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1、灌浆的基本知识第一章 定义及分类1、定义：灌浆：利用灌浆机械施加一定的压力，将某种浆液通过预先设置的 钻孔或灌浆管，灌入岩石、土或建筑物中，使其胶结成坚固、密实不透水 的整体。2、灌浆的分类：（1）按目的分：帷幕灌浆、固结灌浆、接缝灌浆、接触和回 填灌浆等几种。（2）按灌浆材料分为两大类：即溶液状浆材（呈真溶液状态，如化学浆 材）和颗粒状浆材（与水混合呈悬浮液状态，如水泥浆、粘土浆、水泥粘 土浆、或水泥沙浆等）。3、常用灌浆浆液的性能：（一）、水泥浆 灌浆施工前，一般应根据设计技术要求对水泥浆液进行 下列必要的试验：比重、粘度、搅拌时间、稳定性、流动性、凝结时间、 吸水率、沉淀速度、结石强度和
2、透水率（空隙率和容重）等。（1）、比重：在灌浆过程中，通过测定浆液比重并绘制浆液比重与水灰比 的关系曲线，以检验浆液的水灰比。（2）、浆液搅拌时间：它与凝结时间、结石强度有关。为保持水泥浆呈均 匀悬浮状态，在灌浆过程中须连续搅拌，但搅拌时间过长，就会影响浆液 性能，降低结石强度，甚至会发生浆液不凝结的现象。所以施工规范规定： 纯水泥浆液的搅拌时间，使用普通搅拌机时，应不少于3min；使用高速 搅拌机（搅拌转速大于1200r / min）时，宜不少于30s。浆液在使用前应 过筛，自制备至用完的时间宜小于4h。（3）、浆液析水率：用%表示，浆液析水率=析出水的体积/浆液体积。（4）、结石率：又称结
3、石系数，是指浆液吸水后形成的结石体积占原浆体 积的百分数。（5）、结石强度：是反映灌浆质量的关键性指标。帷幕灌浆要求结实密实 性强，透水性小、耐久性好。固结灌浆则要求的强度更高。其试验可参照 砼强度试验方法进行。4、名词解释： 帷幕灌浆：为在坝基底部形成一道阻水帷幕，防止坝基渗漏，降低坝基的压力而 进行的深孔灌浆。帷幕灌浆要在水库蓄水前完成。为提高帷幕密实性，改善浆液 性能，可掺不超过水泥重量5%的少量粘土。帷幕终孔直径不应小于75毫米 。固结灌浆：一般在混凝土浇筑一二层后进行，为加固基岩以提高地基的整体 性、均匀性和承载能力而进行的群孔低压灌浆。采用纯水泥浆或水泥沙浆，不能 掺加粘土，固结灌
4、浆孔采用逐渐加密法施工。终孔直径不应小于32毫米 。回填灌浆：为使隧洞顶拱岩面与衬砌的混凝土面，或压力钢管与底部混凝土 接触面结合密实进行的灌浆。接缝灌浆：混凝土坝柱状法施工采取分缝分块浇筑。为保证坝体的整体性而 进行的灌浆。接缝灌浆通常在接缝面设置键槽，预埋灌浆系统，待坝体混凝土内 部温度及其变形基本稳定、接缝充分张开后，于大坝挡水前进行水泥接缝灌浆。 灌浆缝由若干灌区组成，每个灌区由循环灌路、止浆片、键槽、出浆盒、排气槽 及排污槽等组成。自下而上灌浆法：是一次将孔钻至全深，自下而上逐段灌浆。灌浆时以灌浆 塞分段塞孔，但不能采用较高的灌浆压力，一般适用于岩层比较完整坚固的地层。自上而下灌浆法
5、：是将孔分成几段进行钻灌。钻35M后，冲洗、压水后灌 浆。待第一段凝固后（不少于36 小时）再进行下一段钻灌工作。如此钻、灌交 替直至全深。此法灌浆压力较大，因而质量高，事故少，但钻灌机械移动频繁， 影响进度，多用于岩层破碎，竖向节理裂隙发育的地层。回填封孔：各孔灌完后，将钻孔严密填实。回填法就是将胶管（或铁管）下 到钻孔底部，用泵将沙浆或水泥浆压入，浆液由孔底逐渐上升，将孔内积水顶出， 直到孔口冒浆为止。灌浆工程中压水试验：在一定的压力下通过钻孔将水压入到孔壁四周的裂缝 中，根据压入的流量和压水压力 ，计算出代表岩层渗透特性的技术参数。其目 的是确定地层的渗透特性，为岩基处理的设计和施工提供
