富水地区建设大型矿井
解决井筒井巷淋水技术总结
王衡
内容简介:本文总结了为治理地下工程水害研究的科技成果，在15年的推广实践中继续延深攻关，所发明的系列专项治理水害工程和防治水害的综合技术，在全球经济一体化的科技进步时代，为广大地下工程建设中设计、施工技术人员提供可实施的治水配套技术方案，为提高地下工程建设质量，推动行业的科技进步速度，做出应有的贡献。
关键词:注浆封水、干法迎水堵漏、锚喷治水支护、自防水混凝土、固结空口管、涌水、淋水、渗水、混凝土工程自防水……。
1988年，煤炭部和山西省科委联合对“应用BR型增强防水剂解决大型井筒淋水”的部级科技攻关计划项日进行鉴定(完成单位:山西建华化工厂、石家庄煤矿设计院、开滦矿务局基建公司)。本成果于1989年荣获部级科技进步三等奖，同年列为国家重点推广的科技成果。
自1988年至今的15年推广普及科技成果工作中，国内完成直径8～10米大型井筒工程六十余项，2002年在建井筒工程五项。封治井巷水害工程已完成280余项。国外矿井工程有西非贝宁、摩洛哥、孟加拉等国家工程中采用了本项成果。自研制成功至推广到工程应用中，均取得良好的技术成效。
在普及推广本成果的实践中，涉及了许多不同类别复杂的地质、水文条件，针对泄、涌、淋、渗水和涌水流砂的特殊环境继续延深攻关，研究出治理不同水害的配套新技术。在广大设计、施工单位技术人员协助下，在建设大型井筒防治淋水等与水害做斗争的同时，我们又研制出矿井井巷淋渗水治理新技术，以及配套的新产品，进一步完善提高了与水害斗争的综合技术。
在全球经济一体化的时代，本厂和科研所现将实施推广、研发配套的技术成果，及专项技术做一次系统总结，为广大施工单位提高工程质量，解决同类水害问题提供可实施并行之有效的技术方案，简述如下:
1、表土段砂层、粉细砂含水层“封水固砂”的施工技术
2、承压水条件中固结孔口管技术
3、注浆封水新技术
4、干法迎水堵漏封治压力泄涌水害
5、锚喷治水支护、解决井巷顶板淋渗水
6、井筒自防水混凝土与防治水新技术的思考
7、泵送高强度、高性能、自防水混凝土
一、表土段砂层、粉细砂含水层“封水固砂”施工技术
在表土段建设大型井筒工程时，如何顺利通过砂层或粉细砂含水层则是表土段工程的技术难题。
砂层、粉细砂含水层的封水固砂多采用预注浆技术，注浆的难点是砂粒子间隙小，砂的间隙仅是水可流淌，而P·0425水泥粒子则在这样间隙中不能流动，浆液不能扩散，导致注浆无效。
用较大压力强行在砂层或粉细砂含水层注浆，浆液一出输浆管即受砂滤而固化结石，它的结石范围极小，好象糖葫芦状态，根本无法形成所需的帷幕质量。
用化浆注入，凝固后象粉块状，有粘结砂的能力，但强度太低，要封水固砂，质量难能达标。
这种特殊地层，为封水固砂，我们研究出BR一CD型微粉浆材，配制特殊水泥，制成浆液适应解决上述问题。扩散半径一般在3米以内，能在砂含水层形成小段面的帷幕，把封水固砂的问题得到解决。
当工程快接触到砂层或粉细砂含水层时，应首先采用“封水固砂”技术方案，用BR一CD型微粉的浆材，配制特殊水泥实施预注浆，浆液在砂层或粉细砂含水层能有效注入、扩散半径能达到3米，在浆液有效扩散范围中，达到封水固砂之目的。(具体技术指标注浆文章中介绍)
开挖时，为了防止含水层承压水改道流向，在注浆后的砂层，粉细砂含水层开挖时配套应用“BR锚喷治水支护”技术进行边挖边护的作业程序，以防因扰动砂层形成坍塌而造成大面积塌方事故，此工艺是两道支护中的安全施工保护措施。
防止已注浆固结砂层一旦开挖产生断面，给含水层改变流向提供了有效途径，随即形成泄水通道而导致大量的坍塌流砂，而特设的安全施工措施。
