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摘 要： 为解决高振动设备二次灌浆水泥基振动阻尼效果差，影响设备运行，以苏里格气田最大规模集气站螺杆泵更换施工中环氧树脂灌浆为例，以材料选型、施工工艺为切入点，对过程进行分解，优化了高强环氧树脂施工工艺，增强了高振动设备上环氧树脂灌浆料的施工质量，确保了高振动性设备长周期安全平稳运行。
关键词：环氧树脂 灌浆 工艺
1.材料选型
环氧树脂灌浆材料具有黏接力高，具有常温下可固化、固化后收缩小、机械强度高、耐热性与稳定性好等优点。环氧树脂灌浆材料一般由A、B、C三种组份组成， A组分为环氧树脂，B组分一般为固化体系，C组分一般为填料，主要为石英砂。根据施工现场气候、温度、湿度等外界因素，及对灌浆层强度值的不同要求，相对应的组份选择的类型也各有差别。
1.1环氧树脂选型
市场上常用的环氧树脂以双酚A（即二酚基丙烷）型环氧树脂为主，即二酚基丙烷缩水甘油醚。在环氧树脂中它的原材料易得、成本最低，因而产量最大（在我国约占环氧树脂总产量的90%，在世界约占环氧树脂总产量的75%～80%），用途最广，被称为通用型环氧树脂。其在分子结构中含有羟基和醚键，固化过程进一步生成新的—OH 和—O—，使固化物具有很高的内聚力和粘附力。因此可以对金属、陶瓷、木材、水泥和塑料进行粘接。另外双酚A型环氧树脂属无毒树脂，一般用作灌浆材料的双酚A型环氧树脂类型主要为为E-44型，它具有黏接力强、收缩性小、稳定性高等优点；主要缺点是耐热性和韧性不高，耐湿热性和耐候性差，低温条件下，黏度很大，需加热才能从容器中倒出，操作不方便。
考虑到螺杆泵施工现场昼夜温差大、气候干旱，现场可操作时间短等综合因素，该螺杆泵灌浆施工采用E-51型环氧树脂，与E-44型相比其粘度相对较低，且操作较方便。2种环氧树脂的主要性能指标如表1所示。
1.2固化剂选型
环氧树脂的固化剂种类很多，如脂肪族胺类、芳香族胺类和各种胺改性物、有机酸及其酸酐、树脂类固化剂等，本文所涉及施工环境要求固化剂能在室温、低温、干燥条件下固化，据此选择聚酰胺固化剂，该类固化剂具有挥发性和毒性很小、与EP相容性良好、化学计量要求不严，用量可在40～100phr间变化、对固化物有很好的增韧效果、放热效应低，适用期较长的特点。聚酰胺的固化在常温下进行得较慢，若每百份加入 1-3 份的苯酚或DMP-30 则固化加快。
2.该高强环氧树脂灌浆料性能及特点
2.1主要性能特点
1、振动阻尼性佳
其化学键产生的强大界面粘接力将设备与基础结合为整体（消除振动波叠加的可能）并通过具有优越弹性模量的越高分子网状结构将动荷载向基础全面传递、分散，从而最大限度消减、控制振动。
2、耐久性佳
高抗压、耐冲击、无毛细孔的结构特点，使其能够在振动受压、冻融交替的恶劣工况下长期稳定使用。
3、耐化学侵蚀
可以耐受油、碱、盐、适度的酸和大多数脂类化学品长期接触。
4、易于灌浆
拌和物操作时间长、骨料掺量大、流动性大、适用温度广。
5、质量可靠
固化后无脱层开裂、有效承载率高（收缩率小、气泡少）。
6、与水泥基灌浆料相比优势明显该高强树脂灌浆料与水泥基灌浆料对比具有明显优势，具体见表2 。
3.施工工艺研究
3.1施工环境
