聚丙烯腈纤维及其合成工艺(DOC)

1、聚丙烯腈纤维及其合成工艺摘 要：聚丙烯腈纤维由聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85%(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。丙烯腈的聚合属于自由基型链式反应，通常有丙烯腈经自由基引发剂引发聚合而成。其聚合方法根据所用溶剂（介质）的不同，可分为均相溶液聚合（一步法）和非均相溶液聚合（二步法）。关键词：聚丙烯腈纤维；合成工艺；均相溶液聚合；水相沉淀聚合前言聚丙烯腈纤维的商品名是腈纶，由聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85%(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。聚丙烯腈纤维的性能极似羊毛，弹性较好，伸长20%时回弹率仍可保持65%，蓬松卷曲而柔软，保暖性比羊毛高15%，强度比羊毛高12.5倍，有合成羊毛之

2、称。因为聚丙烯腈纤维具有柔软、膨松、不易染、色泽鲜艳、耐光、抗菌、不怕虫蛀等优点，根据不同的用途的要求，可纯纺或与天然纤维混纺，其纺织品被广泛地用于服装、装饰等领域。二、聚丙烯腈的结构和特性 1、聚丙烯腈的结构聚丙烯腈自问世，因其严重的发脆、熔点高，当加热到280290还未熔融就开始分解无法进行纺丝的缺点，应用受到限制。使用第二单体与丙烯腈共聚，聚合物分子间作用力降低，克服了脆性并改善了柔性和弹性，使聚丙烯腈成为重要的合成纤维品种。以后随着第三单体的引入，进一步改善了纤维的染色性，这样聚丙烯腈的生产才得到迅速发展。常用的第二单体有HYPERLINK /zt/we/index.shtml丙烯酸甲

3、酯(CH2CH-COOCH3)、甲基丙烯酸甲酯CH2C(CH3)COOCH3、HYPERLINK /cgi-bin/ls?c=%b9%a9%d3%a6%d0%c5%cf%a2&i=&s=&w=%b4%d7%cb%e1%d2%d2%cf%a9&d=&k=0&z=&a=&j=&f=醋酸乙烯酯(CH2CHOOCCH3)等中性单体，第三单体有丙烯磺酸CH2C(SO3H)-CH3、丙烯酸(CH2CHCOOH)、衣康酸(CH2=CHCOOHCH2COOH)等。例：由丙烯腈、丙烯酸甲酯和丙烯磺酸聚合成的聚丙烯腈纤维的结构如下：2、聚丙烯腈的特性（1）聚丙烯腈纤维的热学性能 聚丙烯腈纤维具有特殊的热收缩性，将

4、纤维热拉伸1.11.6倍后骤然冷却，则纤维的伸长暂时不能恢复，若在松弛状态下高温处理，则纤维会相应地发生大幅度回缩，这种性质称为聚丙烯腈纤维的热弹性。（2）聚丙烯腈纤维的吸湿性与染色性 吸湿性较差，标准回潮率为1.22。由于聚丙烯腈纤维中加入了第二、第三单体，改善了染色性，可采用阳离子染料或酸性染料染色。（3）聚丙烯腈纤维的物理性质聚丙烯腈为白色粉末状物质，密度为1.141.15g/cm2，在220230软化的同时发生分解。聚丙烯腈纤维大分子中含有氰基，能吸收日光中的紫外线而保护分子主链，因而聚丙烯腈纤维的耐光性是最好的。成纤聚丙烯腈的分子量通常在10000以上，而且要求分子量分散性较小。（4

5、）聚丙烯腈纤维的化学性质 聚丙烯腈对化学药品的稳定性良好，但在浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸的作用下会溶解。耐碱性比锦纶差，在热稀碱、冷浓碱溶液中会变黄，在热浓碱溶液中会立即被破坏。三、聚丙烯腈纤维的合成工艺1、聚丙烯腈的合成丙烯腈的聚合属于自由基型链式反应，通常有丙烯腈经自由基引发剂引发聚合而成。其聚合方法根据所用溶剂（介质）的不同，可分为均相溶液聚合（一步法）和非均相溶液聚合（二步法）。均相溶液聚合，所用的溶剂既能溶解单体，又能溶解聚合物，例如NaSCN水溶液、氯化锌水溶液等。聚合结束后，聚合可直接纺丝，使聚合纺丝连续化。非均相溶液聚合 ，聚合过程中聚合物不断地呈絮状沉淀析出，需经分离以后用合适的

6、溶剂重新溶解，以制成纺丝原液才可以纺织纤维。均相溶液聚合是采用的溶液是水则称为“水相沉淀聚合法”。聚丙烯腈纤维以丙烯腈为主（其质量含量大于85%）的三元共聚物，第二单体和第三单体的种类、含量和作用如表一所示。表一 与丙烯酸共聚的第二、第三单体单体含量种类作用第二单体3%12%HYPERLINK /zt/we/index.shtml丙烯酸甲酯(CH2CH-COOCH3)、甲基丙烯酸甲酯CH2C(CH3)COOCH3、HYPERLINK /cgi-bin/ls?c=%b9%a9%d3%a6%d0%c5%cf%a2&i=&s=&w=%b4%d7%cb%e1%d2%d2%cf%a9&d=&k=0&z=

