1、第八章灌漿施工概述1 ?通過地層或建筑物的鉆孔 ( 或預埋管 ) 將具有流動性和膠 凝性的漿 液，按一定配比要求壓入地層或建筑物縫隙中，使密實 膠結硬化成整體達 到防滲加固目的。2 . 分類(1) 按作用：帷幕、固結、回填、接觸、接縫、裂縫灌漿。(2) 按材料：水泥、粘土、瀝青、化學灌漿。第一節灌漿材料一、水泥灌漿1. 優點：膠凝性好，凝結強度高，水工方便，本錢較低，廣 泛采用。2 ?作用：增加基巖、混凝土建筑物的強度、整體性、抗滲性。3 . 適用條件 ( 符合以下條件時灌漿效果較好 )(1) 縫寬大于 。(2) 單位吸水率大于 0.01L/mi n.m.m 。 單位吸水率：在每米水柱壓力下，

2、每米試驗孔段長度，每分 鐘內壓入 的水量。即單位壓力、單位孔長和單位時間內巖層的吸 水量。用 總表示。Q壓入水量，S試驗壓力，L試驗孔段長度(3) 地下水流速低于 80-200m/d 。(4) 侵蝕性不嚴重，否那么參加一定外加劑。4 ?影響灌漿效果的因素(1) 水泥細度：要求通過標準篩孔(4900孔/cm2)的篩余 量不大于5% 一般水泥顆粒粒徑小于裂縫寬度的 1/31/5 ，灌漿 效果較好。(2) 禁用過期、結塊、細度不合要求的水泥。二、粘土灌漿1. 優點：就地取材，本錢低。2 . 適用：土壩體裂縫處理，砂礫石地基防滲處理。3. 對粘土的要求：遇水迅速崩解，吸水膨脹，有一定的穩定性和粘結力。

3、砂礫石地基和土壩對土料要求如下：(1) 砂礫石地基：塑性指數為 10-20，粘粒 ( d<0.005mm)含量為 40-50%,粉粒(d=0.005-0.05mm)含量為 45-50%,砂粒(d=0.05-2mm) 含量不超 5%的土料。(2) 土壩：一般采用與土壩體相同的土料,或采用粘粒含量 20-40%、粉粒含量 30-70%、砂粒含量 5-10%、塑性指數 10-20 重壤土 或粉質壤土。4 . 帷幕灌漿： 很少采用純粘土灌漿, 水泥、粘土比為 1:11:4 。三、瀝青灌漿1. 適用：半巖性粘土及膠結較差的砂巖，或巖性不堅、有集中滲漏裂隙、滲流速度很大、其他灌漿方法難于解決的情況。

4、2 ?灌漿品種 1 熱瀝青灌漿：凝固與冷卻速度快，適于巖層破碎及裂 縫為 0.2-0.3mm 的巖層。瀝青與縫壁黏結不牢，設備復雜，施工 不易。2 冷瀝青灌漿： 將瀝青溶于二硫化灘、 三氯乙烯等有機 溶劑中， 但價格較高，很少采用。現多以水為稀釋劑，用專門的“分散器將瀝青搗成細粒1-6um分散在含有乳化劑的水溶液 中，成 為乳膠型的穩定的乳化瀝青。適于砂質土壤或裂縫較細的 工程。四、化學灌漿1 . 優點1流動性好，可灌性高，小于 0.1mm的縫也可灌入。2可準確控制凝固時間。3防滲能力強，一般膠結強度高，穩定性和耐久性好。2 . 缺點本錢高，工藝復雜，有些材料有毒，污染環境。3 ?灌漿材料1環

