地下洞室化学灌浆环保措施

摘 要 黑麋峰抽水蓄能电站引水系统化学灌浆具有施工范围广，工程量大；施工环境复杂；灌浆压力大，持续时间长；环保要求高等特点。在化学灌浆过程中采取了一系列的环境保护措施，环境因素得到有效控制，施工废水达到二级排放标准。本文主要针对化学灌浆的特点详细介绍了在特点环境下的防治污染的措施，可供同类工程的化学灌浆环境保护的参考。 关键词 化学灌浆 环境保护 废水检测 引水系统

1概述

化学灌浆是化学与工程相结合,应用化学浆材和化学科学进行基础和混凝土缺陷处理(如加固补强、防水堵漏)的一项技术。由于化学灌浆的浆液是真溶液，比起目前工程上广泛运用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更宽,能解决的工程问题更广，更具特色和优越性。

黑麋峰抽水蓄能电站包括由上库、引水系统、厂房、尾水系统、下库、开关站等。引水系统工程主要由两条引水隧洞组成，由上平洞、上弯段、斜井、下弯段、下平洞、岔管和高压支管组成，引水斜井角度为50度，引水主洞过水断面直径8.5m。1#引水系统引水主洞轴线长815.198m，2#引水系统引水主洞轴线长830.198m。1#引水系统岔管及高压支管由1#岔管、1#高压支管及2#高压支管组成。2#引水系统岔管及高压支管由2#岔管、3#高压支管及4#高压支管组成。高压支管衬砌后洞室过水断面直径2.8～8.5m。

为了保证电站的安全运行，提高围岩的完整性和整体强度，减少引水隧洞的渗漏损失，根据设计要求，黑麋峰抽水蓄能电站引水系统1#、2#流道岔管和高压支管，F5、F15断层及部分经声波检测波速达不到设计要求的部位，采取了超细水泥高压固结灌浆和高压化学灌浆的复合灌浆的处理手段。分别位于引水隧洞的下弯段，下平段及高压岔管处。

化学灌浆孔采用全孔一次性纯压式高压灌浆灌注，化学灌浆压力5.0Mpa，最大灌浆压力5.5Mpa，并按3.0MPa、4.0MPa、5.0MPa、5.5MPa分级加压，当吸

浆量不大于0.4L/min，且持灌时间不小于30 min，才允许压力升级。化学灌浆各灌浆段的结束条件为：在本段最大设计压力下，原则上达到不吸浆后，继续灌注12h可结束灌浆，再对化学灌浆孔补压60 h。

2洞室化学灌浆对环境影响的特点

化学灌浆范围广，工程量大：化学灌浆处理范围涉及1#、2#流道的的下弯段、下平段、高压岔管和高压支管等部位，化学灌浆孔达数千只，一旦发生化学污染，治理范围广泛，治理费用高昂。

施工环境复杂：化学灌浆在洞室中进行，通风条件差，施工空间小，化学灌浆施工时，1#、2#引水系统同时进行回填灌浆和固结灌浆，部分混凝土也正在施工，施工人员密集，各种机械设备遍布洞内，钢管架林立。特别是上库闸门封堵后仍有部分漏水不能完全封死，流道中的流水容易与化学浆液混杂，造成施工用水的二次污染。

灌浆压力大，持续时间长：根据设计要求，化学灌浆高压灌浆，最大灌浆压力达5.5Mpa，灌浆持续时间72小时以上，这导致了衬砌混凝土裂缝，常引起孔口冒浆或灌浆管爆裂，化学浆液外泄，给污染的控制造成了困难。

环保要求高：业主、设计、监理要求达到绿色化学灌浆的标准。即化学浆液各组份（溶剂、主剂、固化剂、其他辅助剂）无公害，不含致癌物和有毒化合物及有毒基团；浆液反应各生成物无公害；浆液固化反应完全；固化物在水或应用环境中不会溶解或分解出有毒害物质； 浆液、各反应物、固化物对环境友好； 注重化灌施工人员自身职业道德。施工各环节注重环境保护、水源保护，讲究劳动场所文明和安全防护，严防施工污染环境事件发生。

3化学灌浆环保措施

3.1选择无毒化学灌浆材料

依据设计下发的化学灌浆试验技术要求和多次专题的精神，项目部选择杭州国电水利电力工程有限公司“HK-G-2环氧灌浆材料”、中化“KH-3高渗透性环氧灌浆材料”、长江科学院“帕斯卡PSI-500”、“帕斯卡PSI-501高渗透性环氧灌浆材料”四种化灌材料委托中南院科学研究所检测中心进行各项设计指标和性能检测。通过各项指标对比试验和性能检测，化学灌浆材料最终确定选择“帕斯卡PSI-501高渗透性环氧灌浆材料” 作为本项目的化灌材料。

为检验该化学材料的有无毒性，特委托上海市毒性产品质量监督检验站进行了小鼠急性经口毒性试验，技术要求为＞15000LD50mg/kg,实际检测结果为＞20000LD50mg/kg, 单项判断为无毒。

3.2采用密闭化学灌浆设备

虽然经检测证明“帕斯卡PSI-501”混合浆液的化合物为无毒,但单独的组分具有一定的毒性，并有比较强烈的刺激性臭味，浆液长期与水混合水体呈草绿色，观感较差。采用密闭化学灌浆设备可以有效地密闭刺激性臭味的散发，减少浆液的泄漏。