7、&a=&j=&f=醋酸乙烯酯(CH2CHOOCCH3)等中性单体破坏大分子链的规整性，降低大分子链的敛密集度，改善染色性和弹性第三单体1%3%第三单体有甲基丙烯磺酸钠、衣康酸(CH2=CHCOOHCH2COOH)丙烯磺酸CH2C(SO3H)-CH3、丙烯酸(CH2CHCOOH)、等引入亲染料的基团2、聚丙烯腈的均相溶液聚合工艺整个流程为分四个工序，分别为配料、聚合、脱除单体及原液准备。2.1均相溶液聚合的配料NaSCN水溶液作为溶剂的均相溶液聚合的配方原料如表二所示。 表二 丙烯腈均相溶液聚合的配方原料及工艺条件组分质量份数聚合工艺条件数值丙烯腈91.7聚合反应温度，76-80丙烯酸甲酯7聚合

8、反应时间,h1.2-1.5衣康酸1.3高转化率控制范围,%70-75偶氮二异丁腈0.75高转化率时聚合物浓度,%11.9-12.75异丙醇（分子量调节剂）1-3低转化率控制范围,%50-55二氧化硫脲（浅色剂）0.75低转化率时聚合物浓度,%10-11硫氰酸钠水溶液（浓度51-52%）80-80.5搅拌速度，r/min50-802.2均相溶液聚合的聚合过程NaSCN水溶液作为溶剂的均相溶液聚合工艺流程图如图一所示，原料丙烯醇、丙烯酸甲脂、衣康酸一钠盐溶液(用22%NaOH水溶液将衣康酸配制成13.5%衣康酸一钠盐溶液)、偶氮二异丁腈和二氧化硫脲、硫氰酸钠水溶液均分别计量后连续地以稳定的流量注人

9、混合器内，与聚合浆液中脱除出的未反应单体等物充分混合，调节pH=4.8-5.2并调温后，与异丙醇在输送管道中混合连续地送入聚合釜中，在反应釜内进行聚合，其聚合工艺条件为：聚合釜反应温度为76-80，聚合反应时间为1.2-1.5小时，搅拌速度为50-80 r/min。2.3聚合物脱除单体聚合后浆液在两个脱单体塔内真空脱除未聚合的单体。从混合器中抽出一部分混合液冷至9送入单体冷凝器作为喷淋液使用，由两个脱单体塔分离逸出的混合蒸汽被喷淋液冷凝成液体，一起返回到混合器循环使用。蒸汽被冷凝成液体，体积大大减小因而形成真空，聚合液中最终单体含量低于0.2%，把聚合物单体通入原液聚合槽中进行进一步的混合及储

10、存。原液混合槽中的单体送到脱泡桶中，余压为1.3-3.3Kpa的真空下脱除原液中的气泡，再与混合消光剂的添加剂在纺前多级混合器中混合，之后再通入原液过滤机除去机械杂质，之后聚合物可作为纺丝原液直接送去纺丝。图一 聚丙烯腈均相聚合工艺流程简图（连续法）2.4原液准备原液准备过程由四个设备来完成:（1）原液混合槽，若前面工序所得的产物不稳定，它的庞大体积起着“混合”和“仓库”的作用；（2）脱泡桶，真空下脱除原液中的气泡，有利于纺丝；（3）纺前多级混合器，用以混合消光剂等添加剂；（4）原液过滤器，用以除去原液中的机械杂质。3均相溶液聚合工艺的主要控制因素（1）单体的配比及总浓度聚丙烯腈纤维中的三种单

11、体的配比一般是AN(M1):M2:M3 =94.588:510：0.52。用NaSCN水溶液作为溶剂的均相溶液聚合时，反应所得的聚合物溶液可以直接作为纺丝原料去纺丝。根据产品纤维及纺丝工艺的要求，控制聚合物的分子量在58万，原液中的聚合物浓度为12.2%13.5%，NaSCN浓度为44%45%。则聚合物配料中的单体总浓度控制在17%21%。表三 单体浓度对聚合反应的影响反应体系中单体浓度，%转化率，%增比粘度，sp868.62.181078.82.521281.82.641482.62.801683.12.79（2）聚合温度氰酸因单体的沸点较低，故适宜的反应温度在80以下，一般在7678。（3

