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1、第六章第六章 灌浆工程灌浆工程灌浆技术应用始载于灌浆技术应用始载于18021802年，经过年，经过100100多年的实践与探索，直到多年的实践与探索，直到2020世纪初才世纪初才发展到化学灌浆。我国化学灌浆技术的研究应用在发展到化学灌浆。我国化学灌浆技术的研究应用在2020世纪世纪5050年代才开始起步，年代才开始起步，但经过科学家们的努力，目前已走在世界前列。但经过科学家们的努力，目前已走在世界前列。内容提要内容提要q前前 言言q第一节第一节 灌浆材料与灌注浆液灌浆材料与灌注浆液q第二节第二节 灌浆设备灌浆设备q第三节第三节 灌浆施工灌浆施工q第四节第四节 灌浆施工安全技术灌浆施工安全技术q
2、习习 题题1998年年5月，广西月，广西20323省道上的隆安右大桥出现省道上的隆安右大桥出现了严重的问题：隆安岸的了严重的问题：隆安岸的0#桥台发生位移，桥台发生位移，1#桥桥墩沉井与桥墩交界处出现裂缝。经测量，第一跨墩沉井与桥墩交界处出现裂缝。经测量，第一跨拱顶下沉总量为拱顶下沉总量为170mm，跨径增长，跨径增长60mm，并且，并且桥台还在后移，拱顶正在下沉，这是一起严重的桥台还在后移，拱顶正在下沉，这是一起严重的质量事故！桥梁专家警告：质量事故！桥梁专家警告：桥台再后移桥台再后移2mm，就，就会导致大桥结构彻底破坏会导致大桥结构彻底破坏，投资数千万元的大桥，投资数千万元的大桥就得炸毁重
3、建，而这条广西东西大动脉也得就此就得炸毁重建，而这条广西东西大动脉也得就此切断！切断！紧急关头，阳江市科达化学灌浆工程公司挺身而紧急关头，阳江市科达化学灌浆工程公司挺身而出，受命于危难之中，承担了这项抢修工程，并且承出，受命于危难之中，承担了这项抢修工程，并且承诺不用凿开桥墩，不用影响通车，一个月内完成任务。诺不用凿开桥墩，不用影响通车，一个月内完成任务。沧海横流，方显英雄本色。沧海横流，方显英雄本色。“DCG工法工法”大显神大显神通，不到一个月就胜利完成了任务。经专家鉴定，修通，不到一个月就胜利完成了任务。经专家鉴定，修复后的大桥复后的大桥0#桥台不但实现了纠偏、复位，而且桥台不但实现了纠偏
4、、复位，而且地地基承载能力由原来的基承载能力由原来的80KPa提高到提高到400KPa，桥面平，桥面平直，桥台稳固。直，桥台稳固。工法：加固地基和抬升调平沉陷铺面的化学灌浆方法工法：加固地基和抬升调平沉陷铺面的化学灌浆方法 洪水肆虐，柳江护岸塌方严重，经化学灌浆得到加固。洪水肆虐，柳江护岸塌方严重，经化学灌浆得到加固。什么叫做什么叫做“灌浆灌浆”？q灌浆就是将具有灌浆就是将具有胶凝性胶凝性的浆液或化学溶液，按照的浆液或化学溶液，按照规定的浓度，借用机械（或浆液自重），对之施规定的浓度，借用机械（或浆液自重），对之施加压力，通过钻孔或其它设备，压送到需要灌浆加压力，通过钻孔或其它设备，压送到需要
5、灌浆的部位（的部位（如：大坝基础岩石裂隙或砂砾石基础的孔隙中，如：大坝基础岩石裂隙或砂砾石基础的孔隙中，隧洞周围岩石的裂缝内和隧洞衬砌与岩石之间的空隙中，大隧洞周围岩石的裂缝内和隧洞衬砌与岩石之间的空隙中，大坝坝体接缝内，以及水工建筑物混凝土裂缝等坝坝体接缝内，以及水工建筑物混凝土裂缝等）中的一种）中的一种施工工艺。施工工艺。灌浆的实质灌浆的实质q填充地基中岩石的填充地基中岩石的节理裂隙节理裂隙，砂砾石层中的孔隙，砂砾石层中的孔隙和结构物混凝土中的和结构物混凝土中的孔洞、裂隙孔洞、裂隙等有空隙之处，等有空隙之处，起到起到固结、粘合、防渗、提高承载强度和抗变形固结、粘合、防渗、提高承载强度和抗变
6、形能力，以及传递应力等的作用能力，以及传递应力等的作用。甚至有时在松软。甚至有时在松软的土层中，它也可起到的土层中，它也可起到包围固结土粒或穿透和挤包围固结土粒或穿透和挤压土层压土层的作用，达到提高承载能力，改善变形条的作用，达到提高承载能力，改善变形条件，加强防渗的目的。件，加强防渗的目的。灌浆的应用灌浆的应用q灌浆工作应用范围很广，在煤炭、石油、冶金、灌浆工作应用范围很广，在煤炭、石油、冶金、铁路、交通、国防、农业等各部门，以及房屋建铁路、交通、国防、农业等各部门，以及房屋建筑和其他土木建筑等行业均在使用，水利水电工筑和其他土木建筑等行业均在使用，水利水电工程中应用更为广泛。程中应用更为广
