堤坝管涌抢险高聚物封闭注浆方法技术

本发明专利技术公开了一种堤坝管涌抢险高聚物封闭注浆方法。在堤坝发生管涌险情时，向置于管涌通道口处的土工布袋内注射高聚物材料，材料发生反应后体积迅速膨胀并固化，从而快速封堵管涌通道入口；然后再通过微孔向管涌通道内注射高聚物材料，材料发生反应后体积迅速膨胀并固化，达到封堵管涌通道、加固坝体、提高坝体整体稳定性的目的。本发明专利技术具有加固效果好、施工快捷、利于抢险、针对性强、可控性好、自重轻等特点。本发明专利技术的高聚物封闭注浆技术为堤坝管涌快速抢险提供了一套先进、高效、经济、实用的新方法，对于堤坝除险加固具有重大应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于大坝提防防汛抢险加固技术，尤其涉及提坝管涌抢险高聚物封闭注浆 技术。
技术介绍
近年来，我国水利基础设施建设安全保障受到各级政府的高度重视和全社会的广 泛关注，工程安全形势十分严峻。在已建成的约8. 7万座水库中，40%的小型水库、25%的 大中型水库属于病险水库。1%4年以来我国共发生大小溃坝事故约3500起。另外，全国已 建成提防工程约观万公里，但大量提防存在多种病害。病险水库、病险提防是每年汛期防 洪安全的薄弱环节。管涌是大坝和提防常见的险情之一。管涌是指提坝在渗流作用下，无粘性土中的细小颗粒通过粗大颗粒的孔隙，发生 移动或被水流带出的现象，是渗透侵蚀破坏的形式之一。管涌首先开始于土中性质突变的 局部，如细粒、容重较轻的颗粒和裂缝分布的地方。土体中的颗粒先移动形成空隙，这个空 隙渐渐的扩大，并且向下移动，形成不规则的管状通道。它发生的部位可在渗流逸出处，也 可在土体内部。管涌发生后随着砂粒的不断析出流失，孔洞的直径逐渐增大，它的深度也逐 渐向提坝内部不断延伸增大。一旦与土体内部的已有孔洞连通，则迅速发展为管道内集中 涌水淅土，其严重后果是提坝土体内渗水通道塌陷，造成提防不均勻沉降和整体失稳。传统的提坝管涌主要治理方法有(1)抛填反虑层法该法先对发生管涌的位置抛填软塞和软帘，用以填堵通过管涌通道的水流，然后 利用装满土石的土工袋压住管涌口，最后再沿着坝身抛填一定厚度的粘土，同时在管涌出 口处设置围井导虑，保证管涌出逸口不遭渗流破坏，制止涌水带沙，保证渗透稳定。(2)水泥粘土浆充砂灌浆该法原理为浆液凭借灌浆压力沿空隙、裂缝、洞穴延伸充填，挤压密实，形成凝结 体。当浆液在较大漏水通道中流动时，随着距离的延伸，灌浆压力逐渐减小，受到摩擦阻力 渐增，流动速度减慢，进而浆液沉淀、推移及沉积堵塞，封堵管涌通道。该方法利用水泥粘土 浆液的凝集作用，保证灌入体有与受灌体有相近的弹性模量，达到灌浆堵漏的目的。上述传统方法是目前处治提坝管涌险情的主要方法，在提坝抢险中被广泛采用。 存在的主要缺陷有(1)时效性差。提坝一旦出现管涌现象，就可能发生整体失稳，必须立即抢险。但 是，不管是采用抛填反虑层法还是灌浆法，其实施周期均较长；(2)管涌通道填堵效果差。抛填反虑层法主要用于封堵管涌的两个通道口，但不能 有效填堵管涌通道，这将严重影响提坝的整体性，并且极易导致在该位置处再一次发生管 涌现象。灌浆法在一定程度上能够封堵整个管涌通道，但是当管涌通道内渗水流速大到足 以冲走浆液最大颗粒的情况时，就不会产生颗粒沉淀堵塞作用，即出现了 “灌不住”现象。因此，传统的管涌封堵方法已不能满足提坝抢险的要求，急需发展快速、高效的提 坝管涌快速抢修技术。高聚物注浆技术是20世纪70年代发展起来的地基基础快速加固技术。该技术通 过向地基中注射多组份高聚物材料，利用高聚物材料发生化学反应后体积迅速膨胀并固化 的特性，达到加固地基、填充脱空或提升地板的目的。目前，高聚物注浆技术主要应用于工 业与民用建筑的地基加固和道路维修，国内还未见提坝管涌抢险高聚物注浆技术的相关报道。
技术实现思路
本专利技术针对目前提坝管涌抢险技术存在的不足，开发了大坝提防管涌快速抢险高 聚物封闭注浆方法，目的在于为提坝抢险和加固提供先进、高效、经济、实用的新技术。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种提坝管涌抢险高聚物封闭注浆方法，在提坝发生管涌险情时，向置于管涌通 道口处的土工布袋内注射高聚物材料，材料发生反应后体积迅速膨胀并固化，从而快速封 堵管涌通道入口 ；然后再通过微孔向管涌通道内注射高聚物材料，高聚物材料发生反应后 体积迅速膨胀并固化，达到封堵管涌通道，加固坝体、提高坝体整体稳定性的目的。