12、）原料中杂质的影响单体中常含有氢氰酸、乙醛、乙腈等杂质，会影响反应速率和降低聚合物的分子量。故各种原料的纯度必须控制。（4）聚合时间及转化率聚合时间短，聚合热来不及散发，聚合转化率低；聚合时间长，则会降低设备的生产能力。一般通过调整引发剂等因素使得聚合时间控制在1.52.0h，并达到一定的聚合转化率（低转化率在50%55%，中转化率在70%75%）即停止聚合。表四 聚合时间对聚合转化率和聚合分子量的影响 聚合时间/min总固体/%转化率/%分子量AN/56011.567.68530087.88012.1471.48630086.812012.1271.37750088.1（5）介质pH值pH小

13、于4时，NaSCN易发生分解，故一般控制在4.85.2。（6）引发剂和分子量调节剂常用的引发剂为偶氮二异丁腈，随引发剂浓度的增加，聚合速率加快，但聚合分子量降低。分子量调节剂为异丙醇，实验表明，聚合液的平均分子量随异丙醇的用量增加而递减，而转化率变化很小，故用异丙醇的加入来调节聚合物的分子量大小。图二 偶氮二异丁腈对AN共聚的影响（7）染色剂二氧化硫脲的影响浅色剂的作用是防止空气中的氧或其它氧化剂对聚合体系中有机原料或溶剂的氧化，以保持稳定。二氧化硫脲(TUP)是一种性能量良好的浅色剂，能改善聚丙烯腈纤维的色泽。加入0.75% 时，透光率可提高到95%，通常加入量为单体量的0.5-1.2%左右

14、。4、均相溶液聚合工艺的特点（1） 聚丙烯腈不溶于丙烯腈，但丙烯腈与丙烯酸甲酯等第二单体共聚合，溶解性能改善，可溶于硫氰酸钠、二甲基甲酰胺等溶剂中进行均相溶液聚合。（2） 丙烯腈溶液聚合中，存在多种链转移反应，由于溶剂的存在，大分子自由基向溶剂的链转移，结果使大分子支化受到抑制。因此，一般选择链转移常数适当的溶剂，且用异丙醇或乙醇作调节剂。（3） 丙烯腈聚合中，采用不同溶剂、不同的聚合方法，对引发剂的选择也有所不同。例如硫氰酸钠、二甲基聚砜为溶液常以偶氮二异丁腈为引发剂。（4） 丙烯腈单体活性较大，可以同许多单体进行共聚改性，为改善聚丙烯腈纤维性能奠定了基础。 5、丙烯腈的水相沉淀聚合对聚丙烯

15、腈纤维生产来说，采用水相沉淀聚合供以后取得的聚合物，必须再行溶解才可以纺丝，这种将树脂生产与纺丝工序分段进行的“聚合”+“溶解纺丝”的方法，故又称为聚丙烯腈纤维的“二步法”。单体在水中有一定的溶解度，当用水溶性引发剂引发聚合时，生成聚合物不溶于水而从水相中沉淀析出，所以称为“水相沉淀聚合法”。5.1水相沉淀聚合的工艺流程5.1.1水相沉淀聚合的原料工艺条件丙烯腈水相沉淀聚合是聚丙烯腈纤维的主要生产方式之一，它是根据丙烯腈单体在水中有一定溶解度（20-7.35%，40-7.9%，60-9.10%）而聚合物则不溶于水的特点而进行通常采用水溶性氧化还原引发体系。引发剂的分解活化能较低，聚合可以在30

16、50之间甚至还可以在更低温度下进行。水相沉淀聚合的有反应热容易控制，产物的分子量分布较均一，聚合速度快，聚合体转化率较高等特点。其工艺条件如表五所示。表五 水相沉淀聚合工艺条件聚合工艺条件数值聚合温度/35-55聚合时间/h1-2单体总浓度/%28-30高聚合转化率/%80-85搅拌速度/ r/min55聚合的pH1.9-水相沉淀法的聚合过程图三 聚丙烯腈（连续式）水相沉淀聚合工艺流程示意图丙烯腈连续式水相沉淀聚合工艺流程如图三所示，其整个流程分为四个工艺，分别是原料准备、聚合、回收为反应的单体及聚合物后处理。原料丙烯醇、丙烯酸甲脂、第三单体、NaClO3Na2SO3水溶液等引发剂和水通过计量

17、泵打入聚合釜。用次硝酸调节聚合液的pH值为1.9-2.2，在40下进行聚合反应，控制一定的转化率，之后将聚合釜内含单体的聚合淤浆压至碱终止釜，用氢氧化钠水溶液调节pH值使反应终止。将含有单体的淤浆送至脱单体塔，用低压蒸汽在减压下驱赶未反应的单体并将其回收。脱除单体后的聚合物淤浆在脱水离心机中经脱水、洗涤、千燥即得粉状丙烯睛共聚物。5.3水相沉淀法的优势水相沉淀法可以将聚丙烯腈纤维生产与纺丝工序分段进行，一旦发生停车事故，可以避免互相影响。连续水相沉淀聚合法有下列优点：（1）水相沉淀聚合通常采用水溶性氧化-还原引发体系，引发剂分解活化能较低，可在30-55甚至更低的温度下进行聚合，所得产物色泽较