工程实例
1990年，北京建设地铁西单站路南北三个井筒负23米处，粉细砂涌水层采用本技术“封水固砂”实施后取得成功。用BR锚喷治水支护形成构件后，进行自防水混凝土衬砌工艺。(锚喷治水支护、自防水混凝土后详细介绍)
二、承压水条件中固结孔口管技术
大型压力泄水中固结注浆孔口管
地下工程建设中，突发性压力泄水对于工程建设者有很大危害;此种灾害治理，大多数施工单位采用顶水注浆，封堵含水层的工艺，治理压力泄水。
实施注浆，必须在大量泄水条件中固结孔口管，这是能否注浆成功的首要环节，在承压水中作业是技术要求较高的重要工艺。
1990年，开滦矿务局东欢蛇矿一号井建设期间，井下-370m主巷道石灰岩中出现大量泄水，水压大于3.8MPa，泄水量180m3/min，此时指挥部确定了迎水注浆封水计划。实施中，无法在泄水中固结注浆孔口管，采用了多种工艺，消耗了大量人力、材料，但均没成功。
当时，本厂接到煤炭部抢险通知，星夜赶往开滦，第二天下午到现场。本厂科研所技术人员与开滦建井二处同志立即下井看现场，然后在井口做了一个大规模仿真模拟试验。
1、选用4寸钢管一根，长5m，一头焊住，焊底板上30cm处呈三角形焊接2寸钢管，长度为20cm，为外装3台水泵的输入水管。
2、试验时，先开三台水泵往钢管内注水，竖立4寸钢管，管口上部涌水20cm高度，呈冒水状。
3、汽吊车吊起一根长6m的3寸钢管，前进端用编制袋扎口，用铁丝固定好、备用。
4、用BR一K型料掺量16%，掺人P·0425水泥中干拌均匀，装入塑料袋中，装半袋即可，每袋500g。
5、工作台上三个工人作业，两个人护住涌水钢管口，一个人专填料包，填20袋，护压的同志注意不让水把送进管中料包冲出即可。
6、大约填料3分钟，把吊起的3寸钢管前端插入水中，用吊臂压管人水中，到位后停1分钟。
7、用2寸钢管捅开3寸管前进端的包扎口塑料袋，固管2分钟，用吊车吊3寸钢管时，但没吊出，达到固结效果，试验一次成功。
随后立即拌制固管料，装了40包，下井固管。到现场，只用了不到10分钟，把孔口管在水压大于3.8MPa，泄水量180m3/min环境中固结定位，实施注浆。
现场推钢管用的是卧式钻机，一次成功。
发明压力泄水中固结孔口管技术，先后为120多个井下压力水中安装固结孔口管服务，成功率达100%。实践中，在动态压力泄水中固结孔口管，成为了一项专用技术，在实践中广泛应用。
技术指标
A、BR一K型增强防水剂掺量16%，凝固时间为30S，水泥用P·0425普硅水泥
B、膨胀率大于2%
C、粘结力大于4MPa
D、抗渗大于S30
E、注浆施工，8MPa压力作业时，固管处无泄浆泄水
塑料薄膜袋，3寸直径，长7寸，装料70%。(工程实例注浆文章中介绍)
三、注浆封水新技术
1、超前预注浆，封堵含水层
施工时，应当对前进端含水层通过钻探了解水量情况，对于泄水较大的裂隙、溶洞；宜采用治本封水的思路，超前预注浆，有效固结围岩中含水层的水空区。定范围，定凝胶时间，定注量，定压力;选定适用动态封水压力水中稀释率小于3%的浆液，封堵强含水层。
2、后注浆
对于其它工艺施工后的大型矿井井筒工程和地下大型工程完工后，个别部位的涌淋水出现，构件表面流淌不止，并且渗流时间长，水源极为丰富的情况下，建议用BR一C型系列封水浆材实施后注浆。
注浆目的是封闭含水裂隙和构件与基岩的之间空鼓区，通过浆液结石体填充作用，达到整体性封闭的工程。
破壁后注浆，压力设计较小，扩散半径距离短，但是要求浆液要有良好的触变可灌性，微细含水裂隙、孔隙、构件与基岩间隙均能获得密实的填充。结石体的抗压强度，抗折强度24h必须提高100%，抗渗S20，耐腐、无钠离子析出等。特别是粘结力必须有特效，才能真正封闭渗淋水危害区域。