6、依据。循环钻灌法：是一种自上而下，钻一段灌一段，钻眼与灌浆循环进行的一种 施工方法。其钻孔长度视孔壁稳定情况和砂砾层渗漏程度而定，一般为 12M。稳定浆液：是指掺有少量的稳定剂， 2 小时析水率不大于5%的水泥浆液。 浆液的稳定性：指浆液在裂缝里流动或静止状态下固体颗粒分离沉落的多少 和快慢。屏浆：灌浆段的灌浆工作达到结束条件后，为使已灌入的浆液加快凝固、提 高强度，继续使用灌浆泵对灌浆孔段内施加压力的措施。闭浆：灌浆段的灌浆工作结束后，为防止孔段内的浆液返流溢出，继续保持 孔段封闭状态的措施。帷幕灌浆结束后应采取何种封孔：当采用自上而下分段灌浆法时，封孔应采 用“分段灌浆封孔法或全孔灌浆封孔
7、法”，当采用自下而上分段灌浆法时，封孔 应采用“置换和压力灌浆封孔法或全孔灌浆封孔法”。人工封孔：是指先下一导管至孔底，从导管内填入干稠砂浆或水泥浆，至填 满为止。如果能预先将孔内水排净，可直接向孔口填入干稠砂浆并捣实。孔口封闭灌浆：是指在自上而下的分段钻孔灌浆时，利用孔口管和在其上安 装的孔口封闭器进行灌浆的方法，始终在孔口堵塞，而不随孔的加深将栓塞下移。纯压式灌浆：是指注入到灌浆孔段内的浆液只能进入到岩石的裂缝中或停留 在孔段内，而不能返回孔外的一种灌浆方式。灌浆工程竣工后应整理出哪些资料：主要四种：灌浆成果表，灌浆成果统计 分析表，检查孔成果表，灌浆竣工图。检查孔中的检查项目： 1）采取
8、岩心，观察岩石状况，灌浆结石的充填及胶 结情况。 2）以防渗为目的的灌浆试验应作正规压水试验，以加固为目的的灌浆 试验应作弹模和声波测试。循环式灌浆：是指灌浆泵送出的浆液通过泵管和循环式灌浆塞射浆管注入到 孔段内，部分浆液进入地层裂缝，部分浆液则沿回浆管返回到原处继续使用，从 而保持孔段内的浆液呈循环流动状态的灌浆方式。花管灌浆法：是指在钻好的孔中下入带孔眼的花管，在孔眼外包橡皮套阀， 等花管外的夹圈料凝固并有一定强度后，在孔内下塞进行分段灌浆的一种灌浆方 法。综合分段灌浆法：是指在一个灌浆孔内，有些区段采用自上而下分段灌浆法， 有些区段采用自下而上分段灌浆法。单液注浆：是指将裂缝构成一个密闭
9、性空腔，有控制地留出进出口，借助 空气压力把浆液压入裂隙并使之填满。 群孔冲洗：把两个以上的孔组成一个孔组，进行冲洗的方法。作用是把本 组内各孔间岩石裂隙中的充填物清除孔外。全孔一次灌浆法：把整个灌浆孔作为一段来灌浆的方法。一般孔深不超过6M 的浅孔，在地质条件良好，岩石完整、漏水量较小的情况下，如无其他特殊 要求时，应考虑全孔一次灌浆。坝体的补强灌浆：为弥补由于施工质量、后期破坏等原因，在坝体内部出现 的裂缝或孔洞等缺陷而作的灌浆。地表冒浆：指在灌浆过程中，浆液沿裂隙或层面往上串流而冒出地表的现象。 简易压水试验：是精度较低，流量稳定标准较宽，稳定时间较短，一般只作 一个压力阶段的试验。隧洞
10、灌浆内容：隧洞灌浆包括回填灌浆、固结灌浆、钢衬接触灌浆等。施工 次序是先回填灌浆，后固结灌浆。当隧洞具有100以上的坡度时，灌浆应从最低 端开始。灌浆孔一般在混凝土衬砌施工时预留。化学灌浆与水泥灌浆的区别：主要四方面：1）使用的灌浆材料不同。2）对 裂缝的充填机理不同。3）采用的灌浆方式不同。4）使用的灌浆设备不同。钻孔灌浆先进技术水平的标志是：高效回转冲击钻孔；大型的浆液集中输送 系统；自动记录和监测系统 ；超细水泥浆材料和稳定性浆液的应用；深厚覆盖 层的灌浆技术；灌浆资料的计算机整理技术。5、灌浆施工的一般程序1. 回填灌浆施工程序1、总体工艺流程：施工准备f进回浆管灌浆f检查孔f撤面单孔