18、白；（2）水相沉淀聚合的反应热易于排除，聚合温度容易控制，从水相得到的产品分子量分布较均一；（3）聚合速率快，聚合物粒子比较均匀，转化率较高；（4）聚合物浆液易于处理，对于纺丝溶液硫氰酸纳水溶液的纯度要求不像均相法要求的纯度那样高，可省去溶剂回收过程；（5）聚丙烯腈固体粒子干燥后可作半成品出售；（6）选用适当的氧化-还原引发体系，如以过硫酸盐作为氧化剂，可使聚丙烯腈分子中含有磺酸基团，可染性增强，使第三单体用量减少,节约成本。四、聚丙烯腈的合成工艺的评价通过对聚丙烯腈共聚物合成的两种不同聚合方法和聚合条件的生产工艺对比，两种工艺各具其优缺点。均相溶液聚合，单体可溶于硫氰酸钠、二甲基甲酰胺等第二

19、单体溶剂中进行反应，溶解性能改善；聚合热容易导出，避免了由于局部过热而引起的自动加速现象，聚合物的相对分子质量分布较窄，保证了产品质量；同时聚合反应容易控制，可以实现连续聚合、连续纺丝。但不足的是要考虑溶剂对聚合反映的影响，在溶液聚合中，酸碱度控制不好容易造成分子链转移和反应的阻聚；原料的纯度必须严格控制，否则杂质影响产品质量，减低聚合速率和分子量；聚合反应温度比水相沉淀聚合的反应温度高出一半，热能消耗大，另外溶液后处理复杂，增加了溶剂回收工序。水相沉淀聚合通常采用水溶性氧化-还原引发体系，引发剂分解活化能较低，聚合温度低，所得产物色泽较白；聚合的反应热易于排除，聚合温度容易控制，所得产品分子

20、量分布均一、平均分子量较高；聚合速率快，聚合物粒子比较均匀，转化率较高，聚合物物料为浆状液容易处理，溶液后处理简单；最后得出的产品干燥后即可作为半成品出售，省去溶剂回收过程。但不足的是聚合较多地采用含有碱金属离子的水溶性引发体系，聚合釜釜壁容易结疤，釜内聚合体容易沉淀堆积，不仅不利于提高聚丙烯腈原液的性能，而且降低了聚合釜的导热性和有效容积，影响聚合温度和聚合时间，同时沉淀物的脱落沉积易使管道堵塞，使聚合釜的搅拌功率上升。聚丙烯腈固体用溶剂重新溶解，以制成纺丝原液，比一步法增加一道“溶解”生产工序，聚合物浆状物分离、干燥耗能较大。由于“二步法”生产聚丙烯腈纤维质量较好，目前世界上生产多采用“二

21、步法”来生产聚丙烯腈纤维。参考文献赵德仁，张慰盛.，高聚物合成工艺学（第二版），化学工业出版社，2012.李克友，张菊华，向福如，高分子合成原理及工艺学，科学出版社，1999.陈厚. 两种聚丙烯睛原丝结构与性能的对比研究J. 金山油化纤，2000,2：1-6.张林，孙钟，杨明远.水相沉淀聚合法合成聚丙烯睛的工艺研究J. 现代塑料加工应用，1997,10（2）：8-10.张连敏, 李祥高. 聚丙烯腈纤维的生产技术及其应用综述J. 非织造布，2007,15（2）：35-38.T.Gries. 聚丙烯腈纤维的发展: 开发简史与生产工艺J. 国外纺织技术，2003,11:9-20.附录资料：不需要的可

22、以自行删除地下连续墙施工工艺标准1、范围本工艺适用于工业与民用建筑地下连续墙基坑工程。地下连续墙是在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水结构。本法特点是：施工振动小，墙体刚度大，整体性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支护及进行逆作法施工，可用于各种地质条件下，包括砂性土层、粒径50mm以下的砂砾层中施工等。适用于建造建筑物的地下室、地下商场、停车场、地下油库、挡土墙、高层建

23、筑的深基础、逆作法施工围护结构，工业建筑的深池、坑；竖井等。2、施工准备2.1材料要求2.1.1水泥用32.5号或42.5号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，要求新鲜无结块。2.1.2砂宜用粒度良好的中、粗砂，含泥量小于5%。2.1.3石子宜采用卵石，如使用碎石，应适当增加水泥用量及砂率，以保证坍落度及和易性的要求。其最大粒径不应大于导管内径的16和钢筋最小间距的14，且不大于40mm。含泥量小于2%。2.1.4外加剂可根据需要掺加减水剂、缓凝剂等外加剂，掺入量应通过试验确定。2.1.5钢筋按设计要求选用，应有出厂质量证明书或试验报告单，并应取试样作机械性能试验，合格后方可使用。2.1.6泥浆材

