到的流速高流量大的滲漏且簡單易行、投資少的瀝青灌漿防滲堵漏技術。
本發明的構思是基於瀝青灌漿物理作用，它不怕流量、流速大，具有不被水流稀釋而流失的特點。利用瀝青的物理性能，加熱後變為易於流動的液體，冷卻後又變為固體，從而達到防滲堵漏目的。為此先將瀝青加熱到適當溫度，使之具有一定的流動度，再輸送到滲漏部位。由於瀝青與水不互溶，熱瀝青遇水後，即分散成一些顆粒，隨著瀝青的不斷灌入，分散的瀝青不斷凝聚並鋪展開來，逐漸粘附在縫壁上。隨著瀝青層的不斷加厚，滲水通道的不斷縮小至完全堵塞，從而達到堵水作用。由於瀝青與水接觸時，在其表面形成了一層導熱性不好的薄膜，灌入的瀝青在裂隙與孔洞中冷卻較慢，極有利於瀝青漿液的擴散，因此它尤其適用於縫隙開度大、流量和流速大的滲漏。
為了有效地處理縫隙開度大、流量和流速大的滲漏，本發明技術關鍵是第一瀝青的加熱溫度應以易流動，易輸送為準，加熱溫度為120℃～200℃;第二使用的泵應為耐高溫的耐熱泵;第三為了保持瀝青溫度，使之能順利地送入滲水處，輸送管道應為隔熱保溫的灌漿管道。
本發明的詳細技術敘述如下先將瀝青加熱為易於流動的液體，再用泵將熱瀝青泵送灌入隔熱保溫的灌漿管，熱瀝青通過隔熱保溫的灌漿管進入滲水部位，熱瀝青遇水後，分散成一些顆粒，分散的瀝青不斷凝聚並鋪展開，逐漸粘附在縫壁上，隨著瀝青吸附層的不斷加厚，滲水通道不斷縮小直至完全堵塞，防滲堵漏結束後，通過泵體循環，用清洗劑清洗泵。
根據瀝青灌漿的要求，所述的瀝青為各種牌號的瀝青，包括道路石油瀝青、建築石油瀝青和普通石油瀝青以及加入各種添加劑的以石油瀝青為主的各種改性瀝青。具體選擇瀝青牌號時，應根據具體的工程要求和所用的施工機械而定。
瀝青的加熱設備由一個或一個以上的加熱罐組成，加熱罐的容積和數量根據工程需要而定，一次加熱的瀝青量要滿足一個孔或一個孔段的灌漿用量。瀝青加熱方式為煤火加熱或柴火加熱，同時配備鼓風設施。瀝青的加熱溫度視瀝青的品種而定，主要以瀝青在輸送過程中易流動為準，但瀝青的最高加熱溫度不得超過該瀝青所允許的最高加熱溫度，故瀝青的加熱溫度為120℃～200℃。
用於輸送瀝青的泵必需是耐高溫的耐熱泵，包括齒輪泵、離心泵及往復泵在內的各種適合瀝青輸送的電動機械泵。熱瀝青的輸送壓力必須確保能將熱瀝青壓入滲水通道內為宜，因此耐熱泵出口壓力大於0.03MPa。當達到設計輸送壓力後，沒有明顯的吸漿即可中止灌漿。
另外，熱瀝青的粘度隨溫度的降低而增大，如果輸送管道特別是灌漿管(尤其是埋入水中部分)的保溫措施不當。熱瀝青的降溫率過快就會造成熱瀝青在管道內堵塞而迫使灌漿中斷。考慮到施工現場使用條件、經濟實用等因素，本發明的隔熱保溫灌漿管採用如下保溫措施(1)對鑽孔較淺的灌漿孔和孔內積水較少，孔隙又較大且進漿量較大的灌漿孔，採用保溫軟管，包括橡膠管、塑料管或採用鋼管;
(2)對鑽孔較深，孔內積水較多的灌漿孔採用a.鋼管外套上保溫軟管，包括鋼管外套上橡膠管或塑料管;b.雙層鋼管，鋼管之間充填隔熱保溫材料，隔熱保溫材料為膨脹珍珠巖、浮石、玻璃纖維、石棉和巖棉等。