本科研所研制的BR一C型系列(CA、CE、CF、CD)浆材和新型注浆技术，解决了动态压力水中浆液能按计划凝胶，并在动态压力水中，本浆液具备不会被水稀释能固化的特点，达到有效封治大型水害之目的。
2、悬浮可灌性
水泥浆是水泥粒子在水中漂浮状的浆液；施工承压时，因水和粒子比重不一样，在输浆管承压后，加大了水的流速，易形成粒子脱水沉淀，导致堵管事故。BR一C型浆，水化反应生成无机胶体，改善了浆液粘度，承压后，增大了浆液粘结力，把水泥浆的动态粒子牢牢糙结成链状，形成均匀运动浆体，有效的防止了堵管事故。此浆注入含水层中，不会被含水层水稀释，达到注浆封水有效的结石体。
3、凝胶时间
凝胶时间可调范围在50s-810min，
BR一CF 50s一20min 直接封水
BR一CA l5min一l50min 后注浆
BR一CE 30min一810min 长段预注浆
BR一CD 20min一l50min 砂层注浆
固管型 50s 压力泄涌水
可根据治水要求灵活掌握浆液凝胶时间，以满足工程之需。
4、结石体质量
BR一C型浆结石率96～100%，是密实型，比重大于其它浆结石体10%以上，关键是本浆在裂隙填充粘结力大于4MPa，是牢固的粘结状，受爆破幅射时无影响，填充牢固稳定，封水效果明显。本技术在开滦东欢坨矿1号、2号井筒含水层的结石比重110%，耐腐蚀、无钠离子析出物，在富水区注浆标本陈列在煤炭部展览室，已有国外许多专家到此参观，并有日本、前苏联邀请本课题组讲学。
三峡围堰工程有微孔渗漏，采用BR一CE型浆液注浆封水达到良好效果，经检查孔钻取的岩芯φ7cm×56cm，BR浆液的结石体，由三峡指挥部赠送本厂，现存本厂档案室。
抗渗大于S30，抗压、抗折24h提高100%，28d提高10%左右。
本浆液攻克了强含水层常规注浆封填后三个月即出现迟到水的通病，一次施工，达永久性稳定的封水效果。BR一C型系列浆液结石体抗渗质量，为注浆行业提供了新型浆材。
5、注浆封水工程实例
1990年，开滦东欢坨矿一号井-370m建设运输主巷道，当掘进120m时，左邦下部出现一个溶洞，高80cm，泄水量180m3/min，泄水压力3.8MPa，水质中性，清晰涌流。经在井外800m观察地下水位井内投人高锰酸钾药剂后3分钟，井下泄水颜色变为紫红色，由此证明泄涌水是第四含水层水源，因工程把含水层切开一个溶洞而泄涌不止。
在泄涌水条件下用BR固管技术，固结孔口管成功，立即安装注浆设备，三个小时后，用水玻璃水泥浆双泵注浆，水灰比0.6:1。当注入22m3浆时，泄涌水变为浑浊状。经检测水中含水泥粒子18%，出水量没减少。在井下水泵池中，已沉淀了一层水泥粒子，并把一台水泵毁坏。当时已凌晨两点，矿务局负责注浆的总工马景成专家连夜下井检查注浆质量，见现场情况经研究后，改用BR一CA型浆封水注浆。
水灰比0.8:1，单泵作业注入20m3，泄水由浑浊变为清晰，再注入30m3，外泄水量减少。经检验水中含水泥粒子由原18%减少为2.6%，泵压有了不太稳定的起伏。立即改变水灰比，0.6:1注人了14m3，泵压稳定上升。封水达到了明显效果，停住待检。第二天中午10时，注浆间隔约8小时，钻孔检测复注浆，无泄水。仅注入0.8m3浆液，泵压达到6.8MPa终孔，封水100%。
封治泄水180m3/min的水害，用BR一CA型浆液86.8m3，作业三个班次，完成了封水任务，首创低量注人高效封水记录。