24、料泥浆系由土料、水和掺合物组成。拌制泥浆使用膨润土，细度应为200250目，膨润率510倍，使用前应取样进行泥浆配合比试验。如采取粘土制浆时，应进行物理、化学分析和矿物鉴定，其粘粒含量应大于50%，塑性指数大于20，含砂量小于5%，二氧化硅与三氧化铝含量的比值宜为34。掺合物有分散剂、增粘剂(CMC)等。外加剂的选择和配方需经试验确定，制备泥浆用水应不含杂质，pH值为79。2.2主要机具设备2.2.1成槽设备有多头钻成槽机、抓斗式成槽机、冲击钻、砂泵或空气吸泥机(包括空压机)、轨道转盘等2.2.2混凝土浇灌机具有混凝土搅拌机、浇灌架(包括储料斗、吊车或卷扬机)、金属导管和运输设备等。2.2.3

25、制浆机具有泥浆搅拌机、泥浆泵、空压机、水泵、软轴搅拌器、旋流器、振动筛、泥浆比重秤、漏斗粘度计、秒表、量筒或量杯、失水量仪、静切力计、含砂量测定器、pH试纸等。2.2.4槽段接头设备有金属接头管、履带或轮胎式起重机、顶升架(包括支承架、大行程千斤顶和油泵等)或振动拔管机等。2.2.5其他机具设备有钢筋对焊机，弯曲机，切断机，交、直流电焊机，大、小平锹，各种扳手等。2.3作业条件、2.3.1在工程范围内钻探，查明地质、地层、土质以及水文情况，为选择挖槽机具、泥浆循环工艺、槽段长度等提供可靠的技术数据.。同时进行钻探，摸清地下连续墙部位的地下障碍物情况。2.3.2按设计地面标高进行场地平整，拆迁施

26、工区域内的房屋、通讯、电力设施以及上下水管道等障碍物，挖除工程部位地面以下m内的地下障碍物。施工场地周围设置排水系统。2.3.3根据工程结构、地质情况及施工条件制定施工方案，选定并准备机具设备，进行施工部署、平面规划、劳动配备及划分槽段；确定泥浆配合比、配制及处理方法，编制材料、施工机具需用量计划及技术培训计划，提出保证质量、安全及节约等的技术措施。2.3.4按平面及工艺要求设置临时设施，修筑道路，在施工区域设置导墙；安装挖槽、泥浆制配、处理、钢筋加工机具设备；安装水电线路；进行试通水、通电、试运转、试挖槽、混凝土试浇灌。3、操作工艺3.1工艺流程(图3.1)图3.1多头钻施工及泥浆循环工艺3

27、.2导墙设置3.2.1在槽段开挖前，沿连续墙纵向轴线位置构筑导墙，采用现浇混凝土或钢筋混凝土浇3.2.2导墙深度一般为12m，其顶面略高于地面50100mm，以防止地表水流入导沟。导墙的厚度一般为100200mm，内墙面应垂直，内壁净距应为连续墙设计厚度加施工余量(一般为4060mm)。墙面与纵轴线距离的允许偏差为10mm，内外导墙间距允许偏盖5mm，导墙顶面应保持水平。3.2.3导墙宜筑于密实的粘性土地基上。墙背宜以土壁代模，以防止槽外地表水渗入槽内。如果墙背侧需回填土时，应用粘性土分层夯实，以免漏浆。每个槽段内的导墙应设一溢浆孔。3.2.4导墙顶面应高出地下水位1m以上，以保证槽内泥浆液面

28、高于地下水位0.5m以上，且不低于导墙顶面0.3m。3.2.5导墙混凝土强度应达到70%以上方可拆模。拆模后，应立即将导墙间加木支撑至槽段开挖拆除。严禁重型机械通过、停置或作业，以防导墙开裂或变形。3.3泥浆制备和使用3.3.1泥浆的性能和技术指标，应根据成槽方法和地质情况而定，一般可按表3.3.1采用。泥浆性能指标表3.3.1项目性能指标检查方法一般地层软弱土层密度粘度胶体率稳定性失水量pH值泥皮厚度静切力(1min)含砂量1.041.25kgL1822s95%0.05gcm330mL30min101.53.0mm30min1020mgcm298%0.02gcm320mL30min891.0

29、1.5mm30min2050mgcm24%泥浆密度秤500700mL漏斗法100mL量杯法500mL量筒或稳定计失水量仪pH试纸失水量仪静切力计含砂量测定器注：1.密度：表中上限为新制泥浆，下限为循环泥浆。一般采用膨润土泥浆时，新浆密度控制在1.041.05；循环程中的泥浆控制在1.251.30；对于松散易坍地层，密度可适当加大。浇灌混凝土前槽内泥浆控制在1.151.25，视土质情况而定；2.成槽时，泥浆主要起护壁作用，在一般情况下可只考虑密度、粘度、胶体率三项指标；3.当存在易塌方土层(如砂层或地下水位下的粉砂层等)或采用产生冲击、冲刷的掘削机械时，应适当考虑，泥浆粘度，宜用2530s。3.

