化学灌浆与化灌分会

化学灌浆技术是现代工程颇具特色且不可或缺的一项加固基础，防水堵漏， 修复混凝土缺陷的先进技术， 至少己有80年以上的发展史。20世纪中叶是化学灌浆发展的黄金时期， 我国的化学灌浆事业从那时起步得到了快速发展， 并在经济建设上发揮出良好的作用。与此同时，我国的化学灌浆学术组织诞生，积极开展学术交流和技术推广活动，对推动我国化学灌浆事业的健康发展起到了良好的促进作用。

化学灌浆

一、什么是化学灌浆

化学灌浆（Chemical Grouting）是将一定的化学材料（无机或有机材料）配制成真溶液，用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其渗透、扩散、胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项加固基础，防水堵漏和混凝土缺陷补强技术。 即化学灌浆是化学与工程相结合， 应用化学科学、化学浆材和工程技术进行基础和混凝土缺陷处理（加固补强、防渗止水），保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项技术。

二、化学灌浆的特色与优越性

由于化学灌浆的浆液是真溶液，比起目前市场用量最大而属悬浊液的水泥灌浆的浆液，更易渗透到细微岩土或混凝土裂隙之中，故化学灌浆比水泥灌浆应用范围要宽，能解决的工程问题要广，具有特色和优越性。另外，化学灌浆无需破坏原基础结构，可实行原位修复加固，这比现代高喷灌浆需破坏原地基结构的重组置换式灌浆代价要低，从而也显其特色和优越性。正因为化学灌浆可做水泥或高喷灌浆以及采用通常防水材料不能做到和做不好的事，故化学灌浆成了现代工程颇具特色，且不可或缺的一项防水和地基处理的先进技术。

三、化学灌浆主要用途

化学灌浆技术特别适用于工程建设中的基础加固、堵漏止水、帷幕防渗和裂缝修补四个方面。

四、化学灌浆主要应用领域

化学灌浆的应用领域主要在水电、建筑、采矿和交通四个行业，他们年用浆量都比较多。

如上海地铁4号线塌方冒水事故仅止水一项用聚氨酯浆材就达102吨；三峡工程近几年防渗堵漏和基础加固应用各种化学灌浆材料570多吨；广东一家化灌企业，去年仅在桂、粤、湘公路修复工程的路基加固防渗中就用了水玻璃浆材2000吨以上，由此可见一斑。

五、化学灌浆具体应用的领域

1、大坝、水库、涵闸等基础防渗帷幕和地基或地基断层破碎带泥化夹层加固；

2、大堤、渠道、渡槽等的防渗堵漏及加固；

3、核电站等的地基加固和封闭止水防渗；

4、地上混凝土建筑物、构筑物（如混凝土坝、城市大厦、工厂、油、气和粮库等）的地基加固和裂缝补强加固；

5、  下建筑物（如地铁、人防、隧道等 ）的防渗、堵漏止水、地基加固和裂缝的补强加固；

6、  山、工厂有毒废渣、废水和城市垃圾场等截渗工程的防渗帷幕；

a)         矿井建设中的涌水堵漏、流沙治理及对软弱地层加固、稳定的预灌浆；

b)        石油钻井开采中的堵漏止水、钻孔护壁加固和驱油；

c)         桥基加固及桥体裂缝补强；

d)        机场跑道和停机坪、公路和铁路特殊路段的软弱地层加固、防渗和混凝土裂缝补强加固；

e)         江河海港港工建筑物 （如码头、船闸、防波堤等）的基础防渗和加固；

f)      文物和古建筑物的裂缝修补和保护等。

六、化灌浆材的一般要求

     化学灌浆材料品种较多，性能各异。理想的化学灌浆材料其一般性能应符合下列要求:

1、  液稳定性好，在常温 常压下存放一定时间其基本性质不变；

2、  液是真溶液，粘度小，流动性、可灌性好；

3、  液的凝胶或固化时间可在一定范围内按需要进行调节和控制，凝胶过程可瞬间完成；

4、  凝胶体或固结体的耐久性好，不受气温、湿度变化和酸、碱或某些微生物侵蚀的影响；

5、  浆液在凝胶或固化时收缩率小或不收缩；

6、  凝胶体或固结体有良好的抗渗性能；

7、  固结体的抗压、抗拉强度高，不会龟裂，特别是与被灌体有较好的粘接强度；

8、  浆液对灌浆设备、管路无腐蚀，易于清洗；

9、  浆液无毒、无臭，不易燃、易爆，对环境不造成污染，对人体无害；

10、       浆液配制方便，灌浆工艺操作简便；

11、       浆材货源广，价格低，贮运方便。

目前已有市售或己用的各种化学灌浆材料，一般仅能部分地符合上述各项要求。迄今为至还没有一种浆材能完全满足上述各项要求。

七、我国常用浆材及分类

   目前最常用的化学灌浆材料可分为两大类，六个系列，上百个品牌:一是防渗止水类，有水玻璃、丙烯酸盐、水溶性聚氨酯、弹性聚氨酯和木质素浆等；二是加固补强类，有环氧树脂、甲基丙烯酸甲脂、非水溶性聚氨酯浆等，见下页表1。 近年来应用最多的是水玻璃、聚氨酯和环氧树脂浆材。

八、我国50年化学灌浆的主要成绩

50年来，我国在化学灌浆技术这个小领域取得的成绩，主要表现在以下方面：

    1、化学灌浆从无到有，从小到大发展起来，已成为我国现代工程技术不可或缺的一个组成部分。

    2、国外有的常用化学灌浆浆材品种，我国基本上都已开发出来（如环氧、甲凝、丙凝、丙烯酸盐、酸性和碱性水玻璃、水溶性、非水溶性和弹性聚氨酯、脲醛树脂、铬木素等）。

3、化学灌浆浆材品种开发中还有一些独创。如甲凝、弹性聚氨酯，甲氰凝和环氧—聚氨酯，丙烯酸酯—聚氨酯等互穿网络灌浆材料。

4、化学灌浆设备的研制开发已基本能适应和满足国内化灌工程的要求。如化学灌浆泵、灌浆阻塞器、密闭配输浆装置和各种封缝材料等。

5、化学灌浆技术已在国内水电（大坝、堤防、水库、电站）、建筑（地上、地下、人防）、交通（公路、铁路、隧道、桥梁、港口、机场）和采矿等四大部门得到推广应用。

    6、化学灌浆技术应用已解决了许多工程难题，取得良好的效益。以水利为例，如三峡、葛洲坝、龙羊峡、丹江口、陈村、凤滩、万安等水利枢纽都是采用化学灌浆技术解决一些工程技术难题的典型例子。

    7、化学灌浆已从工程完建后的应用，发展到工程兴建前设计中就采用。如三峡化灌帷幕预计15000米，化灌加固地基预计3000米。

表1  我国常用的六种化学灌浆浆材系列表

                                                碱性水玻璃

                        水玻璃系列

                                                酸性水玻璃

                                                AC-MS

                        丙烯酸盐系列

                                                丙烯酸盐混合液

            防                                  铬渣木质

            渗          木质素系列

    化      止                                  木胺

            水                                                       氰凝

    学                                          油溶性聚氨酯         固结新

                                                                     弹性聚氨酯

    灌                  聚氨酯系列                                   LW

                                                水溶性聚氨酯

    浆                                                               HW

                                                非活性稀释剂-环氧

    材                                          活性稀释剂--- 环氧

                        环氧树脂系列                                 中化-798

料      基混                                                   

岩凝                                呋喃-环氧

加土                                                     CW

            固补                               MMA-BMA

            及强      甲基丙烯酸甲酯系列       MMA-VA

                                               MMA-AA

8、化学灌浆技术在一些方面已具国际先进水平，如青海龙羊峡大坝采用中化798环氧浆

材处理G4伟晶岩劈裂带和三峡大坝采用CW环氧浆材处理F1096软弱夹层及断层破碎带的水泥—化学复合灌浆技术均堪称国际上处理低渗透性软弱岩土地层的先进技术。

9、化学灌浆理论上也有一些突破和创新。如浆液扩散半径的计算理论、浆液湿面粘接理论、减低浆液毒性的拮抗理论、浆液吸渗理论等。

10、化学灌浆技术出版物取得收获。自上世纪八十年代以来己出版专著十余部。包括水利学报、水利水电技术、岩土工程学报、岩石力学与工程学报、长江科学院院报在内的全国132家科技期刊都选登化学灌浆的研究论文。近5年选登的论文就有300余篇。

九、三峡工程的化学灌浆成果

化学灌浆技术在举世瞩目的三峡工程中得到推广应用并获多项成果，其中重大成果如下:

1、 应用国内研制的无毒丙烯酸盐浆材，替代有毒并有致癌可疑的丙凝浆材，首次建造大坝化学防渗帷幕；

2、选用CW环氧浆材和水泥—化学复合灌浆技术，加固软弱泥化断层破碎带；

3、采用包括化学浆材在内的五层防渗止水措施，处理好泄水闸迎水面多条混凝土活缝。

十、我国化学灌浆简史

我国的化学灌浆技术应用与研究起步较晚，但发展较快并有自已的独创。如果以1953年在佳木斯等地采用水玻璃化学灌浆算起，也才只有50多年的历史（见下页表2）。 1959年，国家准备推动三峡水利枢纽工程上马。根据该工程花岗岩基础断层破碎带的处理需要，

表2  我国五十年化学灌浆浆材的研发简表

使用或研发年代           浆    材    品    种

1953年               水 玻 璃

1960年               甲    凝

60年代               环    氧、脲醛树脂

1964年               络 木 素

1964年               丙    凝

1973年               氰    凝

1974年               水溶性聚氨酯（HW）

70年代               水溶性聚氨酯（LW）、弹性聚氨酯

80年代               丙烯酸盐、酸性水玻璃、高渗透性环氧（中化798）

90年代末             CW系列环氧等一系列改性浆材

国家立项进行化学灌浆技术和浆材开发研究。参加的单位有长江水利委员会、中国科学院北京化学研究所、广州化学研究所等单位。最初研究的是环氧树脂浆材和甲基丙烯酸甲脂浆材（甲凝，我国独创之一）。六十年代初，根据丹江口水利枢纽工程和其它工程防渗堵漏的需要，中国科学院广州化学研究所又研制出丙烯酰胺浆材（丙凝）。与此同时，地矿等部门还开发出脲醛树脂和络木素浆材。1968年广州化学研究所研究出采用糠醛-丙酮活性稀释剂的环氧树酯化学灌浆材料，其初始粘度仅6mPa。s。1973年天津大学等五个单位研制出聚氨酯堵水化灌浆材（氰凝）。1974年华东水电勘察设计院科学研究所研制出水溶性聚氨脂化灌浆材。1979年长江科学院、广州化学研究所等单位为葛洲坝水利枢纽工程的薄层封闭式护坦止水，研制出弹性聚氨酯化灌浆材（我国独创之一）。 八十年代初，福岗事件丙凝禁用后， 长江科学院和中国水电科学院等单位又研制出丙烯酸盐浆材，其性能与丙凝相当，但为实际无毒型。与此同时，北京工程兵等单位的酸性水玻璃问世。稍后，大批改性环氧灌浆材料相继研制出来，如中国水电科学院的SK-E、中国水利水电基础工程局科研所的JX和广州化学研究所研制的高渗透性中化-798环氧浆材。九十年代，南京水利科学研究院研制出MU丙烯酸酯—聚氨酯无溶剂灌浆材料，中国水电科学院研制出PU/EP—IPN聚氨酯—环氧树脂水下灌浆材料；长江科学院研制出高亲润、高渗透性CW环氧浆材，并在三峡工程处理断层破碎带和泥化夹层中获得成功。到二十世纪末，我国在化学灌浆材料的研制、开发上己赶上了各国发展的步伐，国外主要的化学浆材品种我国都已研制出来，同时也有我国自行研制的新品种。在化学灌浆技术的工程应用上我们有大量的成功实例，如大型水电站建设中丹江口的丙凝灌浆、青铜峡的甲凝灌浆、葛洲坝的弹性聚氨酯灌浆、龙羊峡的中化-798环氧灌浆、万安的丙烯酸盐灌浆和三峡的CW环氧灌浆等，他们在世界化学灌浆领域中，无论就规模还是技术水平都堪称一流。在化学灌浆设备、仪器的研制和开发上也有不少成果，以化学灌浆泵为例，六十年代使用的是手摇泵，继后研制出气压泵、齿轮泵、隔膜泵和比例泵，七十年代研制出自动调速稳压化学灌浆泵，发展到九十年化则研制出自动调速稳压变量化学灌浆泵等，但在各类化灌设备仪器系列化、成套化、环保化和己有产品质量上与国外还有一定差距。在灌浆工艺上我国有许多创新，如复合灌浆工艺、 以浆顶水排气工艺等，不少新工艺还需总结、提高和完善。在化学灌浆理论上我国也有一些建树，如浆液扩散半径理论、浆液在潮湿面或水下粘接理论、浆液吸渗理论、浆液组分拮抗理论等，但必竟还是不多。

