對(duì)于夾有較弱松散角礫巖，糜棱巖，斷層泥，斷層蝕變巖的斷層，采用常規(guī)的沖洗和高壓灌注水泥漿等方法是難以達(dá)到加固所要達(dá)到的效果，高壓沖洗置換斷層夾帶物然后灌注普通水泥漿或超細(xì)水泥漿是一種有效的方法，但加固范圍受到限制，高壓磨細(xì)水泥漿雖然可提高可灌性，但畢竟還是粒狀材料，對(duì)于滲透系數(shù)10-6～10-8cm/s的土層是很難有效滲入的，滲透擴(kuò)散半徑也是有限的。而采用環(huán)氧系列的化學(xué)漿液屬于均相液體 ，粘度只有幾個(gè)厘泊，已接近水的粘度，在壓力下滲入泥化夾層是可能的。環(huán)氧系列的化學(xué)漿液粘度低、親水性好，有足夠高的固結(jié)強(qiáng)度，能夠達(dá)到地基加固的目的，并具有好的耐久性。 


       我院從70年代中期開始進(jìn)行斷層破碎帶和泥化夾層的處理研究，對(duì)環(huán)氧樹脂漿材進(jìn)行了較深入的研究，開發(fā)出以環(huán)氧樹脂為主劑的SK-E系列漿材, 先后在龍羊、大化、萬(wàn)家寨等巖基加固工程中進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。SK-E環(huán)氧樹脂漿材是以環(huán)氧樹脂為主劑，加入糠醛、丙酮稀釋劑，配以改性固化劑及助劑等。我們現(xiàn)在使用的SK-E系列漿材具有固結(jié)強(qiáng)度高，粘度低、滲透性能好的特點(diǎn)，并具有良好的親水性，對(duì)含水裂隙具有很好的粘結(jié)性能，漿材具有低毒和低刺激性，固結(jié)后沒有毒性。其主要性能指標(biāo)如下：
       表—１             漿材性能 
配方編號(hào) Ⅰ    Ⅱ(30%)     Ⅲ
漿液比重（g/cm3）    1.036          1.051          1.069
漿液粘度（mＰa·S）        6       19     38
漿液接觸角（。）       22     35     43
漿液表面張力（N/cm）      3.8×10-4  4.0×10-4  4.3×10-4
凝膠體屈服抗壓強(qiáng)度(Mpa)         30.0  37.5  75.0
凝膠體彈性模量(Mpa)        1400 1450 3500
凝膠體抗拉強(qiáng)度(Mpa)        8.65  8.25  9.69
潮濕面粘結(jié)抗拉強(qiáng)度(Mpa)         ≥1.4          ≥1.4          ≥1.4
潮濕面劈裂抗拉強(qiáng)度(Mpa)         1.93  1.53  ---
SK-E漿材應(yīng)用在浙江亭下水庫(kù)混凝土裂縫修補(bǔ)、河北大黑汀水庫(kù)裂縫及閘墩修補(bǔ)、湖南東江水電站裂縫修補(bǔ)、山西韓城發(fā)電廠廠房裂縫修補(bǔ)、山西中條山十八里河尾礦庫(kù)泄洪洞裂縫修補(bǔ)、北京密云水庫(kù)電廠裂縫修補(bǔ)、落坡嶺水庫(kù)裂縫修補(bǔ)、十三陵抽水蓄能電站1#、2# 尾水洞及上庫(kù)裂縫修補(bǔ)、天花板二級(jí)電站蝸殼裂縫修補(bǔ)、引灤入津9#洞裂縫修補(bǔ)、新疆紅雁池電廠回水管裂縫修補(bǔ)、官?gòu)d水庫(kù)缺陷混凝土修補(bǔ)、內(nèi)蒙響水電站裂縫修補(bǔ)，大化水電站基礎(chǔ)處理等工程。