30、3.2在施工过程中应加强检查和控制泥浆的性能，定时对泥浆性能进行测试，随时调泥浆配合比，做好泥浆质量检测记录。一般作法是：在新浆拌制后静止24h，测一次全项(含砂量除外)；在成槽过程中，一般每进尺15m或每4h测定一次泥浆密度和粘度。在槽结束前测一次密度、粘度；浇灌混凝土前测一次密度。两次取样位置均应在槽底以上200mm处。失水量和pH值，应在每槽孔的中部和底部各测一次。含砂量可根据实际情况测定。稳定性和胶体率一般在循环泥浆中不测定。3.3.3泥浆必须经过充分搅拌，常用方法有：低速卧式搅拌机搅拌；螺旋桨式搅拌机搅拌；压缩空气搅拌；离心泵重复循环。泥浆搅拌后应在储浆池内静置24h以上，或加分散剂

31、膨润土或粘土充分水化后方可使用。3.3.4通过沟槽循环或混凝土换置排出的泥浆，如重复使用，必须进行净化再生处理。一般采用重力沉降处理，它是利用泥浆和土渣的密度差，使土渣沉淀，沉淀后的泥浆进入贮浆池，贮浆池的容积一般为一个单元槽段挖掘量及泥浆槽总体积的2倍以上。沉淀池和贮浆池设在地上或地下均可，但要视现场条件和工艺要求合理配置。如采用原土造浆循环时，应将高压水通过导管从钻头孔射出，不得将水直接注入槽孔中。3.3.5在容易产生泥浆渗漏的土层施工时，应适当提高泥浆粘度和增加储备量，并备堵漏材料。如发生泥浆渗漏，应及时补浆和堵漏，使槽内泥浆保持正常。3.4槽段开挖3.4.1挖槽施工前应预先将连续墙划分

32、为若干个单元槽段，其长度一般为47m。每个单元槽段由若干个开挖段组成。在导墙顶面划好槽段的控制标记，如有封闭槽段时，必须采用两段式成槽，以免导致最后一个槽段无法钻进。3.4.2成槽前对钻机进行一次全面检查，各部件必须连接可靠，特别是钻头连接螺栓不得有松脱现象。3.4.3为保证机械运行和工作平稳，轨道铺设应牢固可靠，道碴应铺填密实。轨道宽度允许误差为5mm，轨道标高允许误差10mm。连续墙钻机就位后应使机架平稳，并使悬挂中心点和槽段中心一致。钻机调好后，应用夹轨器固定牢靠。3.4.4挖槽过程中，应保持槽内始终充满泥浆，以保持槽壁稳定。成槽时，依排渣和泥浆循环方式分为正循环和反循环。当采用砂泵排渣

33、时，依砂泵是否潜入泥浆中，又分为泵举式和泵吸式。一般采用泵举式反循环方式排渣，操作简便，排泥效率高，但开始钻进须先用正循环方式，待潜水砂泵电机潜入泥浆中后，再改用反循环排泥。3.4.5当遇到坚硬地层或遇到局部岩层无法钻进时，可辅以采用冲击钻将其破碎，用空气吸泥机或砂泵将土渣吸出地面。3.4.6成槽时要随时掌握槽孔的垂直精度，应利用钻机的测斜装置经常观测偏斜情况，不断调整钻机操作，并利用纠偏装置来调整下钻偏斜。3.4.7挖槽时应加强观测，如槽壁发生较严重的局部坍落时，应及时回填并妥善处理。槽段开挖结束后，应检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度等项目，合格后方可进行清槽换浆。在挖槽过程中应作好施工记录

34、。3.5清槽3.5.1当挖槽达到设计深度后，应停止钻进，仅使钻头空转而不进尺，将槽底残留的土打成小颗粒，然后开启砂泵，利用反循环抽浆，持续吸渣1015min，将槽底钻渣清除干净。也可用空气吸泥机进行清槽。3.5.2当采用正循环清槽时，将钻头提高槽底100200mm，空转并保持泥浆正常循环，以中速压入泥浆，把槽孔内的浮渣置换出来。3.5.3对采用原土造浆的槽孔，成槽后可使钻头空转不进尺，同时射水，待排出泥浆密度降到1.1左右，即认为清槽合格。但当清槽后至浇灌混凝土间隔时间较长时，为防止泥浆沉淀和保证槽壁稳定，应用符合要求的新泥浆将槽孔的泥浆全部置换出来。3.5.4清理槽底和置换泥浆结束1h后，槽

