CN103146097A - 一种帷幕灌浆射浆管及其制备方法 - Google Patents

一种帷幕灌浆射浆管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种帷幕灌浆射浆管及其制备方法。由蓝管粉95份、石蜡3～3.5份、硬质酸钙1.5～2份、耐寒增塑剂脂肪酸酰胺1.5～3份；其中蓝管粉由聚氯乙烯94～96份、硬质酸钡2～3份、低温增韧剂2～3份混合组成。成型挤塑温度为140～150℃，水冷，并设置射浆管支架，支架高度与挤塑口齐平，确保射浆管放置平直。本发明提供一种新的射浆管组成及其制备方法，射浆管射浆强度、柔韧度高；抗寒性能好；射浆管在扫孔时容易形成碎片，回收率可达到80%。本发明射浆管能够在高寒、低温的气候下承受灌浆压力、易于下置、扫孔易碎。在保证施工序质量的前提下，加快施工进度，缩短工期，同时由于射浆管回收率高，能够有效的降低施工成本。

Description

一种帷幕灌浆射浆管及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料加工制造技术领域，尤其属于塑料成型加工技术领域，特别涉及一种高寒地区复杂地质条件下帷幕灌浆用射浆管及其制备方法。
背景技术
在高寒地区复杂地质条件下修建水电站，水电站大坝建设是重要的技术瓶颈。由于高寒地区地质条件十分复杂，卸荷张拉裂隙发育，采用帷幕灌浆区域地质岩体多发育宽大、贯通裂隙，耗浆量大；并且地处高寒地区，海拔高，冬季环境温度低，常常低温达-15℃以下，昼夜最大温差近30℃，灌浆时需要的浆液凝结时间长。因此如何针对高寒地区宽大、贯通裂隙进行灌浆补强处理是水电站基础处理工程的关键所在。
通常大坝灌浆补强采用下设射浆管灌浆处理，在高寒地区复杂地质条件下，常规射浆管在现场运用中存在缺陷。
现有方法中一种是钻杆作为射浆管，采用钻杆作为射浆管进行灌浆，特别是深孔大耗浆量孔段，灌注时间长，铸钻风险增大，孔故率高，孔故处理周期长，对施工进度与质量均造成影响。
采用PVC-U竖直管材作为射浆管，PVC-U竖直管材在运输或使用过程中，损耗率大，特别是冬季低温环境下，运送、下设时都会出现断裂，甚至在灌浆过程中，射浆管脱落，影响灌浆质量。
采用PE管材，PE管材材质柔性较强，扫孔困难，特别是冬季低温环境下，盘状射浆管前段容易抵触到孔壁，超过60m的深孔下设困难。
上述材料的射浆管常常出现一次性下设不到位，需要反复下设甚至重复扫孔，采用钻杆作为射浆管灌浆发生铸钻后，处理周期长，若处理无效，须重新开孔；上述缺陷一旦处理不当，不仅影响施工工效，更主要的是对施工质量造成影响。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种帷幕灌浆射浆管及其制备方法。本发明要解决的问题是提供一种适应高寒地区复杂地质条件下灌浆使用的射浆管，本发明还提供上述射浆管的加工制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明帷幕灌浆射浆管由以下重量份数的组分通过成型设备挤塑制成；
蓝管粉95份、石蜡3～3.5份、硬质酸钙1.5～2份、耐寒增塑剂脂肪酸酰胺1.5～3份；其中蓝管粉由聚氯乙烯94～96份、硬质酸钡2～3份、低温增韧剂2～3份混合组成。
根据材料特性，本发明优化射浆管尺寸，采用长度为3m或5m，内径20mm，壁厚为1.8～2.2mm，既满足强度要求，又最大限度节约用材。
本发明耐寒增塑剂脂肪酸酰胺优选已二酸二新脂、壬二酸二辛脂或癸二酸二辛脂。
本发明低温增韧剂优选末丁腈橡胶GM-20或塑胶增韧剂SW-501。
本发明射浆管由所述重量份数的组分通过成型设备挤塑制成，成型挤塑时将挤塑温度控制在140～150℃，出管口处采用水冷，采用长度感应器对其长度进行控制，定长全自动切管，并在距出管口20cm的位置安装一个长3m的射浆管支架，支架高度与挤塑口齐平，生产出的射浆管均平放在支架上，确保射浆管平直。
本发明挤塑设备可外购，并经上述参数调整后进行射浆管加工。
本发明有益性：本发明提供一种新的射浆管组成及其制备方法，经检测和工程现场应用，其射浆强度、柔韧度提高；掺加适量的抗寒剂，提高其抗寒性能；采用本发明射浆管，射浆管在扫孔时容易形成碎片，形成碎片可再回收利用，现场回收率可达到80%。本发明射浆管能够在高寒、低温的气候下承受灌浆压力、易于下置、扫孔易碎。在保证施工序质量的前提下，加快施工进度，缩短工期，同时由于射浆管回收率高，能够有效的降低施工成本。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步的描述，本实施例只用于对本发明进行进一步的说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员可以根据上述内容作出一些非本质的改进和调整属于本发明保护的范围。
本发明射浆管由以下重量份数的组分通过成型设备挤塑制成；
蓝管粉95份、石蜡3～3.5份、硬质酸钙1.5～2份、耐寒增塑剂脂肪酸酰胺1.5～3份；其中蓝管粉由聚氯乙烯94～96份、硬质酸钡2～3份、低温增韧剂2～3份混合组成。