该高强环氧树脂灌浆料在苏南区块螺杆泵更换施工过程中被首次使用，属新材料新工艺，之前由于国产螺杆泵振动过大，加之水泥基灌浆料振动阻尼性差，造成该国产泵电机振动大，检修频次高，跑冒滴漏现象經常出现，不能满足场站安全及环保要求。由于作为替代品的进口耐驰螺杆泵造价高，自重大，且该集气站在停产检修期间更换螺杆泵，为不影响尽快恢复生产，要求在拆除国产泵后，进口螺杆泵必须尽快投入生产，这就造成施工作业周期短、连续作业时间长，很有可能在夜间进行灌浆施工；同时由于该站所处现场属于西北沙漠地区典型气候：旱、雨季节分明；夏季早晚温差大、降雨频繁。对施工工艺提出了较高要求。
3.2施工过程
3.2.1泵基础采用高强速凝混凝土
为尽量缩短施工周期，确保与环氧树脂灌浆料接触的设备基础基层满足环氧树脂灌浆条件，在拆除旧泵后，通过外加减水剂和矿渣粉拌制高强速凝混凝土进行泵基础施工，依据实验报告，该基础2天强度值35.5 Mpa，达到设计强度60.0Mpa的59%，满足新螺杆泵就位所需强度条件。
3.2.2灌浆施工方法选择
目前使用最为广泛的环氧灌浆方法有四种，分别是：自重法、拉压引流法、固定式高位漏斗法，捣（推）浆法等。
通过对四种灌浆方法进行模拟对比试验，结果见表3，从实验数据可知，捣（推）浆法在灌注速度上虽然占有优势，但灌实面积仅为76%，且劳动强度大。最后我们选择了灌实面积大，灌浆速度较快的“固定式高位漏斗法”进行了螺杆泵的二次灌浆。
3.2.3灌浆具备的条件
1、二次灌浆应在机组精平、精对中合格后24h内进行。
2、混凝土基础灌浆面的质量要求：凿除混凝土表层浮浆并露出坚实骨料达50%，灌浆前保证清洁、干燥、无油脂。混凝土基础边缘向下凿出30-50mm宽斜边，以增大浆料接触面积。
3、对设备底板表面的处理：灌浆前应将设备底板金属表面的锈蚀除净（打磨达到SSPC-SP6的光洁度要求）并及时刷涂环氧底漆；与环氧浆料接触的表面必须用乙醇等挥发性溶剂将油污、灰尘等擦拭干净。
4、对设备螺栓的保护：灌浆前应确认螺栓套筒或螺栓孔内无积水、杂质，且设备螺栓与环氧浆料接触部分需用胶带缠绕，避免浆料不直接粘附在螺栓上。 3.2.4环氧树脂灌浆料的调制程序
将B（固化剂）倒入A（树脂）桶内，用手提式搅拌器（200-250rpm）充份混合约3分钟；随后，将A、B混合物与C（骨料） 在低速搅拌（15-20rpm）中混合，充分搅拌约4-5分钟至骨料全部浸润即可；为了保证混合物达到需要的流淌性，可以适当减少C（骨料）的用量（最多可减少3/4包填料）。按照陕西省建筑科学研究院出具的检验报告，该环氧树脂灌浆料在2天后抗压强度满足拆模及螺杆泵启动要求，7天后，强度及其他相关指标满足设计要求。相关数据见表4
3.3施工注意事项
1、施工时间
环境溫度包括地表及空气温度，该灌浆料可选择气温在5℃～35℃（28℃左右最好），天气干燥的时间施工。夏季施工避免太阳暴晒，必要时应搭建遮阳棚，尽量避免大风、阴雨天施工。
2、制模及设伸缩缝
（1）模板须搭接牢固，其内侧涂抹脱模蜡或粘贴PVC胶带以便于脱模；灌浆侧模板与设备基座间留出100-150mm左右距离，且高出设备底100mm以上，以便于灌浆或架设灌浆漏斗。在模板内侧灌浆水平高度钉立25mm宽斜木线条，可以在灌浆层边缘形成倒角，避免应力集中引起的裂纹。
（2）灌浆区域超过2m×2m时需将灌浆区域用伸缩缝分隔开，材质可选用木条或硬质海绵条，宽度20-30mm。
3、灌浆路径的选择
为了确保达到灌浆密实的目标，浆料应从一侧流入直至另一侧流出，防止内部空气无法排出而将来形成灌浆空洞；对于较长的设备应借助伸缩缝将区域分隔开后依次实施；对于设备中间设有灌浆口时，可以借助高位漏斗，设定从内由外的灌浆路径。由于该灌浆距离大于1.5m，且依据此前灌浆方法试验数据，采用固定式高位漏斗灌浆。