5、氧樹脂：強度高，粘結力強，收縮率小，可常溫固 化2水玻璃、丙凝、甲凝等第二節 巖基灌漿一、分類1 . 固結灌漿：將壩基裂隙巖石膠結起來，提高其整體性、均 勻性和 承載能力。平面范圍大，孔深一般 5-10m。2 . 帷幕灌漿：充填和膠結裂隙，構成一道不透水的帷幕，以 減少壩 基滲漏和壩體的揚壓力。壩基偏上游 1-3 排深孔灌漿。3 . 接觸灌漿：在壩體和巖基的結合面上進行灌漿，以加強結 合，提 高壩體的抗滑穩定性，防止巖面集中滲漏，增加巖基外表 的固結強度。二、灌漿時間安排 原那么：減少與混凝土澆筑之間的干擾，保證灌漿質量。1 . 帷幕灌漿一般安排在根底灌漿廊道內進行， 既不影響混凝 土的澆筑，

6、又可利用混凝土蓋重提高灌漿壓力。2 . 固結灌漿可在混凝土澆筑前進行也可在混凝土澆筑之后 先澆幾 層混凝土 進行，各有優缺點。3. 接觸灌漿一般在壩體下部混凝土冷卻到穩定溫度以后進 行，防冷縮拉裂接觸面。三、灌漿施工分為鉆孔、沖洗、壓水試驗、灌漿四個工序。一鉆孔1 . 放樣 一般先放出建筑物的邊線或中軸線，再據此定出灌漿孔位，孔位偏差不超10cm帷幕灌漿還應測出各孔高程。2 . 鉆孔1 鉆孔機械：目前多為液壓回轉式鉆機，靠回轉、擠壓破碎研 磨巖體，鉆取巖心。有合金磚頭、金剛石鉆頭。2 鉆孔分類：直孔和斜孔。鉆孔應盡量穿過巖層節理和裂隙， 一般盡量打直孔，可提高工效 30-50%。 3 鉆孔要求

7、1孔深、孔向符合設計要求。如帷幕孔：孔深 20m最大偏差0.25m;孔深 40n, 最大偏差 0.8m; 孑深 60m 最大偏差 1.5m。2孔徑上下均一，孔壁平整。4鉆孔順序：逐步加密。其優點是后序灌漿孔可作為前序孔的檢查孔。二沖洗1 . 分類 1 鉆孔沖洗：鉆孔后須將殘留在孔底、孔壁的巖粉和鐵屑沖出孔外。 2 裂隙沖洗：將巖層裂隙和孔洞中的充填物沖出孔外或灌漿區域以外。2 . 沖洗方法 1 單孔沖洗：用于巖石較完整、裂隙較少的巖層。方法 有三 種。1高壓水沖洗： 用不大于同孔段灌漿壓力的 80%的壓力進行 沖洗，當回水清潔，流量穩定20mi n即可停止。總沖洗時間不 宜少于30min。2高

8、壓脈沖沖洗：先用該孔段灌漿壓力的 80%作為沖洗壓力， 約 5min 左右，將孔口壓力在幾秒鐘內突然降到零，形成反向脈沖 流，將裂隙 內雜物帶出， 如此反復，直至回水清潔，持續 10-20min3揚水沖洗：在地下水豐富的鉆孔中，將鐵管下入孔底， 通入壓 縮空氣一般為 5 個大氣壓，水氣混合攜帶雜物一起噴出 孔外。特別適 用于穿過斷層破碎帶的鉆孔。2群孔沖洗1方法：以一孔或數孔為進水孔， 向其中壓水或壓氣， 或 水中摻氣， 以另一孔或多孔為排污水孔，直至出水清潔為止。為 提高沖洗質量，可改 變進出水口方向2適用：用于巖層破碎、斷層裂隙相互串通的地質條件。 注：為提 高沖洗效果，可在沖洗液中參加適