当天下午，开滦局把封水效果上报煤炭部调度指挥中心。第三天，部领导带十六名专家下井检查封水质量。当开挖巷道5m时，采集到了注浆含水裂隙封填密实的标本近30块。其中有一块30cm大的石灰石，中间有一个点呈放射性的含水裂隙，由中心点向岩边发展为六条裂隙，最细的裂隙0.5mm，最粗的裂隙3cm，受爆破辐射震动后，块石中仍有呈青色填充密实、粘结牢固的BR结石体，这块标本摆到了煤炭部陈列室。在孟加拉、前苏联、贝宁、摩洛哥地下封水工程注浆施工中都采用了本技术。
本技术定为煤炭部定点抢险封水专项综合技术。已在全国煤矿建设中封治水害成为第一个推广的成果，到目前已普及率达85%。
BR一C型系列浆材，是根据水泥基而研制的，配制浆液水泥水化过程中，BR浆在质量上有所创新，原水泥浆均是粒子漂浮状，而BR水化物却成为链状粘结的悬浮状，输浆承压时，进一步加大反应生成物，当浆液到达受注点能有良好的触变可灌性，在含水层动态水环境中能按时结石，水中稀释率小于3%，结石体与裂隙岩体的粘结力大于4MPa，而0.5mm的微细含水裂隙，能获得密实填充。
BR结石体比重大于110%，因而提高了抗折强度，抗压强度，24h提高100%。
凝胶时间范围:50S一810min，可供工程需要选择。
抗渗大于S30，BR结石体无钠离子析出物质耐腐蚀，这一点对于永久性封治水害。则是十分有利的。本浆封水质量，解决了其它浆材施工后在短期内复出迟到水的通病，可节约大量人力、物力。
采用BR浆材注浆，用单泵作业。
BR一C型系列浆材，为治理大型水害提供了系列的封水质量稳定的产品。
本项技术于1989年通过煤炭部鉴定。
国内除煤矿有上百个封水长段注浆应用本技术外，还有:高速公路、铁路隧道、冶金矿、城市大型建筑填充软基、污水净化水池破壁填充注浆、大坝基础注浆、小浪底库区水下注浆，特别是治理了三峡纵向围堰微渗工程，填充封水效果良好。
四、干法迎水堵漏技术
干法迎水堵漏
本发明是抢险封水专用技术，针对压力泄水涌水以及溶洞、裂隙涌水的快速封治技术。
1、水压力lMPa以上，泄水量大于300m3/h，封治程序为:
A、扩孔，安装疏导水管
B、筑分压墙，赶水入管疏出
C、筑支护自防水混凝土，养护72h
D、堵疏水管，由边管向中间管进行
E、砂浆抹面完工
BR一K型增强防水剂、水泥、碴末，干拌均匀使用，水中凝固时间为30S。
注浆封堵裂隙串浆点，用BR一K型增强防水剂干拌水泥，注浆时，只要有泄浆孔、裂隙，往工作面串浆时，(施工人员戴橡胶手套)用手抓一把干粉料，直接堵在串浆点，瞬间封住串浆部位。较大的串浆点，反复几次即可，仅需1分钟封堵一个泄浆点，施工极为简便。
2、涌水压力0.5Mpa，涌水量50～100m3/h，封治技术
A、预留疏水导管2根，其它部位密封，待水全部经由疏管流出时，养护24h，然后封管。
B、大型溶洞涌水，干混料配好之后，封填堵孔，先边后申，顶水作业即可。
3、压力0.1～0.5Mpa，水量30m3/h-5O m3/h，水孔泄水
采用药卷封堵，BR、水泥、骨料干拌均匀，卷成7寸长的药卷，顶水插入水孔中，一般打入3～5根即可封住泄流，施工时间一个孔不超过2分钟。
干法迎水堵漏，对于隧道开拓时及时封堵小型水孔和中型裂隙涌水极为方便，用料少，工艺简便，适于一线工人掌握。
大型压力泄涌水，必须在本厂科研所的技术人员指导下施工，才能正确封水，否则浪费较大，因封水成功与否是100%对0的比例，封住成功率100%，封不住就是零，希望施工单位能认真对待。
4、工程实例
A、葛州坝工程局建设黄河禹门口提水工程基坑封治660m3/h，泄水压力0.7Mpa
1个溶洞泄涌水320m3/h；2个裂隙lm×0.14m涌水160m3/h；l个管涌涌冒水180m3/h。采用本技术封治率100%。