4、灌浆密实及表面收光施工要求
灌浆结束后，立即在设备四周检查浆料填充密实性。待浆料固化后，用铁锤敲击设备基板四周--如发出叮叮声则表明灌浆层密实，如发出咚咚声则表明灌浆层空鼓。灌浆结束后，为达到美观效果，用灰刀将浆料表面收光； 灌浆工具在施工结束后，可用清水或溶剂洗净。拆模时间一般在灌浆后1-2天 ，当用手指用力按灌浆层表面而无明显印迹时即可拆模。
5、养护
施工结束后至终凝前应注意成品防水（一般夏季5-10 h ；冬季16-24 h）；成型期内环境温度一般应控制在15—35℃；通常，环氧灌浆3d后即可拆模。
4.结束语
通过选择合适的环氧树脂灌浆材料，严格控制施工过程，经现场检测后，二次灌浆后密实无空洞现象；强度达到符合要求后，运转3 0 个工作日后，基础表面无裂纹等现象发生，其质量完全符合泵基础二次灌浆要求，泵基础达到了设备动荷载条件，现场实测泵运转时噪声值低于60分贝。该案例证明环氧树脂二次灌浆的步骤分解和施工过程工艺控制，有效的提高了二次灌浆工艺技术，使设备长周期安全平稳运行，为提高污水外输泵使用寿命创造了有利条件。
参考文献
[1]建筑施工手册.北京 ： 中国建筑工业出版社
[2]混凝土结构工程施工验收规范. GB50204-2002
[3]水泥基灌浆材料应用技术规范.GB/T50448—2008
[4] 石凤，段跃新，曾秀妮，等.双酚A型环氧树脂/催化型固化剂体系的黏度模型.复合材料学报，2005，22（6）：72-79.
[5] 祝烨然.卢安琪.新型灌浆材料的研制与应用.新型建筑材料，2006（6）：8一10.
作者简介：史斌，1985年生，工程师；2009年毕业于西南科技大学，土木工程学士学位；先后在长庆油田建设工程处长北壳牌合作区块、长庆油田建设工程处长南气田区块参与油气田产能建设，目前供职于长庆油田苏里格南作业分公司，主要从事油气田地面产建，对土建、工艺进行施工管理工作。
关键词：环氧树脂 灌浆 工艺
1.材料选型
环氧树脂灌浆材料具有黏接力高，具有常温下可固化、固化后收缩小、机械强度高、耐热性与稳定性好等优点。环氧树脂灌浆材料一般由A、B、C三种组份组成， A组分为环氧树脂，B组分一般为固化体系，C组分一般为填料，主要为石英砂。根据施工现场气候、温度、湿度等外界因素，及对灌浆层强度值的不同要求，相对应的组份选择的类型也各有差别。
1.1环氧树脂选型
市场上常用的环氧树脂以双酚A（即二酚基丙烷）型环氧树脂为主，即二酚基丙烷缩水甘油醚。在环氧树脂中它的原材料易得、成本最低，因而产量最大（在我国约占环氧树脂总产量的90%，在世界约占环氧树脂总产量的75%～80%），用途最广，被称为通用型环氧树脂。其在分子结构中含有羟基和醚键，固化过程进一步生成新的—OH 和—O—，使固化物具有很高的内聚力和粘附力。因此可以对金属、陶瓷、木材、水泥和塑料进行粘接。另外双酚A型环氧树脂属无毒树脂，一般用作灌浆材料的双酚A型环氧树脂类型主要为为E-44型，它具有黏接力强、收缩性小、稳定性高等优点；主要缺点是耐热性和韧性不高，耐湿热性和耐候性差，低温条件下，黏度很大，需加热才能从容器中倒出，操作不方便。
考虑到螺杆泵施工现场昼夜温差大、气候干旱，现场可操作时间短等综合因素，该螺杆泵灌浆施工采用E-51型环氧树脂，与E-44型相比其粘度相对较低，且操作较方便。2种环氧树脂的主要性能指标如表1所示。
1.2固化剂选型