   ＳＫ-E漿材所采用的固化劑為改性低分子聚酰胺加促進(jìn)劑等助劑，其特點(diǎn)是親水性好，毒性低，使用中固化劑揮發(fā)性小，具增韌效果。
   毒性比較：我國(guó)水電工程中應(yīng)用的環(huán)氧樹脂，其毒性主要來源于固化劑和溶劑，如過去常用乙二胺、脂肪族多胺等作固化劑，丙酮、糠醛等作稀釋劑。毒性一般表現(xiàn)為未固化物殘留毒性和使用中產(chǎn)生揮發(fā)性氣體的毒性、使用過程中接觸有毒物導(dǎo)致中毒等。毒性大小一般用受試動(dòng)物中毒死亡一半所需的劑量LD50來表示，LD50數(shù)值越大，毒性越小。
SK-E漿材的毒性：LD50＝3400mg/kg. 按毒物分級(jí)為低毒化合物。
     固化劑毒性：LD50=5000mg/kg.按毒物分級(jí)為低毒材料。
     促進(jìn)劑毒性：LD50=2005±248mg/kg.按毒物分級(jí)為低毒材料。
     溶劑：丙酮毒性：LD50=5000mg/kg,屬于低毒材料，揮發(fā)性較大。
           糠醛毒性：LD50=50～100mg/kg,屬于Ⅱ級(jí)毒品，揮發(fā)性較小，工作場(chǎng)所最高允須濃度為20mg/kg,長(zhǎng)期接觸糠醛的工人有時(shí)可出現(xiàn)濕疹和皮炎以及慢性鼻炎。伴有嗅覺減退。
其它組分及其它固化劑的毒性分列如下：
    6101環(huán)氧樹脂：LD50=11400 mg/kg.
    二乙烯三胺：LD50=2330 mg/kg.其毒性大于SK-E所采用的固化劑。
    乙二胺（脫水）：LD50=1161 mg/kg,毒性大，氣味濃，現(xiàn)已很少用于灌漿工程.
    影響固結(jié)效果的因素主要有：漿液粘度和親水性�，F(xiàn)在環(huán)氧漿材漿液的粘度已能達(dá)到幾個(gè)厘泊，接近水的粘度，可灌性不是問題；由于環(huán)氧漿液均含有水溶性的丙酮，親水性好，能夠在潮濕和有水的情況下固化，SK-E漿材所采用的固化劑所采用的是改性聚酰胺，通過化學(xué)反應(yīng)，在聚酰胺中加入親水性好的羥基，具有水下固化的的特點(diǎn)，改善了有水情況的固化性能。
    環(huán)氧漿液具有很好的可灌性，親水性及很好的固結(jié)強(qiáng)度，已多次應(yīng)用于巖基加固，裂縫堵水及加固，并具有很好的耐久性能，是一種很好的灌漿加固材料。


    但是，環(huán)氧漿材應(yīng)用于具體工程并非100%的成功，具體表現(xiàn)在取樣成功率低，固結(jié)強(qiáng)度低等，遠(yuǎn)未達(dá)到室內(nèi)試驗(yàn)所取得的效果，原因是沒有成熟的施工工藝，沒有具體的施工規(guī)范，所以，具體的施工工藝直接影響了灌漿效果。資料表明[1]，環(huán)氧漿液，灌有水縫的粘結(jié)強(qiáng)度，比灌干縫降低50%。親水性的化學(xué)灌漿材料與水時(shí)，由于滲透壓力的作用，水在漿液中擴(kuò)散，對(duì)漿液材料進(jìn)行稀釋，漿液聚合速度減慢，聚合后高聚物強(qiáng)度降低，水過多時(shí)，甚至不能形成凝膠。