B、北京建设西单地铁1号井，涌水70m3/h，粉细砂层涌水、涌砂；在水中下挖，治水支护边墙2.5延米，封底，实施4小时完成，彻底封住粉细砂层涌水。
C、台湾某公司混凝土隧道工程，在底板涌水60m3/h，封治3分钟完工。
D、隔河岩大坝钻孔泄水3300m3/h，采用本工艺水下作业封堵成功。
E、天津鸿吉里大厦地下室负三层，排水井12个，每个涌水l00m3/h，封治4小时全部完工。
F、开滦东欢蛇矿1号井的井巷建设中，井下-420m以下封治200m3/h大型涌水；林西矿井筒工程，每4m一段有6个疏水孔，仅用了6个小时，封治130个2寸疏导水管，全部治愈。
G、配合解放军总参某部，为封治长江、黄河淤泥申管涌大量泄水的封治任务。
本项发明，已在十一个行业工程中广泛应用，为大型地下工程建设解决了封治压力泄水问题，达到国内外先进水平，节资高效，易于普及，创造了良好的技术效果，取得了巨大的社会效益。
附:如开拓隧道锚杆钻孔中涌水，用本厂的水中锚固剂可迎水锚固，5分钟锚固力大于8t。
五、锚喷治水支护
本项技术是在隧道开拓建设期间，裸体岩巷大范围淋渗水封治的新型技术。顶板淋渗水大于每平方2m3/h，可用本技术顶水封闭岩体淋水，形成治水为主的支护层。在支护层的质量上达到了抗渗S20的自防水构件。另外，在五种不同的地质条件中顶淋渗水可正常作业。
喷射混凝土支护层，在岩体上粘结力大于4MPa，喷层达到密实，光洁、提高强度20%以上，抗渗S20，达到了高强度自防水的新型质量。
BR锚喷综合工艺，打破了顶板淋水不能施工的禁区，因为BR与水泥水化时反应生成一无机胶体物质，把混凝土的粒子粘结成团状物，受压喷出，由于有较大粘结附着力的作用，喷层在淋渗水基岩上能够牢固附着而不坍塌，BR并且改善了混凝土内部结晶状态，达到密实状构筑物体。
BR微粉，填充了粒子间隙，增加了密实度，而更关键的水化胶体物质改善了拌合水的粘度，把喷层中粒子间隙、毛细孔隙全部填充结晶，整体构件内部密实，表面极为光洁，有折光效果，把原渗漏水基岩全部封闭，形成耐久性稳定的自防水构件。
BR与水泥水化的无机结晶物质，是其它材料所无法相比的质量，对于治理淋渗水条件的工程，更能显示出它的独特质量优势。
本项技术在五类地质涌、淋、渗水条件下，可顶水治理各类水害
常规的锚喷工艺，仅是支持围岩的一种方法，而本剂提供的锚喷治水支护的一种简单施工的方法。在治水程序上，最大化的“简单易行”，我们经历了新疆库尔勒煤矿，特大型普淋普渗的水害，淋水为2m3/h，如果用注桨方法，无法封水，面积太大，仅能用喷堵结合的方法，解决这一煤矿的特大水害，施工工艺：一、先在漏水集中处，打孔放水。二、全部喷一层。三、封堵小孔。四、全部喷一次，用这样几个施工步骤，治理此害。材料配制水泥、砂、石子、BR防水剂工型10%，堵水材料：掺加“BR--K型”8%即可。
BR掺量以水泥重量为准，石灰不大于3%。
1、各种基岩淋水大于每平方米2m3/h，可顶水锚喷封闭淋渗水区域。
2、表土层涌水、淋水环境申锚喷封闭饱和水的表层土壤，形成自防水喷层构件。
3、粉细砂含水层，因切断含水层形成流水涌砂，用本技术喷成治水构件，达到封治流水涌砂的自防水效果。
4、新疆普淋普渗的泥质角砾岩，在4×6断面每延米淋渗水40m3/h的特殊条件中，成功治水建设矿井，首创国内第一例普淋普渗的泥质角砾岩治理水害工程实例。
5、硫酸根离子含量48mg/L酸性淋水，顶酸性淋水作业，封治淋水，在上海梅山铁矿-370m井下炸药库完成治理酸性淋水的支护任务。本技术自1989年研制成功至今，为矿业工程治理淋水的国外工程有:
孟加拉、贝宁、摩洛哥等矿井工程。
国内工程有:
铁路、公路、隧道、矿井巷道、城市电缆沟、市政管道、地铁、大坝廊道、高层建筑基坑护坡治水、海军基地、大跨度军仓、二炮基地、总参军仓恫库、空军油库等工程。现已完成治水支护工程达180万延米，展开面积上千万平方米无渗漏的工程量。
本厂发明的科技成果在锚喷支护作业中，把两道水害问题用一道工艺全部解决，在国内外同行业中把治水和支护的质量提高到一个技术新水平。
六、自防水混凝土与井筒防治水新技术的思考
耐腐蚀、无龟裂自防水混凝土的研究
本厂科研所的技术人员，于1982年开始研究自防水混凝土的课题。研究出新型防水剂，解决级配密实型、高强度、无腐蚀、无龟裂自防水混凝土于1986年成功。1987年至1988年，为煤炭部攻克了深层大型矿井井筒无内衬、深层井筒自防水的部级科研攻关项目，通过煤炭部和山西省科委联合鉴定。本成果荣获部科技进步三等奖。列为国家科技重点推广项目，至今己完成了六十余项深400m以上、直径8m以上的大型矿井井筒工程。目前还有五个项目在实施。解决了国际公认的井筒淋水无法根治的难题，本项技术把德国已进入中国的煤矿井筒建井技术淘汰。井筒工程通过十几道含水层，要达到整体工程无渗漏的质量谈何易，本技术把国家原定规范允许成井淋渗水量为lOm3/h的规定，为提质改标做了大量可实施的样板工程，把标准降低为5m3/h。
1、大型井筒的质量改革
矿井井筒8～1m直径，深一400m工程，一般需3层施工，内壁、申间夹层(PVC板、油脂类板材、钢板)、外壁混凝土。引进德国建井工艺为七层施工法。
这种施工法是非常不科学的工艺，为什么不科学?因为工程要穿越各种地质，其中含水层不少于10层，强行通过含水层，建设成混凝土井筒，并且对含水层段和下部工程要求不能有渗漏，首先要提高混凝土本身的粘结附着力，达密实型的均质结晶构件，并有提高强度指标，以解决混凝土体内化学腐蚀问题，才能达到自防水质量。
2、有机物中间夹层的寿命研究
混凝土是无机物质，中间夹层是有机物质，两相配合使用，是不同寿命的。一般工程需服务上百年，混凝土的寿命可以满足，那么中间夹层质量不可能与混凝土达到同期寿命。既有夹层的工程，无疑是要防水的。但各种水质对PVC板的腐蚀、浸害，连同工程刺伤这都是不利因素，更关键的是有机物质的自然老化期，难能满足与砼同步。笔者认为:凡是抗渗大于S8的混凝土，无论几层施工，要解决的是各层次粘结附着力问题，中间设夹层，限制了砼的粘结，分层率降低了砼整体结构寿命，此举不科学，不可取。加上施工时人为伤损，更是“千里堤坝，毁于蚁穴”，对于工程防水是有弊无利的举措，值得思考与改进。
自1988年至今，我国大型矿井井筒施工由原设夹层改为BR内外壁混凝土套壁粘结法施工，取得十分满意效果，在开滦东欢砣三号井、徐州冀庄矿、西山马兰、东曲、韩城象山、新疆华安、邯郸万年、焦作九里山、三号井、充州东滩矿、淮南谢桥矿、淮北朱仙庄、大同同家梁矿、云岗矿、阳泉1矿、5矿、潞安常村矿、漳村矿、柳林矾水沟矿、汾西两渡矿等富水区已建设出无淋渗，无潮湿的干井工程。这--实践证明:BR混凝土自防水井筒工程能够抵抗多层含水层浸害之关键问题。
3、密实性混凝土的主要指标——粘结力
渗漏水的混凝土，其主要病害原因是胶体材料粘结力不符合要求；其次是体内化学自腐、粒子间隙、游离水通道而导致的渗漏病害。