环氧树脂的固化剂种类很多，如脂肪族胺类、芳香族胺类和各种胺改性物、有机酸及其酸酐、树脂类固化剂等，本文所涉及施工环境要求固化剂能在室温、低温、干燥条件下固化，据此选择聚酰胺固化剂，该类固化剂具有挥发性和毒性很小、与EP相容性良好、化学计量要求不严，用量可在40～100phr间变化、对固化物有很好的增韧效果、放热效应低，适用期较长的特点。聚酰胺的固化在常温下进行得较慢，若每百份加入 1-3 份的苯酚或DMP-30 则固化加快。
2.该高强环氧树脂灌浆料性能及特点
2.1主要性能特点
1、振动阻尼性佳
其化学键产生的强大界面粘接力将设备与基础结合为整体（消除振动波叠加的可能）并通过具有优越弹性模量的越高分子网状结构将动荷载向基础全面传递、分散，从而最大限度消减、控制振动。
2、耐久性佳
高抗压、耐冲击、无毛细孔的结构特点，使其能够在振动受压、冻融交替的恶劣工况下长期稳定使用。
3、耐化学侵蚀
可以耐受油、碱、盐、适度的酸和大多数脂类化学品长期接触。
4、易于灌浆
拌和物操作时间长、骨料掺量大、流动性大、适用温度广。
5、质量可靠
固化后无脱层开裂、有效承载率高（收缩率小、气泡少）。
6、与水泥基灌浆料相比优势明显该高强树脂灌浆料与水泥基灌浆料对比具有明显优势，具体见表2 。
3.施工工艺研究
3.1施工环境
该高强环氧树脂灌浆料在苏南区块螺杆泵更换施工过程中被首次使用，属新材料新工艺，之前由于国产螺杆泵振动过大，加之水泥基灌浆料振动阻尼性差，造成该国产泵电机振动大，检修频次高，跑冒滴漏现象經常出现，不能满足场站安全及环保要求。由于作为替代品的进口耐驰螺杆泵造价高，自重大，且该集气站在停产检修期间更换螺杆泵，为不影响尽快恢复生产，要求在拆除国产泵后，进口螺杆泵必须尽快投入生产，这就造成施工作业周期短、连续作业时间长，很有可能在夜间进行灌浆施工；同时由于该站所处现场属于西北沙漠地区典型气候：旱、雨季节分明；夏季早晚温差大、降雨频繁。对施工工艺提出了较高要求。
3.2施工过程
3.2.1泵基础采用高强速凝混凝土
为尽量缩短施工周期，确保与环氧树脂灌浆料接触的设备基础基层满足环氧树脂灌浆条件，在拆除旧泵后，通过外加减水剂和矿渣粉拌制高强速凝混凝土进行泵基础施工，依据实验报告，该基础2天强度值35.5 Mpa，达到设计强度60.0Mpa的59%，满足新螺杆泵就位所需强度条件。
3.2.2灌浆施工方法选择
目前使用最为广泛的环氧灌浆方法有四种，分别是：自重法、拉压引流法、固定式高位漏斗法，捣（推）浆法等。
通过对四种灌浆方法进行模拟对比试验，结果见表3，从实验数据可知，捣（推）浆法在灌注速度上虽然占有优势，但灌实面积仅为76%，且劳动强度大。最后我们选择了灌实面积大，灌浆速度较快的“固定式高位漏斗法”进行了螺杆泵的二次灌浆。
3.2.3灌浆具备的条件
1、二次灌浆应在机组精平、精对中合格后24h内进行。
2、混凝土基础灌浆面的质量要求：凿除混凝土表层浮浆并露出坚实骨料达50%，灌浆前保证清洁、干燥、无油脂。混凝土基础边缘向下凿出30-50mm宽斜边，以增大浆料接触面积。
3、对设备底板表面的处理：灌浆前应将设备底板金属表面的锈蚀除净（打磨达到SSPC-SP6的光洁度要求）并及时刷涂环氧底漆；与环氧浆料接触的表面必须用乙醇等挥发性溶剂将油污、灰尘等擦拭干净。
4、对设备螺栓的保护：灌浆前应确认螺栓套筒或螺栓孔内无积水、杂质，且设备螺栓与环氧浆料接触部分需用胶带缠绕，避免浆料不直接粘附在螺栓上。 3.2.4环氧树脂灌浆料的调制程序
