土壤固化剂在沟渠防渗及边坡稳定方面的应用

土壤固化剂在沟渠防渗及边坡稳定方面的应用
周竟平1,鞠卫国1,赵　玉2,姚章村3
(1.农垦牡丹江分局庆丰农场,黑龙江虎林　158421; 2.国营和平农牧场,黑龙江大庆　163851;3.黑龙江农垦勘测设计研究院,佳木斯　154000)
[摘要]土壤固化剂是属于国内外新技术。在水利工程建设中,沟渠渗水严重,边坡稳定性 差、治理方法单一、投入大是普遍存在的问题,而土壤固化剂的出现则有力地解决了这些难题。 在治理沟渠边坡稳定性差的工程中,与混凝土衬砌相比,土壤固化剂有着更为优越的特点,有 发展前景。
[关键词]土壤固化剂;沟渠防渗;边坡稳定;发展前景
[中图分类号]　TV44　[文献标识码]　B　[文章编号]　1006-7175(2007)07-0529-01
1　土壤固化剂的特性
土壤固化剂是一种无毒、无腐蚀、不易燃、无刺激,能 使土、沙、石紧密凝聚的材料,它与土壤混合,搅拌,并经 过压实,生成更新的、更为致密的物质或坚硬的板块,水 稳性好,有防水、防裂缝等特点。属于国内外新技术,工 艺先进,产品在同行业中具有世界领先水平。
土壤固化剂与传统的水泥技术相比较,其特性是聚合分子链的能力非常强,能聚合将近1×106的分子长度, 它与土壤中的成分进行化学反应,在机械重荷压实的作用下,不仅把土由“亲水性”改为“厌水性”,而且改变了土壤的结构,破坏了土壤的毛细管,使普通土壤固化成了致密、均匀、有较高强度、耐久的基础板块,因而可以有效地 降低由温度变化、高交通量及水的作用(水蚀、冻融、缩胀等)所引起的介面破坏以及老化。
2　土壤固化剂的种类
(1)电离子类土壤固化剂。这是一种高浓缩的水溶 液,溶解于水后形成离子交换中介物,洒入土壤中,通过 电离子交换,改变水分子和土壤颗粒的电离子特性,破坏 土壤毛细管结构。在外力作用下,孔隙间游离水分子被 排掉后,土壤由亲水性变为斥水性,土壤颗粒被压实,具 有很强的内聚力,达到固化土壤之目的。
(2)生物酶类固化剂。此类固化剂系为有机物质经发 酵而生成的蛋白质多酶基产品,为液体状。按一定比例 配制成水溶液洒入泥土中,通过生物酶素的催化作用,经 过外力压实,使土壤粒子之间的黏合性得以充分发挥,形 成牢固的不渗透结构。
(3)水化类固化剂。由水泥、生石灰、粉煤灰加入激发 剂后经工艺加工而成,固体粉末状。按一定掺量与土壤 拌和均匀后,经过碾压,固化剂与土壤中的水分发生水化 反应,生成针状结晶物质和各种水化物,与土壤颗粒发生 水硬性反应,实现土壤固化之目的。
3　土壤固化剂的应用领域与实际效益
土壤固化剂做为一种先进的科学技术,其应用领域 不断得到拓宽,在国外不仅应用在道路、港口、机场、水利 等工程中,而且还应用到固化有毒、有害的污染废弃物等 方面。在国内,土壤固化剂主要应用于道路路基、地基加 固等方面。尽管国内土壤固化剂的应用还处于起步阶 段,利用土壤固化剂的工程还很少,但已有的工程实践证明,土壤固化剂可以大量用于水利工程中的堤防、岸坡加 固、渠道防渗及表面硬化处理、水库库区、湖泊渗漏处理、 防渗,简易公路、环保工程和水土保持等领域中。 2002年哈尔滨工业大学研发出“土力神”牌土壤固化 剂,工程应用无任何环境污染,施工简单,造价低廉。采 用这种土壤固化剂相同水料比的粘土固化浆液的材料成 本约为普通水泥材料成本的1/3~1/2,配置类混凝土材料 进行渠道防渗处理,比采用现行普通混凝土材料节约 1/3~1/4的材料成本。例如:黑龙江省绥化红兴水库坝基 强透水层高喷灌浆对比实验,粘土固化浆液配料成本 117.02元/t,水泥浆液材料成本300元/t,等等。
4　土壤固化剂材料的优点
(1)强度高。以武汉大学研发的HAS耐水土壤固化剂[2]为例,与水泥固化相比,同等条件下,同龄期抗压强 度可提高180%以上,抗折强度可提高200%以上,抗剪强 度可提高200%以上。