11、工艺流程：见附图 1-1附图 1-12. 固结灌浆施工程序1、总体工艺流程：见附图 2-11 F附图2-23. 帷幕灌浆施工程序1、总体工艺流程：同固结灌浆总体施工程序，见附图 2-12、单孔工艺流程：见附图3-24. 坝体接缝灌浆施工程序1、接缝灌浆灌浆前必须达到的条件（1）接缝灌浆应按高程自下而上分层进行，分成若干个封闭的灌浆区；（2）灌区两侧坝块砼的温度必须达到施工图纸规定值，方可开始接缝灌浆；（3）灌区两侧坝块砼龄期不得少于 6 个月，在采取有效措施下，也不得少于4 个月；（4）除顶层外，灌区上部应有 9m 厚砼盖重，其混凝土温度已达到施工图纸 规定的混凝土灌浆温度；（5）灌区灌浆管路
12、（进、回、排）通畅。2、工艺要求（1）同一高程的纵缝灌区，需待一个灌区灌浆结束，并间歇 3 天后，方可开 始其相邻的纵缝灌区的灌浆，若相邻的灌区已具备灌浆条件，可同时进行灌浆， 或逐区连续灌浆，连续灌浆应在前一灌区灌浆结束后 8h 内，再开始后一灌区的 灌浆，否则，仍应间歇 3 天后，方可进行灌浆。（2）同一坝缝需待下一层灌区灌浆结束，并间歇14 天后，方可开始上一层灌 区的灌浆，若上、下层灌区均已具备灌浆条件，可连续进行灌浆，但上、下层灌 区灌浆间歇时间应不大于4h。否则，仍应间歇14天后，方可进行灌浆。3）接缝灌浆总体工艺流程：见附图 4-15. 排水孔施工程序排水孔在同部位固结、帷幕灌浆
13、施工完毕后方能进行。 单孔工艺流程：见附图 5-1：孔位放点 钻机固定排水孔钻安装护壁装置附图5-16、原始资料整理： 灌浆资料包括钻孔记录（包括钻孔测斜记录）、压水记录、灌浆记录、抬动观 测记录、质量检查和质量事故处理报告、灌浆竣工报告进行整理，灌浆资料整理 程序见下图：灌浆资料整理程序图（见附图 6-1）附图 6-17.排水孔质量检查：应以现场检查为主并结合钻孔资料、护壁装置资料以及质量 检查和质量事故处理报告、灌浆竣工报告进行整理。资料整理程序见附图 7-8。附图 7-1帷幕灌浆的孔数、孔深取定及工程量计算：孔数的计算：1）基本孔=排数*坝段长/孔距2）先导孔=坝段长/（4*5*孔距）3
14、）检查孔=基本孔*10% 孔深的计算：钻孔深=孔口高程-孔底高程 灌浆孔深 =基岩面高程-孔底高程 工程量的计算（预算）：钻孔=各类孔孔数*钻孔孔深 灌浆=各类孔孔数*灌浆孔深 压水试验=孔数（检查孔+试验孔+先导孔）*每孔段数 固结灌浆的预算工程量计算： 基本孔数=需灌浆的面积/（孔距*排距） 检查孔数=基本孔*10% 钻孔深度=孔口高程-孔底高程 灌浆深度=基岩面高程-孔底高程 钻孔工程量=各类孔孔数*孔深 灌浆工程量=各类孔孔数*孔深 压水试验工程量=检查孔孔数*每孔段数第二章钻灌设备2.1、钻孔设备（1）施工单位在灌浆廊道及其它封闭区域中使用气动钻孔设备时，须带有 消音器和除尘装置，不
15、得使用内燃机驱动的钻孔设备。（2）钻机和钻头应根据工程的地质条件选用，帷幕灌浆的钻孔应采用回转 式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头，不允许使用冲击钻，固结灌浆可采用适宜 的钻机和钻头钻进。（3）取岩芯的各类灌浆孔、检查孔、抬动变形观测孔以及声波测试孔等的 钻孔应采用回转式钻机，按孔径要求采用金刚钻头或硬质合金钻头，不得使用碾 砂钻头。（4）使用的钻孔冲洗和压水试验设备，水泵的工作压力须按施工图纸的要 求选定，并须保证在所有压力下都有足够的供水量，保证压力稳定、出水均匀、 工作可靠。（5）应准备足够的储水量，以保证钻孔冲洗和灌浆作业的连续供水，并保 证灌浆施工不受主要供水管路临时故障断水的影响。（6）应准备足够的经率定过的流量计、压力表、压力软管、供水管及阀门 等备用品。2.2、灌浆设备（1）灌浆泵性能须与灌浆液的类型和浓度相适应，其容许工作压力应大于 最大灌浆压力的 1.5 倍，并应有足够的排水量的稳定的工作性能；灌注纯水泥采 用多缸柱塞式灌浆泵。接缝灌浆时，灌浆设备