粘结力对于均质结晶混凝土是第一指标，施工中需良好的流动度，完成这个要求的前提，必须是各种骨料要有团状包裹层。拌合用水必须是水泥与水的水化胶结物，而这些胶结物是不够密实混凝土之需的。掺BR之后，在搅拌过程中，水化反应生成大量胶体物质，对各种粒子形成包裹团状，有良好的坍落度要求的作业质量。水化反应生成胶体把粒子间隙、游离水通道全部封闭，使体内能达到充分水化结晶的光洁面。形成不泌水，降低了游离水的外析，更关键的是振捣时，浇筑物同频震动，能达到均质结晶的构件。
这种光洁致密混凝土质量，从根本上解决了混凝土自防水的性能，相对密实型BR混凝土，改善了承载强度、抗折强度等。
粘结力强的混凝土，它在凝固前的粘合，是团状粘结，而不是有峰芒的骨料粘结，这一点取决于是均质结晶和非均质结晶的重要表现。握裹力好的混凝上，相对的对作业要求的技术指标全部改善，和易性、流动度、坍落度保留值等;而达不到粘结力良好的硷，有泌水现象、离析、沉淀结晶等相关指标相对落后，实施的浇筑砼质量也不能让人满意，易出现渗漏水的损失强度等。
4、化学腐蚀
BR水化胶体物质，在混凝土体内能抑制和分解钠离子生成与析出，彻底改善了混凝土结晶中钠的生成问题，在质量上有所突破，特别是用于防水工程的混凝土，化学自腐是构件自毁的主要问题。BR有效地解决了这项决定耐久性能关键的技术，是混凝土提高耐久性能的重要贡献。
5、混疑土粘结力与承载能力关系
研究表明:混凝土构件做衬砌工程时，它的粘结力是十分重要的。因为它与其它基础要有个良好的粘结附着力，但这项关于混凝土质量的重要指标，往往却不被工程技术人员所重视。
经长期研究、检测表明:“混凝土的承载性能与粘结力相比，不一致。强度高的硅，粘结力大于承载性能。强度低的砼，它的粘结力却低于承载性能”。从这一检测结果得出一个结论，要达到密实的、自防水、高强度混凝土质量，粘结粒子的粘结力和构件粘结附着力同是一种质量。非均质结晶的低强度混凝土，它的构件附着力也是非常低劣的，同时也是不抗渗的混凝土。那么，搅拌时水泥与BR水化生成物质无机胶体针对性攻克了这项决定于混凝土质量的重要指标。
6、高质量自防水混凝土作业控制要求
A、搅拌时，有粘胶状水化物，能使各种粒子呈团状包裹团，搅拌机放料时无石子撞击响声。
B、运输期间无泌水现象，有良好的和易性和--定时间的坍落度保留值。
C、振捣时，同频震动，这是匀质结晶的重要表现指标。浇筑段无沉淀结晶。
D、成型时，水化胶质物能有效的填充间隙、毛细孔，表面光洁。
E、构件成型后，24h～48h构件表面呈水泥色泽，无白色钠的析出物质，达到终期强度后，构件四周呈现出青亮的表面，用灯光照射时有折光效果。
浇筑BR混凝土时如不注意用模板隔离物质，拆模则非常困难。对于搅拌BR混凝土的机具，用完立即清理用水冲洗，如不及时清理，则凝固后是敲打不下来的粘结物。
F、养护浇水时，因表面光洁，水渗不进砼体内，有浇水流速非常快的直观感觉。
七、泵送高强度、高性能、自防水混凝土
混凝土是国内一项基础建设的主导产业，我国年用量大于15亿m3，居世界第一位。目前配制混凝土的级别低于C30，只有个别工程能用C50～C60，占总量的1%不到。因此，研究自防水高标号混凝土具有极大的潜在市场。据建设部2001年要求，全国范围内于2003年普及C30混凝土，并大力推广C60以上高性混凝土的目标。
实践中，这项极为普通的产业，为什么不能与其它行业一样迅速发展呢?关键是技术领域的认识与传统经验束缚了思维，阻碍了前进的思维与行动，使这一博大的产业科技进步速度低于其它行业。
目前，国际工程建设向高性能混凝土方向发展，即作业时可泵送、高强度及耐久性稳定的商品混凝土。国内也正向提高混凝土级配技术、配套所需的材料方向高速奋进。混凝土级配水平、在特大型工程申集中采用高科技技术和产品，则是体现国家科技水准的标志。