灌漿終止後，應立即用未加熱或經加熱的清洗劑進行清洗，清洗劑為柴油或煤油或其它有機溶劑或摻加乳化劑的熱水清洗劑，乳化劑為平平加系列、OP系列等能將石油瀝青乳化成水溶液的各種乳化劑及其輔助添加劑。
圖1本發明施工工藝示意2本發明為雙層鋼管的隔熱保溫灌漿管結構示意3本發明為雙層鋼管的隔熱保溫灌漿管(帶射漿管)結構剖面示意4本發明為雙層鋼管的隔熱保溫灌漿管的管接剖面示意5本發明為鋼管外套保溫軟管的隔熱保溫灌漿管結構示意圖下面結合附圖和實施例作進一步說明。
實施例1先將100號道路瀝青加熱到120℃～150℃成為易於流動的液體，再用耐高溫的齒輪泵將熱瀝青泵送灌入鋼管外套上橡膠管的隔熱保溫的灌漿管，如圖5所示它是由一節或一節以上的這樣管子組裝而成，橡膠管25套在鋼管24的外部，橡膠管兩端用鉛絲或其它方法紮緊，防止水進入橡膠管與鋼管之間的夾層，最下端的一節為射漿花管27，各節管子之間用內接26連接。泵出口壓力大於0.03MPa;熱瀝青通過隔熱保溫的灌漿管進入滲水部位，熱瀝青遇水後，分散成一些顆粒，分散的瀝青不斷凝聚並鋪展開，逐漸粘附縫壁上，隨著瀝青吸附層的不斷加厚，滲水通道不斷縮小直至完全堵塞，防滲堵漏結束後，通過泵體循環，用未經加熱或經適當加熱的煤油或柴油清洗泵。
實施例2先將30號建築石油瀝青加熱到180℃～190℃成為易於流動的液體，再用耐高溫的離心泵將熱瀝青泵送灌入雙層管的隔熱保溫的灌漿管，如圖2所示它是由三個不同的部件組裝而成，即雙層鋼管20，管接21和帶射漿泵的雙層鋼管22，雙層管之間充填膨脹珍珠巖散料23，最下端的一段為射漿為花管(如圖3所示)，各節管子之間用管接21連接(見圖4)。泵出口壓力大於0.03MPa;熱瀝青通過隔熱保溫的灌漿管進入滲水部位，熱瀝青遇水後，分散成一些顆粒，分散的瀝青不斷凝聚並鋪展開，逐漸粘附縫壁上，隨著瀝青吸附層的不斷加厚，滲水通道不斷縮小直至完全堵塞，防滲堵漏結束後，通過泵體循環，用加熱的瀝青乳化液清洗泵。
上述實施例工藝過程如圖1所示用鑽孔機造孔，鑽孔深度要求達到需要堵水加固的部位，灌漿管17插入套管16內，套管16穿過復蓋層18深入滲水層19，套管16起保護作用，防止塌孔，套管管壁鑽一些小孔，以利漿液通過。
將瀝青原料砸碎或預熱後倒入瀝青加熱罐1和2，開動鼓風機3和4調節火焰大小，待瀝青加熱到規定溫度具有一定流動性能後(視瀝青品種而定)，打開球閥5或6，將熱瀝青放入集料罐7，打開閥門8和14，並關閉閥門9、13、和12，即可開動瀝青輸送泵11，將熱瀝青通過隔熱保溫灌漿管17進入滲水部位，開機後通過調節閥12調節熱瀝青的送入量，以控制壓力表15的讀數不超過設計值。當壓力表15到達設計壓力後，且無明顯進漿即可中止灌漿。
灌漿結束後，迅速關閉閥門8、14和和12，並打開閥門9和13，將貯料桶10中的清洗液通過泵體反覆循環清洗。
使用上述實施例，灌入1m3瀝青，孔隙率以40%計，則可固結的體積為2.5m3，如孔隙率30%，則可固結的體積為3.3m3，由於漿液難以將孔隙完全充滿，因此實際上漿液固結體要高於這個值。