7、泛。q例如：例如：堤坝基础灌浆、坝体接缝灌浆、混凝土裂堤坝基础灌浆、坝体接缝灌浆、混凝土裂缝补强灌浆、土坝坝体裂缝灌浆、隧洞灌浆、隧缝补强灌浆、土坝坝体裂缝灌浆、隧洞灌浆、隧洞开挖前的超前灌浆、预应力锚筋的填充灌浆以洞开挖前的超前灌浆、预应力锚筋的填充灌浆以及预填骨料混凝土灌浆等及预填骨料混凝土灌浆等。灌浆分类灌浆分类q按作用分：按作用分：v帷幕灌浆、固结灌浆、回填灌浆、接触灌浆、接缝帷幕灌浆、固结灌浆、回填灌浆、接触灌浆、接缝灌浆、补强灌浆、裂缝灌浆灌浆、补强灌浆、裂缝灌浆q按灌浆材料分：按灌浆材料分：v水泥灌浆、黏土灌浆、沥青灌浆、化学材料灌浆水泥灌浆、黏土灌浆、沥青灌浆、化学材料灌浆p按
8、灌浆压力分按灌浆压力分v低压灌浆：低压灌浆：P0.5MPa v中压灌浆：中压灌浆：0.5MPa P3MPa v高压灌浆：高压灌浆：P3MPa 几种典型灌浆几种典型灌浆q为了防止坝基渗漏，增强建为了防止坝基渗漏，增强建筑物稳定，坝底往往设置嵌筑物稳定，坝底往往设置嵌入岩基的入岩基的阻水齿墙阻水齿墙，而且尽，而且尽可能将齿墙做到透水性很小可能将齿墙做到透水性很小的坚固岩层中去。的坚固岩层中去。几种典型灌浆几种典型灌浆q但是往往遇见不透水岩但是往往遇见不透水岩层的位置很深，开挖齿层的位置很深，开挖齿墙很费工、费时、费钱；墙很费工、费时、费钱；特别是基础裂隙和夹层特别是基础裂隙和夹层有较大量的渗水进入
9、基有较大量的渗水进入基坑槽的情况下开挖齿槽坑槽的情况下开挖齿槽就更加复杂。因此一般就更加复杂。因此一般总是沿坝基或水库边缘总是沿坝基或水库边缘钻一排或数排钻孔，进钻一排或数排钻孔，进行灌浆，形成一种防水行灌浆，形成一种防水帷幕，这种灌浆就叫帷帷幕，这种灌浆就叫帷幕灌浆。幕灌浆。q帷幕灌浆不仅可以减小帷幕灌浆不仅可以减小渗透流量，同时也减少渗透流量，同时也减少了基础下的渗透压力，了基础下的渗透压力，并可防止因渗透流速过并可防止因渗透流速过大而引起的冲刷、管涌大而引起的冲刷、管涌等现象的发生。等现象的发生。几种典型灌浆几种典型灌浆q为了加固基岩，以提高其强为了加固基岩，以提高其强度和整体性，减少岩
10、基压缩度和整体性，减少岩基压缩变形，往往在坝基上游或下变形，往往在坝基上游或下游游1/3底宽范围内进行一群底宽范围内进行一群低压浅孔（一般孔深低压浅孔（一般孔深38m）灌浆，这也就是常说）灌浆，这也就是常说的的固结灌浆固结灌浆。q除可加固地基外，也有使混除可加固地基外，也有使混凝土与基岩紧密结合的作用。凝土与基岩紧密结合的作用。为了使坝基与基岩接触面接为了使坝基与基岩接触面接合密实而进行的灌浆，也称合密实而进行的灌浆，也称接触灌浆接触灌浆。q帷幕灌浆帷幕灌浆：降低坝底渗透压力，防止坝基内产生：降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗流量。机械或化学管涌，减少坝基渗流量。q固结
11、灌浆固结灌浆：提高基岩的整体性和强度，降低地基：提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。的透水性。q回填灌浆回填灌浆：填充混凝土与围岩之间空隙，使混凝：填充混凝土与围岩之间空隙，使混凝土与围岩之间接触紧密形成整体。土与围岩之间接触紧密形成整体。q接缝灌浆接缝灌浆：恢复大坝的整体性，对纵缝进行接缝：恢复大坝的整体性，对纵缝进行接缝灌浆。灌浆。几种典型灌浆几种典型灌浆第一节第一节 灌浆材料与灌注浆液灌浆材料与灌注浆液一、灌浆材料一、灌浆材料q灌浆工程中所用的浆液是由灌浆工程中所用的浆液是由主剂主剂（原材料）、（原材料）、溶溶剂剂（水或其它溶剂）及各种（水或其它溶剂）及各种外加剂外加剂混合而成。混