十一、化学灌浆技术近期的发展方向

我国化学灌浆技术近期应在前50年的基础上，更具活力的继续向前发展，而无公害、耐久性好、适应工程各种苛刻要求且价格低廉的化学灌浆浆材的开发、应用和推广；化学灌浆技术的研究、改进和提高；化学灌浆设备、仪器生产的定型化、系列化、成套化、标准化和环保化及产品质量的持续改进和提高； 化学灌浆规程、规范和标准的制订；化学灌浆理论的不断创新； 化学灌浆环保意识的提高以及化学灌浆产业的现代化等应是其近期的发展方向。

十二、我国化学灌浆的三位老前辈

刘嘉材  博士/教授级高级工程师，中国水利水电科学研究院

叶作舟   研究员，中国科学院广州化学研究所 （己去世）

杜嘉鸿   教授，东北大学

十三、我国化学灌浆的著作

第一部    

冯善彪、谭日升、毛善庆等     化学灌浆技术[M]      北京:水利出版社      1980

最近三部

邝健政、昝月稳、王杰等    岩土注浆理論与工程实例[M]   北京:科学出版社  2001熊厚金、林天健、李宁      岩土工程化学 [M]            北京:科学出版社   2001

熊进、祝红、董建军        三峡工程灌浆技术与研究[M]中国水利电力出版社  2003

十四、刊登化灌论文的主要杂志

国内刊登化灌论文有132家杂志，近5年来刊登化学灌浆论文数量前12位的科技期刊是:

长江科学院院报；湖南大学学报；广州化学；地基基础工程；水利水电技术；建筑技术；岩土工程学报；青海水力发电；中国建筑防水；土工基础；路基工程；混凝土。

化灌分会

一、中国水利学会化学灌浆分会

中国水利学会化学灌浆分会现为中国水利学会地基与基础工程专业委员会下属成员之一，成立于1982年，当时叫化学灌浆学组，属施工专业委员会名下，挂靠中国水利水电科学院。1990年改名为化学灌浆专门委员会，改属岩土专业委员会名下。2000年改名为化学灌浆分会，才属地基与基础工程专业委员会名下，并挂靠长江科学院。从事化学灌浆科研和工程技术人员有组织的学术活动还可上溯到1968年。在37年中己举行过17次全国性学术交流活动，出了8部论文集，这些学术活动对推动我国化学灌浆材料的研究应用和化学灌浆技术的发展是很有益的。