将B（固化剂）倒入A（树脂）桶内，用手提式搅拌器（200-250rpm）充份混合约3分钟；随后，将A、B混合物与C（骨料） 在低速搅拌（15-20rpm）中混合，充分搅拌约4-5分钟至骨料全部浸润即可；为了保证混合物达到需要的流淌性，可以适当减少C（骨料）的用量（最多可减少3/4包填料）。按照陕西省建筑科学研究院出具的检验报告，该环氧树脂灌浆料在2天后抗压强度满足拆模及螺杆泵启动要求，7天后，强度及其他相关指标满足设计要求。相关数据见表4
3.3施工注意事项
1、施工时间
环境溫度包括地表及空气温度，该灌浆料可选择气温在5℃～35℃（28℃左右最好），天气干燥的时间施工。夏季施工避免太阳暴晒，必要时应搭建遮阳棚，尽量避免大风、阴雨天施工。
2、制模及设伸缩缝
（1）模板须搭接牢固，其内侧涂抹脱模蜡或粘贴PVC胶带以便于脱模；灌浆侧模板与设备基座间留出100-150mm左右距离，且高出设备底100mm以上，以便于灌浆或架设灌浆漏斗。在模板内侧灌浆水平高度钉立25mm宽斜木线条，可以在灌浆层边缘形成倒角，避免应力集中引起的裂纹。
（2）灌浆区域超过2m×2m时需将灌浆区域用伸缩缝分隔开，材质可选用木条或硬质海绵条，宽度20-30mm。
3、灌浆路径的选择
为了确保达到灌浆密实的目标，浆料应从一侧流入直至另一侧流出，防止内部空气无法排出而将来形成灌浆空洞；对于较长的设备应借助伸缩缝将区域分隔开后依次实施；对于设备中间设有灌浆口时，可以借助高位漏斗，设定从内由外的灌浆路径。由于该灌浆距离大于1.5m，且依据此前灌浆方法试验数据，采用固定式高位漏斗灌浆。
4、灌浆密实及表面收光施工要求
灌浆结束后，立即在设备四周检查浆料填充密实性。待浆料固化后，用铁锤敲击设备基板四周--如发出叮叮声则表明灌浆层密实，如发出咚咚声则表明灌浆层空鼓。灌浆结束后，为达到美观效果，用灰刀将浆料表面收光； 灌浆工具在施工结束后，可用清水或溶剂洗净。拆模时间一般在灌浆后1-2天 ，当用手指用力按灌浆层表面而无明显印迹时即可拆模。
5、养护
施工结束后至终凝前应注意成品防水（一般夏季5-10 h ；冬季16-24 h）；成型期内环境温度一般应控制在15—35℃；通常，环氧灌浆3d后即可拆模。
4.结束语
通过选择合适的环氧树脂灌浆材料，严格控制施工过程，经现场检测后，二次灌浆后密实无空洞现象；强度达到符合要求后，运转3 0 个工作日后，基础表面无裂纹等现象发生，其质量完全符合泵基础二次灌浆要求，泵基础达到了设备动荷载条件，现场实测泵运转时噪声值低于60分贝。该案例证明环氧树脂二次灌浆的步骤分解和施工过程工艺控制，有效的提高了二次灌浆工艺技术，使设备长周期安全平稳运行，为提高污水外输泵使用寿命创造了有利条件。
参考文献
[1]建筑施工手册.北京 ： 中国建筑工业出版社
[2]混凝土结构工程施工验收规范. GB50204-2002
[3]水泥基灌浆材料应用技术规范.GB/T50448—2008
[4] 石凤，段跃新，曾秀妮，等.双酚A型环氧树脂/催化型固化剂体系的黏度模型.复合材料学报，2005，22（6）：72-79.
[5] 祝烨然.卢安琪.新型灌浆材料的研制与应用.新型建筑材料，2006（6）：8一10.
作者简介：史斌，1985年生，工程师；2009年毕业于西南科技大学，土木工程学士学位；先后在长庆油田建设工程处长北壳牌合作区块、长庆油田建设工程处长南气田区块参与油气田产能建设，目前供职于长庆油田苏里格南作业分公司，主要从事油气田地面产建，对土建、工艺进行施工管理工作。