为选择满足5.5MPa高压化学灌浆压力要求的密闭式化学灌浆设备。化学灌浆研究小组联系多个厂家，对各厂家提供的化学灌浆设备的各项性能指标进行了比较，最终选用由宜昌黑旋风工程机械有限公司研制和生产SNS-10/6化学注浆泵。

密闭化学灌浆设备包括密闭式制浆、储浆和传输设备，实际施工中，保持纯压式灌浆的进浆管和回浆管密封性良好，搅拌桶和储浆桶设置密闭的顶盖，压力表不能漏油。化学浆液经搅拌桶→注浆泵→进浆管→孔口回浆管→搅拌桶，形成一个全封闭的循环系统。

3.3加强环保安全技术交底，倡导绿色无公害化学灌浆，牢固树立全员环保意识。

确定化学灌浆材料以后，在化学灌浆施工前，邀请材料厂家、业主、监理相关人员对所有参与化学灌浆人员进行了环保安全技术交底，从材料性能、工艺流程、人员组织、施工质量、施工安全、环保、技术细节等方面进行详细全面的交底。使所有施工人员树立环保意识，防止污染事故的发生。

3.4实行化学灌浆准灌证制度

化学灌浆开始前，需经业主、监理、施工单位联合检查，当本部位灌浆前各项施工准备工作完成和环保设施达到要求，方可进行灌浆，并由现场监理签署准灌证，准灌证签署后12小时内开始灌浆。逾时未能灌浆，本准灌证作废。

3.5采用封闭措施

各类化学灌浆材料，如果配比不当，凝胶或固化时间控制不当，施灌地段动水压力和流速较大，都有可能造成浆液污染环境和水源的事故发生。化灌施工前，

首先在施灌区外围采取灌浆封闭的工艺措施，形成独立的封闭施工区域，不让化学浆液的液体和气味扩散，在灌浆平台的底部铺设塑料布收集废液，防止废液漫流，尽量使封闭区形成干地施工，对封闭区的废液采用专用容器收集，受污染的垃圾装桶后集中深埋；如果万一外围施工水侵入，污染水用排污泵抽至搅拌车运至垃圾填埋场处理。

3.6保持灌浆区域内的空气流通

化学灌浆在空间狭小的地下洞室中施工，空气流动差，粉尘浓度高，化学浆液刺激性大，为净化空气，提高空气的流通性，在工作面上顺风向布置数台大功率排风扇持续运转，保持施工作业面的有效通风，降低粉尘浓度和刺激性气味。

3.8集中处理污染垃圾和废水

现场施工弃浆、废料以及冲洗设备管路的废液都应集中、科学、妥善地处理，不得任意抛洒或丢弃，污染环境。污染水体用混凝土搅拌车运至常家冲弃碴场集中处理，收集的污染垃圾装袋、贮存化学浆液的容器在常家冲弃碴场集中深埋。

3.9防燃防爆

化学灌浆场所严禁使用明火，严禁电焊和气割易燃、工作面上配备灭火器，完善防爆防火装置。

3.10加强现场施工人员安全防护

施工人员必须穿工作服，戴工作帽、手套、防护眼镜和防护口罩。施工人员不得在施工现场吸烟和进食。禁止采用丙烔清洗设备和器具，禁止采用丙烔洗手，清洗设备、器具，洗手一律采用酒精。

4施工废水检测结果

施工废水经长沙市疾病预防控制中心检测，除PH值由于水泥浆的影响超标外，其它检测结果均未超过限值。详见长沙市疾病预防控制中心检验报告。

长沙市疾病预防控制中心检验报告

样品名称：施工废水

样品来源：中水十二局黑麋峰项目部沉淀池出口 检测/检验依据：参照GB8978-1996 检验日期：2008-09-22 检毕日期：2008-10-08

检 验 结 果

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 （LAS） 检验结论：

该样品参照国家标准《污水综合排放标准》（GB8979-1996）要求进行检验，所检项目中“总汞”、“总镉”、“六价铬”、“总砷”、“总铅”、“总镍”、“总银”检验结果符合标准规定第一类污染物排放要求，其余检验项目检验结果符合标准规定第二类污染物二级标准排放要求。

检验项目 总汞 总镉 六价铬 总砷 总铅 总镍 总银 Ph 色度(稀释倍数） 石油类 挥发酚 总氧化合物 硫化物 氨氮 氟化物 甲醛 阴离子表面活性剂 mg/L 0.19 10 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 检验结果 限值（第二类污染物二级标准） 0.0001 <0.0005 0.024 0.0018 <0.0025 <0.001 <0.0025 11.72 <5 0.8 0.185 <0.002 <0.02 0.08 0.46 0.08 0.05(第一类污染物) 0.1(第一类污染物) 0.5(第一类污染物) 0.5(第一类污染物) 1.0(第一类污染物) 1.0(第一类污染物) 0.5(第一类污染物) 6~9 80 10 0.5 0.5 1.0 25 10 2.0 5结语

黑麋峰抽水蓄能电站地下洞室化学灌浆采取了一系列的环境保护措施，防范措施合理，处理方法得当，环境因素得到有效控制。施工废水经长沙市疾病预防控制中心检测，除PH值由于水泥浆碱性重的影响超标外，其它各项指标均在限值以内。施工期间，未发生当地下游农田污染，老百姓饮用水源得到了保护，

水体生物没受到侵害，未收到当地老百姓的投诉和地方环保部门的罚款通知。

随着化学灌浆材料的发展和工程处理的需要，化学灌浆将得到越来越普遍的运用，本环境保护措施可作为同类工程施工的参考。