    我們認(rèn)為影響灌漿成功與否的因素很多，主要問題是要解決地下水對(duì)環(huán)氧固結(jié)的影響�；鶐r表面的自由水和毛細(xì)水能在壓力下排出，附著水和結(jié)合水則不易被一般的漿液排出，它將對(duì)親水性的漿液起稀釋作用，影響固結(jié)強(qiáng)度，所以，在滿足基巖可灌性的前提下，應(yīng)適當(dāng)提高漿液濃度，為更好的排出水份，順序控制灌漿比隔孔分序控制灌漿效果要好。再則，在有水的基巖，漿液的固化時(shí)間應(yīng)盡量縮短。
    環(huán)氧漿液在有水的情況下能夠固結(jié)，但水的多少直接影響固結(jié)性能，所以灌漿時(shí)應(yīng)盡可能的排除地下水份，常用方法有：用丙酮頂水，預(yù)壓稀漿，預(yù)壓處理劑，加熱烘烤等。實(shí)踐證明采用這些方法均能提高灌漿效果，但是增加了施工成本和時(shí)間，這種方法的處理范圍也有限，靠近灌漿孔的部位效果較好，而離灌漿孔遠(yuǎn)的地方則是水和很稀的漿液的混合物，固結(jié)強(qiáng)度就很差。
    固化時(shí)間的控制：環(huán)氧灌漿屬壓力慢滲灌漿，時(shí)間長(zhǎng)，以往控制固化時(shí)間均采用和灌漿時(shí)間相當(dāng)?shù)墓袒瘯r(shí)間，而我們認(rèn)為，地下巖基的情況和室內(nèi)試驗(yàn)的固結(jié)情況相差很大，地下有水，溫度低，固化劑加量應(yīng)大于室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果。再者，環(huán)氧凝結(jié)時(shí)間雖沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)參考，但目前所采用的方法均不是漿液完全固結(jié)所采用的時(shí)間，即使灌漿歷時(shí)已達(dá)到漿液凝膠時(shí)間，在壓力下仍能流動(dòng)。反之，若漿液凝膠時(shí)間控制太長(zhǎng)，地下水會(huì)溶蝕漿液組分，影響固結(jié)性能，同時(shí)導(dǎo)致環(huán)境污染加大，若凝膠時(shí)間過長(zhǎng)，將導(dǎo)致固結(jié)物強(qiáng)度低甚至無(wú)強(qiáng)度，而最終形成的是類似溶脹的膠體，而不是固結(jié)物。
    分序灌漿施工：傳統(tǒng)的水泥灌漿施工均采用分序施工法，但是水泥固結(jié)的機(jī)理和化學(xué)漿固結(jié)的機(jī)理存在本質(zhì)的區(qū)別，水泥固結(jié)多數(shù)由于壓力下水泥漿液中水泥顆粒阻塞通道，漿液析水而固結(jié)，灌漿后地層仍存在滲水性，所以，經(jīng)過水泥灌漿一序孔施工后，二序、三序孔仍能擠出地層水份，達(dá)到水泥漿液固結(jié)的目的。而化學(xué)灌漿施工中，多數(shù)沿用水泥灌漿方法，也采用分序施工法，一序施工完后，二序、三序孔勢(shì)必遭遇以下情況：一序孔完全固結(jié)，則二序孔、三序孔孔中積水和裂隙水無(wú)排出通道，漿液無(wú)法注入，或是只有少數(shù)通道，漿液順此通道而出，達(dá)不到完全加固的效果；若是一序孔還沒有完全固結(jié).，二序、三序施工時(shí)則有可能擠壓劈裂一序孔尚未完全固結(jié)的漿液，而首先被擠進(jìn)的則是地下水和灌漿孔中的積水，其結(jié)果勢(shì)必導(dǎo)致灌漿效果降低，最終結(jié)果將是夾雜水份的漿液固結(jié)，其粘結(jié)強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度將大大降低，甚至成為無(wú)強(qiáng)度的膠體。