12、合而成。通通常所说的灌浆材料，是指浆液中所用的常所说的灌浆材料，是指浆液中所用的主剂主剂。q分类：分类：v粒状灌浆材料：悬浊液粒状灌浆材料：悬浊液v化学灌浆材料：真溶液。化学灌浆材料：真溶液。灌浆材料应具有的特性灌浆材料应具有的特性q颗粒细（细度）颗粒细（细度）q稳定性好（分散的悬浮状态），流动性强稳定性好（分散的悬浮状态），流动性强q胶结性强（充填和固结）胶结性强（充填和固结）q结石强度高和良好的耐久性（抗侵蚀）结石强度高和良好的耐久性（抗侵蚀）q结石体的渗透性小结石体的渗透性小一、灌浆材料一、灌浆材料（一）水泥灌浆材料（一）水泥灌浆材料q灌浆工程所采用的水泥品种应根据灌浆目的和环灌浆工程所
13、采用的水泥品种应根据灌浆目的和环境水的侵蚀作用等由设计确定。境水的侵蚀作用等由设计确定。q一般用普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥。一般用普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥。v回填灌浆、帷幕和固结灌浆水泥强度不应低于回填灌浆、帷幕和固结灌浆水泥强度不应低于32.5MPa。v坝体接缝灌浆不应低于坝体接缝灌浆不应低于42.5MPa。一、灌浆材料一、灌浆材料（一）水泥灌浆材料（一）水泥灌浆材料q水泥越细，越能填塞细裂隙。一般水泥浆可灌入水泥越细，越能填塞细裂隙。一般水泥浆可灌入0.5mm以上裂隙中去，如果裂隙更小，就要用其以上裂隙中去，如果裂隙更小，就要用其它方法灌浆。它方法灌浆。q填塞细缝时，除细度外还要
14、求均匀性，即要求水填塞细缝时，除细度外还要求均匀性，即要求水泥颗粒细度大致相同。泥颗粒细度大致相同。q经验证明：根据水泥性质，水灰比在经验证明：根据水泥性质，水灰比在0.30.6的的水泥浆一般不产生分离现象。水泥浆一般不产生分离现象。一、灌浆材料一、灌浆材料（二）黏土灌浆材料（二）黏土灌浆材料q黏土既可黏土既可单独单独作为一种灌浆材料，又可作为一种灌浆材料，又可掺入掺入其它浆其它浆液（如掺入水泥浆成水泥黏土浆）进行灌浆。液（如掺入水泥浆成水泥黏土浆）进行灌浆。q灌浆用黏土既不采用灌浆用黏土既不采用含粘量太少含粘量太少的贫黏土（因细缝的贫黏土（因细缝填不实，且抗地下水能力差），又不宜用填不实，且
15、抗地下水能力差），又不宜用含黏土量含黏土量太大太大的肥黏土（因浆液具有很高的粘滞性，且灌入的肥黏土（因浆液具有很高的粘滞性，且灌入缝后，其水分逸出能力很低，影响强度）。缝后，其水分逸出能力很低，影响强度）。一、灌浆材料一、灌浆材料选用黏土的条件选用黏土的条件q分散性分散性：v一般要求小于一般要求小于0.005mm的颗粒含量不少于的颗粒含量不少于4050%q悬浮性悬浮性：v砂卵石地基：悬浮性好的黏土砂卵石地基：悬浮性好的黏土v土坝坝体或一般土层灌浆：悬浮性差的黏土土坝坝体或一般土层灌浆：悬浮性差的黏土q可塑性可塑性：v可塑性好的黏土，灌入土隙后能形成不易龟裂的胶体，塑性可塑性好的黏土，灌入土隙后
16、能形成不易龟裂的胶体，塑性指数：指数：1020q黏着性黏着性：粘度过大灌不进，过小易被水带走：粘度过大灌不进，过小易被水带走q膨胀性与收缩性膨胀性与收缩性：选膨胀度大的：选膨胀度大的q含砂量含砂量：一般不超过：一般不超过46为宜为宜一、灌浆材料一、灌浆材料（三）膨润土灌浆材料（三）膨润土灌浆材料q膨润土可以用作为水泥浆中的外加剂，提高浆液膨润土可以用作为水泥浆中的外加剂，提高浆液稳定性、触变性、降低析水性稳定性、触变性、降低析水性。一、灌浆材料一、灌浆材料（四）沥青灌浆材料（四）沥青灌浆材料q沥青并不与水或土发生任何化学反应，故沥青灌沥青并不与水或土发生任何化学反应，故沥青灌浆浆实质实质上是用沥青机械地填塞孔穴或缝隙，沥青上是用沥青机械地填塞孔穴或缝隙，沥青冷却后即可立即承受压力水作用。冷却后即可立即承受压力水作用。q其化学性能稳定，可用于渗流流速很大的地方，其化学性能稳定，可用于渗流流速很大的地方，同时沥青灌浆可随便间歇多少时间后再灌。同时沥青灌浆可随便间歇多少时间后再灌。一、灌浆材料一、灌浆材料（五）化学灌浆材料（五）化学灌浆材料q一般常用的化学灌浆是将一般常用的化学灌浆是将硅酸钠