与时俱迸，在省科委大力支持下，我们经两年的努力，研制出配制C80～C100的BR高性能混凝土复合剂。于2002年4月已投入批量生产，产品经山西省建科院检验:
级配C80混凝土掺人BR复合剂，强度28天达到88MPa。
级配Cl00混凝土掺人BR复合剂，强度28天达到108MPa。
(1)坍落度保留值90min大于14cm，损失率小于2cm。
(2)高压泵送不泌水，达到国内一流水平
(3)抗渗大于S40
(4)抗压强度提高10以上
(5)本产品对钢筋无锈蚀并能抑制钠离子生成与析出，解决了混凝土内部腐化问题。
(6)无龟裂、耐久性能稳定
使用水泥P·0425、石子、花岗岩碎石、砂为细度模数2.6中砂。BR一A型掺量1.5%，BR一B型掺量1.5%，BR一C型掺量10%，水为饮用水等，检验质量表明，其技术指标达到设计要求。
当压力机在109MPa的荷载下，试件爆破时，无石子脱离，是片块状，无零星石子弹掉。这项质量表明，BR水化物对粒子粘结力是非常理想的。
BR试件和中试工程表面来看，十分光洁致密，并有折光效果。无钠离子析出物，全部呈现出水泥原有色泽。这一点解决了配制高性能混凝土龟裂的广普问题。在泵送作业要求下，级配出高性能、高强度、无龟裂抗渗达S40的自防水混凝土，使混凝土的质量上了一个新的技术水平。
本项技术成果的研制成功，不仅标志着本厂和科研所的技术实力，同时也是企业工作的中心是以科技为先导的具体体现，它不仅推动混凝土行业的科技进步，同时，也把本厂的技术实力与科技迸步的社会紧密联系起来，身处这种高科技氛围中，才能有所思考，有所攻关，有所前进，以科技进步为宗旨向更高的科技领域攀险前进。
山西建华化工厂和建华防治水害科研所在二十年的发展过程中，长期在矿井井下、隧道、以及大型地下工程建设实践中坚持科技攻关，以治理疑难水害为目标，攀难攻险。现已完成十五项国家、部级、省级科技攻关成果，多项国家专利，现拥有二十余项知识产权的科技型企业。
二十年来，为广大施工单位解决了几百项工程疑难问题，同时我们也有了丰富的技术积累，在科技兴企的发展申，站到了行业技术领域的前列。
在学术领域，独创新理论，发表多篇论文、论著；在治理地下水害工程中首创新工艺、立法推广；研制新产品、自成系列的强大技术配套阵营，现可为用户提供治理各类疑难水害工程的实施技术方案、措施、检验质量的标准等。在激烈竞争市场中，以独特的综合技术，能全程为用户配套服务，创出信誉。并且已涉及到国际大市场之中。实践中我们感到企业科技水准是国际大市场申竞争的根本，也是企业在激烈竞争中生存、发展的根本。
本厂于1998年普及微机，2000年通过ISO国际质量认证，2000年5月1日，开通了国家十一个部委的网站，使我们的技术在市场运行以最快捷速度传递全球，在知识经济时代中，站在了市场阵地前沿，达到技术积累较高的企业水准。
目前我们又向更高的科技领域奋进，己于2002年4月投产，已生产出配制了C80一Cl00级别BR高性能混凝土复合剂，重点攻克了高强混凝土无龟裂的密实、耐久性与安定性稳定的质量水平。经部分工程试用证明，本剂的技术质量是独特的，在近时期可能成为市场中颇受关注的新技术、新型产品，它将把我国地下工程建设水平提高到一个新阶段。
综上所述防治水技术要点，有不妥之处，敬请广大技术人员多提意见，以利共同学习，共同提高，在实施科技兴国战略中携手前进，把已有的科学技术真正应用到工程实践中，为提质降耗、产生应有的社会效益做出贡献。
王衡
山西建华防治工程水害科研所
2008-07-27
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