35、底沉渣厚度不得大于200mm；浇混凝土前槽底沉渣厚度不得大于300mm，槽内泥浆密度为1.11.25、粘度为1822s、含砂量应小于8%。3.6钢筋笼制作及安放3.6.1钢筋笼的加工制作，要求主筋净保护层为7080mm。为防止在插入钢筋笼时擦伤槽面，并确保钢筋保护层厚度，宜在钢筋笼上设置定位钢筋环、混凝土垫块。纵向钢筋底端距槽底的距离应有100200mm，当采用接头管时，水平钢筋的端部至接头管或混凝土及接头面应留有100150mm间隙。纵向钢筋应布置在水平钢筋的内侧。为便于插入槽内，利钢筋底端宜稍向内弯折。钢筋笼的内空尺寸，应比导管连接处的外径大100mm以上。3.6.2为了保证钢筋笼的几何尺

36、寸和相对位置准确，钢筋笼宜在制作平台上成型。钢筋笼每棱边(横向及竖向)钢筋的交点处应全部点焊，其余交点处采用交错点焊。对成型时临时扎结的铁丝，宜将线头弯向钢筋笼内侧。为保证钢筋笼在安装过程中具有足够的刚度，除结构受力要求外，尚应考虑增设斜拉补强钢筋，将纵向钢筋形成骨架并加适当附加钢筋。斜拉筋与附加钢筋必须与设计主筋焊牢固。钢筋笼的接头当采用搭接时，为使接头能够承受吊入时的下段钢筋自重，部分接头应焊牢固。3.6.3钢筋笼制作允许偏差值为：主筋间距l0mm；箍筋间距20mm；钢筋笼厚度和宽目l0mm；钢筋笼总长度50mm。3.6.4钢筋笼吊放应使用起吊架，采用双索或四索起吊，以防起吊时因钢索的收紧

37、力而目起钢筋笼变形。同时要注意在起吊时不得拖拉钢筋笼，以免造成弯曲变形。为避免钢筋吊起后在空中摆动，应在钢筋笼下端系上溜绳，用人力加以控制。3.6.5钢筋笼需要分段吊入接长时，应注意不得使钢筋笼产生变形。下段钢筋笼入槽后.临时穿钢管搁置在导墙上，再焊接接长上段钢筋笼。钢筋笼吊入槽内时，吊点中心必须对准槽段中心，竖直缓慢放至设计标高，再用吊筋穿管搁置在导墙上。如果钢筋笼不能顺利地摄入槽内，应重新吊出，查明原因，采取相应措施加以解决，不得强行插入。3.6.6所有用于内部结构连续的预埋件、预埋钢筋等，应与钢筋笼焊牢固。3.7浇注水下混凝土。3.7.1混凝土配合比应符合下列要求：混凝土的实际配制强度等

38、级应比设计强度等级高一级；水泥用量不宜少于370kgm3；水灰比不应大于0.6；坍落度宜为1820cm，并应有一定的流动度保持率；坍落度降低至15cm的时间，一般不宜小于lh；扩散度宜为3438cm；凝土拌合物的含砂率不小于45%；混凝土的初凝时间，应能满足混凝土浇灌和接头施工工艺要求，一般不宜低于34h。3.7.2接头管和钢筋就位后，应检查沉渣厚度并在4h以内浇灌混凝土。浇灌混凝土必使用导管，其内径一般选用250mm，每节长度一般为2.02.5m。导管要求连接牢靠，接头用橡胶圈密封，防止漏水。导管接头若用法兰连接，应设锥形法兰罩，以防拔管时挂住钢筋。导管在使用前要注意认真检查和清理，使用后要

39、立即将粘附在导管上的混凝土清除干净。3.7.3在单元槽段较长时，应使用多根导管浇灌，导管内径与导管间距的关系一般是：导管内径为150mm，200mm，250mm时，其间距分别为2m、3m、34m，且距槽段端部均不得超过1.5m。为防止泥浆卷入导管内，导管在混凝土内必须保持适宜的埋置深度，一般应控制在24m为宜。在任何情况下，不得小于1.5m或大于6m。，3.7.4导管下口与槽底的间距，以能放出隔水栓和混凝土为度，一般比栓长100200mm。隔水栓应放在泥浆液面上。为防止粗骨料卡住隔水栓，在浇注混凝土前宜先灌入适量的水泥砂浆。隔水栓用铁丝吊住，待导管上口贮斗内混凝土的存量满足首次浇筑，导管底端能

40、埋入混凝土中0.81.2m时，才能剪断铁丝，继续浇筑。3.7.5混凝土浇灌应连续进行，槽内混凝土面上升速度一般不宜小于2mh，中途不得间歇。当混凝土不能畅通时，应将导管上下提动，慢提快放，但不宜超过300mm。导管不能作横向移动。提升导管应避免碰挂钢筋笼。3.7.6随着混凝土的上升，要适时提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下一般保持24m。不宜大于6m，并不小于1m，严禁把导管底端提出混凝土上面。3.7.7在一个槽段内同时使用两根导管灌注混凝土时，其间距不应大于3.0m，导管距槽段端头不宜大于1.5m，混凝土应均匀上升，各导管处的混凝土表面的高差不宜大于0.3m，混凝土浇筑完毕，终浇混凝土