本发明射浆管长度为3m或5m，内径20mm，壁厚为1.8～2.2mm。通过接头连接后特别适应60m的深孔下设应用。
耐寒增塑剂选用已二酸二新脂、壬二酸二辛脂或癸二酸二辛脂。
低温增韧剂主要采用粉末丁腈橡胶GM-20或塑胶增韧剂SW-501。
射浆管由上述重量份数的组分通过成型设备挤塑制成，成型挤塑时将挤塑温度控制在140～150℃，出管口处采用水冷，采用长度感应器对其长度进行控制，定长全自动切管，并在距出管口20cm的位置安装一个长3m的射浆管支架，支架高度与挤塑口齐平，生产出的射浆管均平放在支架上，确保射浆管平直。
应用例
常规射浆管及本发明射浆管现场运用的缺陷对比情况：
（1）常规射浆管现场运用的缺陷
钻杆作为射浆管：前期在帷幕灌浆中主要采用钻杆作为射浆管进行灌浆；但鉴于地质条件的复杂性，特别是深孔大耗浆量孔段，灌注时间长，铸钻风险增大，孔故率高，孔故处理周期长，对施工进度与质量均造成影响。
PVC-U竖直管材：3.8m/根，管壁薄，扫孔容易，材料脆性好，运输或使用过程中，损耗率大，特别是冬季低温环境下，在运送、下设时都会出现断裂，甚至在灌浆过程中，射浆管脱落，影响灌浆质量。
PE管材：规格为100m/盘，运输、保存方便，但材质柔性较强，扫孔困难，特别是冬季低温环境下，盘状射浆管前段容易抵触到孔壁，超过60m的深孔下设困难。
20*1年8月至20*1年11月常规射浆管缺陷故障率统计结果：
项目 8月 9月 10月 11月 合计
统计次数（次） 246 265 265 278 1054
故障次数（次） 35 34 40 32 141
误工（h） 125.25 138 165 126 554.25
单次故障处理耗时（h） 3.6 4.1 4.1 3.9 3.9
故障率（%） 14.2% 12.8% 15.1% 11.5% 13.4%
针对上述缺陷，射浆管一次性下设不到位需要反复下设甚至重复扫孔，采用钻杆作为射浆管灌浆发生铸钻后，处理周期长，若处理无效，须重新开孔，上述缺陷一旦处理不当，不仅影响施工工效，更主要的是对施工质量造成影响，。
（2）本发明射浆管性能
本发明射浆管主要材料有：蓝管粉、石蜡、硬质酸钙。通过调整对原材材料中的硬质酸钙配比参数，改变射浆灌浆的强度、柔韧度，并通过掺加适量的抗寒剂，提高其抗寒性能。
①本发明射浆管缺陷性分析
射浆管故障率降低，受环境温度影响小，操作相对简便，提高了施工效率，加快了施工进度，保证了帷幕灌浆施工质量。
20*2年8月至20*2年11月本发明射浆管缺陷影响因素统计表：
Figure BDA00002968457300051
从上表可以看出，采用本发明射浆管后，射浆管平均故障率由前期的13.4%，降低至2.0%。
②抗寒性能强
国内某水电站冬季温度低（最低温度达-15.6℃），采用常规射浆管时，抗寒性能差，易断裂。
采用本发明射浆管时，受环境温度的影响可忽略不计，能够满足不同温度条件下的施工需要。
③回收利用率高
采用PE管材时，材质柔性较强，扫孔过程中，约80%的射浆管被扫成呈碎末状，部分仍成管状，回收率不大于20%。
采用本发明射浆管时，扫孔为碎片状，可再回收利用，现场回收率可达到80%，计入回收加工成本，综合回收利用率可达50%，
主要材料及结构
（1）本发明射浆管主要材料
本发明射浆管主要材料有：蓝管粉、石蜡、硬质酸钙。本发明组分组成比例是：蓝管粉95份、石蜡3～3.5份、硬质酸钙1.5～2份，根据电站高寒特点，添加1.5～3份的耐寒增塑剂脂肪酸酰胺。其中蓝管粉主要成分组成是：聚氯乙烯94～96份、硬质酸钡2～3份、低温增韧剂2～3份，上述各份数均为重量份数。其中耐寒增塑剂选用已二酸二新脂、壬二酸二辛脂或癸二酸二辛脂；低温增韧剂主要采用粉末丁腈橡胶GM-20或塑胶增韧剂SW-501。
（2）本发明射浆管结构
根据现场需要，生产3m、5m两种规格的竖直射浆管，射浆管壁厚为1.8～2.2mm不等。
常规射浆管采用PVC胶及接头连接，但是由于灌浆孔壁光滑度差，灌浆压力大等因素影响，射浆管易脱落，对灌浆质量有一定的影响。由于常规射浆管硬脆性差，无法采用套丝连接。
根据现场试验，孔深大于60m的灌浆孔应采用本发明射浆管下设，当孔深位于60～110m范围内，通过PVC胶及接头进行连接，当孔深大于110m时，通过在射浆管及接头套丝连接，射浆管内径20mm，外径25mm，两段为母丝，丝口深度0.5mm；接头内径为18mm，外径20mm，两段为公丝，丝口深度为0.5mm。
工程实例
国内某水电站地质条件非常复杂，帷幕灌浆区域岩体破碎，裂隙发育较严重。前期钻孔过程中，采用钻杆、PVC-U竖直管材、PE管材等作为射浆管，均存在局限性，对施工进度及质量均造成影响。
采用本发明射浆管后，在塌孔、返砂等施工缺陷部位够下设到位。由于采用射浆管灌浆，出现孔故机率降低，在提高施工进度的同时，灌浆质量得到保障，获得业主和监理单位的认可。同时，由于本发明射浆管回收率高，成本低，取得巨大的社会及经济效益。
本发明射浆管能够在高寒、低温的气候下承受灌浆压力、便于下置、扫孔易碎。在保证施工工序质量的前提下，加快施工进度，缩短工期，同时由于射浆管回收率高，能够有效的降低施工成本。