在灌漿過程中及灌漿後未見漿液流失，說明灌入的瀝青漿有效地起到了充填孔隙的作用。與其它速凝灌漿材料(如水泥-水玻璃等)相比造價低、工藝簡單，可以改善水電站、橋樁、隧道等地下或水下建築物的施工條件，提高工程施工質量，縮短施工工期，從而降低工程造價，具有極大的經濟效益和社會效益。
權利要求
1.一種用於處理水下或地表以下各種建築物、基礎、圍堰、巖石裂隙、隧道、橋樁等各種滲水的瀝青灌漿防滲堵漏技術，其特徵在於(1)先將瀝青加熱為易於流動的液體，(2)再用泵將熱瀝青泵送灌入隔熱保溫的灌漿管，(3)熱瀝青通過隔熱保溫的灌漿管進入滲水部位，(4)熱瀝青遇水後，分散成一些顆粒，分散的瀝青不斷凝聚並鋪展開，逐漸粘附在縫壁上，隨著瀝青吸附層的不斷加厚，滲水通道不斷縮小直至完全堵塞，(5)防滲堵漏結束後，通過泵體循環，用清洗劑清洗泵。
2.根據權利要求1所述的瀝青灌漿防滲堵漏技術，其特徵在於所述的瀝青為各種牌號的瀝青，包括道路石油瀝青、建築石油瀝青和普通石油瀝青以及加入各種添加劑的以石油瀝青為主的各種改性瀝青。
3.根據權利要求1或2所述的瀝青灌漿防滲堵漏技術，其特徵在於所述的瀝青其加熱溫度為120℃～200℃。
4.根據權利要求1或3所述的瀝青灌漿防滲堵漏技術，其特徵在於所述的瀝青加熱方式為煤火加熱或柴火加熱，同時配備鼓風設施。
5.根據權利要求1或4所述的瀝青灌漿防滲堵漏技術，其特徵在於所述的泵為耐高溫的耐熱泵，包括齒輪泵、離心泵及往復泵及濃漿泵在內的各種適合瀝青輸送的電動機械泵。
6.根據權利要求1或5所述的瀝青灌漿防滲堵漏技術，其特徵在於所述的耐熱泵出口壓力大於0.03MPa。
7.根據權利要求1或6所述的瀝青灌漿防滲堵漏技術，其特徵在於所述的隔熱保溫灌漿管為保溫軟管，包括橡膠管、塑料管。
8.根據權利要求1或6所述的瀝青灌漿防滲堵漏技術，其特徵在於所述的隔熱保溫灌漿管為鋼管外套上保溫軟管，包括鋼管外套上橡膠管或塑料管。
9.根據權利要求1或6所述的瀝青灌漿防滲堵漏技術，其特徵在於所述的隔熱保溫灌漿管為雙層鋼管，鋼管之間充填隔熱保溫材料，隔熱保溫材料為膨脹珍珠巖、浮石、玻璃纖維、石棉和巖棉。
10.根據權利要求1或9所述的瀝青灌漿防滲堵漏技術，其特徵在於所述的清洗劑為柴油或煤油或其它有機溶劑或摻加乳化劑的熱水清洗劑，乳化劑為平平加系列、OP系列等能將石油瀝青乳化成水溶液的各種乳化劑及其輔助添加劑。
全文摘要
本發明是一種用於各種水下或地下建築物或在滲漏條件作業的工作面的防滲堵漏技術，廣泛應用於各種水下建築物及基礎、隧道、橋樁、圍堰等防滲堵漏技術領域。本發明的特點是將瀝青加熱，然後用耐高溫的耐熱泵將熱瀝青泵入能隔熱保溫的灌漿管道，使之能順利地送入滲水處，達到堵漏的目的。使用本發明，造價低、工藝簡單，可以改善水電站、橋樁、隧道等地下或水下建築物的施工條件，提高工程施工質量，縮短施工工期。
文檔編號E02D31/02GK1078759SQ9210329
公開日1993年11月24日 申請日期1992年5月11日 優先權日1992年5月11日
發明者葉銘勳 申請人:水利部交通部能源部南京水利科學研究院