41、面高程应高于设计要求0.30.5m，此部分浮浆层以后凿去。3.7.8在浇灌过程中应随时掌握混凝土浇灌量，应有专人每30min测量一次导管埋深和管外混凝土标高。测定应取三个以上测点，用平均值确定混凝土上升状况，以决定导管的提拔长度。3.8接头施工3.8.1连续墙各单元槽段间的接头型式，一般常用的为半圆形接头型式。方法是在未开挖一侧的槽段端部先放置接头管，后放入钢筋笼，浇灌混凝土，根据混凝土的凝结硬化速度，徐徐将接头管拔出，最后在浇灌段的端面形成半圆形的接合面，在浇筑下段混凝土前，应用特制的钢丝刷子沿接头处上下往复移动数次，刷去接头处的残留泥浆，以利新旧混凝土的结合。3.8.2接头管一般用10mm

42、厚钢板卷成。槽孔较深时，做成分节拼装式组合管，各单节长度为6m、4m、2m不等，便于根据槽深接成合适的长度。外径比槽孔宽度小1020mm，直径误差在3mm以内。接头管表面要求平整光滑，连接紧密可靠，一般采用承插式销接。各单节组装好后，要求上下垂直。3.8.3接头管一般用起重机组装、吊放。吊放时要紧贴单元槽段的端部和对准槽段中心，保持接头管垂直并缓慢地插入槽内。下端放至槽底，上端固定在导墙或顶升架上。3.8.4提拔接头管宜使用顶升架(或较大吨位吊车)，顶升架上安装有大行程(12m)、起重量较大(50100t)的液压千斤顶两台，配有专用高压油泵。3.8.5提拔接头管必须掌握好混凝土的浇灌时间、浇灌

43、高度、混凝土的凝固硬化速度，不失时机地提动和拔出，不能过早、过快和过迟、过缓。如过早、过快，则会造成混凝土壁塌落；过迟、过缓，则由于混凝土强度增长，摩阻力增大，造成提拔不动和埋管事故。一般宜在混凝土开始浇灌后23h即开始提动接头管，然后使管子回落。以后每隔1520min提动一次，每次提起100200mm，使管子在自重下回落，说明混凝土尚处于塑性状态。如管子不回落，管内又没有涌浆等异常现象，宜每隔2030mm拔出0.51.0m，如此重复。在混凝土浇灌结束后58h内将接头管全部拔出。4、质量标准4.1地下连续墙均应设置导墙，导墙形式有预制及现浇两种，现浇导墙形状有“L”型或倒“L”型，可根据不同土

44、质选用。4.2地下墙施工前宜先试成槽，以检验泥浆的配比、成槽机的选型并可复核地质资料。4.3作为永久结构的地下连续墙，其抗渗质量标准可按现行国家标准地下防水工程施工质量验收规范GB50208执行。4.4地下墙槽段间的连接接头形式，应根据地下墙的使用要求选用，且应考虑施工单位的经验，无论选用何种接头，在浇注混凝土前，接头处必须刷洗干净，不留任何泥砂或污物。4.5地下墙与地下室结构顶板、楼板、底板及梁之间连接可预埋钢筋或接驳器(锥螺纹或直螺纹)，对接驳器也应按原材料检验要求，抽样复验。数量每500套为一个检验批，每批应抽查3件，复验内容为外观、尺寸、抗拉试验等。4.6施工前应检验进场的钢材、电焊条

45、。己完工的导墙应检查其净空尺寸，墙面平整度与垂直度。检查泥浆用的仪器、泥浆循环系统应完好。地下连续墙应用商品混凝土。4.7施工中应检查成槽的垂直度、槽底的淤积物厚度、泥浆比重、钢筋笼尺寸、浇注导管位置、混凝土上升速度、浇注面标高、地下墙连接面的清洗程度、商品混凝土的坍落度、锁口管或接头箱的拔出时间及速度等。4.8成槽结束后应对成槽的宽度、深度及倾斜度进行检验，重要结构每段槽段都应检查，一般结构可抽查总槽段数的20%，每槽段应抽查1个段面。4.9永久性结构的地下墙，在钢筋笼沉放后，应做二次清孔，沉渣厚度应符合要求。4.10每50m3地下墙应做1组试件，每幅槽段不得少于1组，在强度满足设计要求后方可开挖土方。4.11作为永久性结构的地下连续墙，土方开挖后应进行逐段检查，钢筋混凝土底板也应符合现行国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204的规定。4.12地下连续墙的钢筋笼检验标准应符合建筑地基基础工程施工质量验收规