Claims (5)

1.一种帷幕灌浆射浆管，其特征是：
所述射浆管由以下重量份数的组分通过成型设备挤塑制成；
蓝管粉95份、石蜡3～3.5份、硬质酸钙1.5～2份、耐寒增塑剂脂肪酸酰胺1.5～3份；其中蓝管粉由聚氯乙烯94～96份、硬质酸钡2～3份、低温增韧剂2～3份混合组成。
2.根据权利要求1所述的帷幕灌浆射浆管，其特征是：
所述射浆管长度为3m或5m，内径20mm，壁厚为1.8～2.2mm。
3.根据权利要求1所述的帷幕灌浆射浆管，其特征是：
所述耐寒增塑剂选用已二酸二新脂、壬二酸二辛脂或癸二酸二辛脂。
4.根据权利要求1所述的帷幕灌浆射浆管，其特征是：
所述低温增韧剂选用粉末丁腈橡胶GM-20或塑胶增韧剂SW-501。
5.一种权利要求1至4任一项所述帷幕灌浆射浆管的制备方法，其特征是：
射浆管由权利要求1至4任一项所述重量份数的组分通过成型设备挤塑制成，成型挤塑时将挤塑温度控制在140～150℃，出管口处采用水冷，挤出后定长切管，并在距出管口20cm的位置安装一个长3m的射浆管支架，支架高度与挤塑口齐平，生产出的射浆管均平放在支架上，确保射浆管平直。
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