二、化学灌浆分会历届主任

第一届    （82~90）   刘嘉材   博士/教授级高级工程师，中国水利水电科学研究院

第二、三届（90~00）   肖田元   教授级高级工程师/访问学者，中国水利水电科学研究院

第四、五届（00~  ）   蒋硕忠   教授级高级工程师， 长江水利委员会长江科学院

三、化学灌浆分会第五届（本届）主任、副主任、秘书长

主  任委员     蒋硕忠（教授级高工，长江科学院）

副主任委员     郑亚平（高级工程师，中国水利水电科学院）

张良秀（教授级高工，中国水利水电基础公司科研所）

张  捷（高级工程师，浙江华东特种材料工程有限公司总工）

邱  敏（工程师，武警水电二总队处长）

饶  明（高级工程师，湖南省水电勘测设计院科研所）

屈高健（高级工程师，中国水利水电第三工程局施工研究所）

邝健政（研究员/董事长，中科院广州化灌工程总公司）

邓敬森（高级工程师/董事长，广东灌浆岛路桥新技术发展有限公司）。

秘书长          汪在芹（教授级高工/博士/处长，长江科学院）。

四、化学灌浆分会顾问（仅列出其中11位经常出席分会活动者）

冯善彪（教授级高工，上海水电勘测设计院）

谭日升（教授级高工，长江科学院）

肖田元（教授级高工/访问学者，中国水利水电科学院）

杜嘉鸿（教授，东北大学）

张声华（教授级高工，原浙江省水利水电科学研究院）

包银鸿（教授级高工/访问学者，华东电力勘测设计院科研所）

曹光钊（教授级高工，中国水利水电第三工程局施工研究所）

熊厚金（研究员，中国科学院广州化学所）

薛绍祖（高级工程师，上海市地铁咨询监理科技有限公司）

李汉阳（高级工程师，湖南省水电勘测设计院科研所）

梅锦煜（教授级高工/少将，武警水电总指挥）

五、化学灌浆分会的挂靠单位

长江水利委员会长江科学院

六、化学灌浆分会的支撑单位

中国水利水电科学院

中国水利水电基础公司

华东水电勘测设计院科研所/浙江华东特种材料工程有限公司

武警水电二总队

湖南省水电勘测设计院科研所

中国水利水电第三工程局施工研究所

中国科学院广州化学研究所/广州化学灌浆工程总公司

广东灌浆岛路桥新技术发展有限公司

七、化学灌浆分会的电子网站

   hppt://www。ccgst。org//

八、历年来的学术交流活动

1、第一次全国化学灌浆会议，1968年5月，浙江省富春江水利工地

2、第二次全国化学灌浆会议，1975年9月，安徽省芜湖市

3、聚氨酯化学灌浆讨论会（一） ，1977年，湖南省凤滩水电站

4、聚氨酯化学灌浆讨论会（二），1978年1月，湖南省凤滩水电站

5、甲凝、环氧化学灌浆专题研讨会，1978年4月湖北省武汉市

6、第三次全国化学灌浆会议，1980年5月，湖南省长沙市

7、北京化学灌浆技术美国专家讲座研讨班，1980年8月，北京市

8、聚氨酯化学灌浆专题讨论会，1983年10月，湖北省宜昌市

9、第四次全国化学灌浆会议，1986年10月，天津市武清县

10 、第五次全国化学灌浆会议，1990年11月，浙江省宁波市

11、广州化学灌浆会议，1991年12月，广东省广州市

12、第六次全国化学灌浆会议，1994年10月，江西省南昌市

13、第七次全国化学灌浆会议，1997年9月，陕西省西安市

14、防渗堵漏补强加固材料技术研讨会，1998年10月，浙江省杭州市

15、第八次全国化学灌浆会议，2000年12月，湖北省宜昌市三峡

16、第九次全国化学灌浆会议，2002年12月， 广东省广州市

17、第十次全国化学灌浆会议，2004年10月，湖南省张家界市

18、首届中国化学灌浆论坛，2005年10月，广东省阳江市

九、化学灌浆分会近五年组织的重要论文

1、化灌与三峡  三峡工程化学灌浆及浅析       长江科学院院报  第六期  2000

2、化灌与环保  化学灌浆与环境保护           长江科学院院报  第六期  2000

3、化灌与科研   灌浆材料与灌浆工艺研究      水利水电技术    第九期   2001

4、化灌与修缝  三峡工程泄流坝段上游面混凝土竖向裂缝的修补处理

   广州化学        Vol。27。 2002

5、化灌与展望   我国化学灌浆技术发展与展望   长江科学院院报  第五期  2003

6、化灌与分会  我国化学灌浆学会组织及历年学术活动  湖南大学学报  第四期  2004         

7、化灌与防水  防水建筑材料的重要成员--化学灌浆材料 中国建筑防水  第六期  2005

8、化灌与市场  我国化学灌浆市场和化学灌浆近期努力的方向

    首届我国化学灌浆论坛论文集    2005

十、分会中从事化灌的主要企业（经常出席分会活动者，且为不完全统计）

长江工程技术公司（长江科学院）

中国水利水电基础公司

浙江华东特种材料工程有限公司（华东水电勘测设计院科研所）

中科院广州化灌工程总公司（中国科学院广州化学研究所）

广东灌浆岛路桥新技术发展有限公司

武警水电二总队

葛洲坝集团公司

武汉昌辉科技开发公司

武汉作舟固结补强工程有限公司

上海隧道地基注浆工程有限公司

比利时特护化工

广州市泰利斯固结补强工程有限公司

北京安能基础工程有限公司

十一、生产化学灌浆浆材的主要厂家（经常出席分会活动者，且为不完全统计）

长江工程技术公司

中国水利水电基础公司

天大天海科技发展有限公司

上海市隧道工程公司防水材料厂

上海上禹建筑防水材料有限公司

比利时特护化工

中科院广州化学灌浆总公司

广东省灌浆岛路桥新技术发展有限公司

广州市泰利斯固结补强工程有限公司

浙江华东特种材料工程公司

无锡市宾王化工厂

无锡市聚氨酯灌浆材料厂

江苏淮安利邦化工有限公司

武汉昌辉科技开发公司

十二、生产化学灌浆专用设备的厂家

武汉昌辉科技开发公司

                                       中国水利学会化学灌浆分会编