具体实施步骤为(1)用环箍将土工布袋开口端固定在空心钢管一端；(2)用胶带或细绳将土工布袋捆扎成条状；(3)持空心钢管另一端，将捆扎成条状的土工布袋放入管涌通道入口内；(4)在提坝顶部通过空心钢管往土工布袋内注射高聚物材料，高聚物材料在土工 布袋内迅速膨胀并固化，从而快速封堵管涌通道入口 ；(5)在提坝顶部钻微孔，微孔的深度到达管涌通道处，通过微孔向管涌通道及其附 近区域内注射高聚物材料，高聚物材料在管涌通道内迅速膨胀并固化，即可快速封堵管涌 通道。土工布袋的直径和长度可以根据工程需要设计生产成多种规格；空心钢管直径 20mm,长度根据工程需要而定，采用玛钢管件快速连接；根据钢管和土工布袋的直径，可选 用不同规格的环箍。与传统的提坝管涌封堵方法相比，本专利技术具有以下优点(1)加固效果好。注射的高聚物材料防水性能优良，耐久性好，并具有较好的韧性， 能够与土体密切结合。(2)施工快捷，利于抢险。材料注射后几秒内即发生化学反应，体积迅速膨胀并固 化，15分钟内可形成90%以上的强度。(3)针对性强，可控性好。本专利技术专利利用高聚物材料发生化学反应后体积迅速膨 胀并固化的特性，达到自行填充空隙、加固松散土体或软弱土体的目的，而且材料固化后其 密度或强度可根据工程需要灵活调控。(4)自重轻。高聚物材料发生化学反应后体积迅速膨胀，形成泡沫状弹性材料，其 自重不到同体积水泥浆的10%，因而不会像水泥压浆那样给提坝地基增加大量荷载。综上所述，本专利技术开发的高聚物封闭注浆技术为提坝管涌快速抢险提供了一套独特的新方法，对于提坝除险加固具有重大应用价值。 附图说明图1 土工布袋固定于空心钢管一端示意图；图2 土工布袋捆扎成条状示意图；图3将捆扎好的土工布袋放入管涌入口内示意图；图4高聚物封闭注浆封堵管涌通道入口施工示意图；图5高聚物封闭注浆填充渗漏通道施工示意图。具体实施例方式实施例本专利技术的提坝管涌抢险高聚物封闭注浆方法包括以下内容在提坝发生管涌险情时，向置于管涌通道口处的土工布袋内注射高聚物材料，材 料发生反应后体积迅速膨胀并固化，从而快速封堵管涌通道入口 ；然后再通过微孔向管涌 通道内注射高聚物材料，高聚物材料发生反应后体积迅速膨胀并固化，即可封堵管涌通道、 加固坝体、提高坝体整体稳定性。具体实施步骤为(1)用环箍2将土工布袋3开口端固定在空心钢管1 一端，如图1所示。(2)用胶带或细绳将土工布袋3捆扎成条状，如图2所示。(3)持空心钢管1另一端，将捆扎成条状的土工布袋3放入管涌通道5入口内，如 图3所示。(4)在提坝4顶部通过空心钢管1往土工布袋3内注射高聚物材料，高聚物材料在 土工布袋3内迅速膨胀并固化，从而快速封堵管涌通道5入口，如图4所示。(5)在提坝4顶部钻微孔6，微孔6的深度到达管涌通道5处，通过微孔6向管涌 通道及其附近区域内注射高聚物材料，高聚物材料在管涌通道5内迅速膨胀并固化，即可 快速封堵管涌通道5，如图5所示。上述土工布袋3的直径和长度可以根据工程需要设计生产成多种规格；空心钢管 1的长度根据工程需要而定；可根据空心钢管1和土工布袋3的直径，选用不同规格的环箍 2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堤坝管涌抢险高聚物封闭注浆方法，其特征在于：在堤坝发生管涌险情时，向置于管涌通道口处的土工布袋内注射高聚物材料，材料发生反应后体积迅速膨胀并固化，从而快速封堵管涌通道入口；然后再通过微孔向管涌通道内注射高聚物材料，高聚物材料发生反应后体积迅速膨胀并固化，达到封堵管涌通道、加固坝体、提高坝体整体稳定性的目的；具体实施步骤为：（１）用环箍将土工布袋开口端固定在空心钢管一端；（２）用胶带或细绳将土工布袋捆扎成条状；（３）持空心钢管另一端，将捆扎成条状的土工布袋放入管涌通道入口内；（４）在堤坝顶部通过空心钢管往土工布袋内注射高聚物材料，高聚物材料在土工布袋内迅速膨胀并固化，从而快速封堵管涌通道入口；（５）在堤坝顶部钻微孔，微孔的深度到达管涌通道处，通过微孔向管涌通道及其附近区域内注射高聚物材料，高聚物材料在管涌通道内迅速膨胀并固化，即可快速封堵管涌通道。

【技术特征摘要】
1. 一种提坝管涌抢险高聚物封闭注浆方法，其特征在于在提坝发生管涌险情时，向 置于管涌通道口处的土工布袋内注射高聚物材料，材料发生反应后体积迅速膨胀并固化， 从而快速封堵管涌通道入口 ；然后再通过微孔向管涌通道内注射高聚物材料，高聚物材料 发生反应后体积迅速膨胀并固化，达到封堵管涌通道、加固坝体、提高坝体整体稳定性的目 的；具体实施步骤为(1)用环箍将土工布袋开口端固定在空心钢管一端；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王复明，王建武，石明生，蔡迎春，李强，王小亮，
申请(专利权)人：郑州优特基础工程维修有限公司，
类型：发明
国别省市：41