    綜上所述，產(chǎn)生最佳加固效果的施工工藝的核心應(yīng)是灌漿孔和地下水的處理。失敗的工程實(shí)例：


    某大壩基礎(chǔ)剪切帶環(huán)氧樹脂灌漿加固，施工時(shí)間為冬季，現(xiàn)場(chǎng)溫度9℃左右，由兩家施工單位采用三種材料進(jìn)行試驗(yàn)，灌漿采用分段（兩段）和全孔灌漿，分三序孔，梅花布孔，先灌1序孔，一序孔灌完后，待凝24～48小時(shí)灌2序孔，2序孔灌完后灌3序孔。每孔的灌漿工藝為：鉆孔--洗孔--壓水試驗(yàn)--卡塞--丙酮頂水--灌漿--丙酮頂漿--待凝--封孔。采用這種工藝不但沒有清除地層中的水，反而往地層中加入了大量水，而用丙酮頂水頂漿的做法，本意是想把孔中的水排除和節(jié)約管路占漿，但孔中的水能排到那里去呢，壓入的丙酮又到那里去，其結(jié)果就是二序孔破壞一序灌漿，三序孔再破壞一、二序灌漿。雖然令期達(dá)4個(gè)月才取樣，仍然是無(wú)強(qiáng)度的膠體物。
    我們?cè)谔幚砘炷�土裂縫時(shí)，無(wú)論裂縫漏水多大，都能取出完整的粘結(jié)樣品，這除了裂縫寬，漿液濃、性能好之外，有一個(gè)不可忽視的工藝：順序灌漿，而不是分序灌漿。裂縫中的水雖然很多，但被漿液順序趕出，留下的只有少數(shù)的水，和室內(nèi)的飽和水樣品試驗(yàn)很相當(dāng)了。
    所以，我們?cè)趲r基處理的問題上，在考慮漿材性能的同時(shí)，不可忽視的是灌漿工藝問題。只要是灌漿孔孔距的確定，凝膠時(shí)間的確定，灌漿順序的確定等。
    以下建議有待商榷，僅供參考：
    鉆孔：常規(guī)鉆孔、洗孔，全部灌漿孔一次鉆成（分段灌漿可按分段深度一次全部鉆成）�？拙嘁幻鬃笥�，梅花布孔，盡可能的清除孔中積水，卡塞后灌漿。
   灌漿：根據(jù)灌漿范圍和布孔情況，選用中心開花或單邊順序灌漿，鄰孔可作為排水排氣孔，若鄰孔出漿，排除積水后，卡塞開始灌注鄰孔，第一孔仍保持壓力灌漿，若第三孔出漿時(shí)，視進(jìn)漿情況停止第一孔灌漿；若第一孔出現(xiàn)不進(jìn)漿、在最大壓力下，進(jìn)漿率小于0.05L/min，延續(xù)灌注時(shí)間不少于60min,也可停止灌漿。每孔灌漿漿液由稀開灌，根據(jù)每米進(jìn)漿量逐級(jí)加濃。控制進(jìn)漿速率，若出現(xiàn)進(jìn)漿量突增，壓力銳減，立刻停止灌漿，有條件則埋設(shè)地面抬動(dòng)觀測(cè)儀器，防止灌漿過程中地面抬動(dòng)。
  已有類似工程采用過此類工藝[2]：孔距1m,一次鉆孔，灌漿前進(jìn)行壓氣試驗(yàn)，一方面可了解各孔串通情況，再則可吹出孔及地下巖基水份，提高灌漿效果，灌漿時(shí)雖然分序施工，但采取的是連續(xù)灌漿工藝，灌漿時(shí)間很短，并發(fā)生孔與孔的串漿。
    結(jié)語(yǔ)：在現(xiàn)在基巖化學(xué)灌漿加固時(shí)，在提高灌漿材料性能的同時(shí)，不可忽視的問題是施工工藝存在缺陷；要減少地下水對(duì)灌漿材料固結(jié)的影響，采用順序灌漿，壓氣驅(qū)水也是一個(gè)有效簡(jiǎn)單的方法。