9、量的碳酸鈉、氫 氧化鈉、碳酸氫鈉等，以促進泥質充填物的溶解。三壓水試驗1 . 概念在一定壓力一般為同段灌壓的 70-80%之下，通過鉆孔將 水壓入 到孔壁四周的縫隙中，根據壓入的水量和壓水的時間一 般每隔 5min 或 10min, 記錄一次壓入流量，計算出代表巖層滲透 性的技術參數。我國一 般用單位吸水率代表巖層的滲透性。注：壓水試驗應自上而下進行，分段長度一般為 5m但不宜 超過10m, 這樣獲得的質料更具有代表性。2 . 壓水試驗的作用1灌漿前進行壓水試驗，可了解巖層的滲透性能，為巖基 灌漿提供 依據。2灌漿后通過壓水試驗，可以檢查灌漿的質量和效果，判 斷是否需 要后序灌漿。3 . 帷幕

10、灌漿壓水試驗結束標準 符合以下條件之一即可 1當流量大于 5L/min 時，連續 4 次讀數的最大值與最小 值之差小于最終流量的 10%。(2) 當流量小于 5L/mi n 時，連續 4 次讀數的最大值與最小 值之差小于最終流量值的 20%。(3) 連續 4 次讀數流量均小于 0.5L/min 。注：壓水試驗以最終壓入流量讀數作為計算流量。( 四) 灌漿1 . 灌漿設備(1) 灌漿機：多為活塞式灌漿泵。分為立式和臥式兩種。 立式一般 為單缸，臥式有單缸和雙缸兩類。雙缸出漿均衡，效率 高，質量好。目前 多采用隔膜泵，可減少活塞和缸壁磨損。(2) 輸漿管：一般采用膠管，灌壓很大時也可用鋼管。(3)

11、 灌漿塞(灌漿阻塞器 ) ：堵塞灌漿段與上部的聯系，避 免漿液沿孔壁冒出。多為膠球式，串裝在一起，可擴張。2 . 鉆灌次序固結灌漿與帷幕灌漿其鉆孔灌漿都遵循分序加密的原那么。(1) 帷幕灌漿：一般第一序孔間距 8-12m, 然后內插加密二、三、四序孔(2) 固結灌漿：一般至少布置兩序孔，第一序孔為正方形布點，后序孔均按梅花形內插。最后一序孔間距為 3-6m3 . 灌漿方法(1) 按照漿液是否返回地面重復使用分：1) 純壓式：采用單根灌漿管，漿液不返回循環。一般采用 濃漿灌注。a. 優點：設備簡單，操作方便。b. 缺點：漿液流速小，易沉淀并堵塞裂隙和管道影響灌漿質 量。c. 適用：吸漿量大，裂隙

12、大，孔深不超 10-2m。化學材料灌漿都采用 純壓法 (漿液稀，沒有中途沉淀問題 ) 。2) 循環式：漿液壓入鉆孔后，一局部進入巖層裂隙，另一部 分由回 漿管返回拌漿筒中攪拌后再用。一般內管進漿，內外管之 間的空隙回漿。a. 優點：漿液始終保持流動狀態， ，不沉淀，灌漿效果好；還 可根 據進漿與回漿漿液的比重差值，判斷巖層吸漿情況。b. 適用：水泥、粘土材料灌漿，應用廣泛。(2) 按照灌漿順序分：1)全孔一次灌漿法：灌漿孔一次鉆到全深，灌漿塞置于孔 口，全孔一次灌漿適用：巖層裂隙少，透水性不大，鉆孔深不超10m。2) 自上而下分段灌漿法：自上而下，鉆一段( 3-5m), 灌一 段，待前一段凝固

13、后( 36h 以后)，再鉆灌下一段。a. 優點：可逐段加大灌漿壓力，提高灌漿質量；地面不會冒 漿，巖層 不會被抬動；分段進行壓水試驗，利于判斷各段灌漿質 量。b. 缺點：須屢次移動鉆孔、灌漿設備，工效低，工期長。c. 適用：巖層破碎，豎向節理裂隙發育，灌漿質量要求高。3) 自下而上分段灌漿法：一次將灌漿孔鉆至全深，然后自下 而上孔 塞逐段灌漿。a. 優點：鉆孔工作量小，可連續灌漿，工效高。b. 缺點：灌漿質量難以保證。如上部地層易松動，易冒漿， 不能提高 灌漿壓力。c. 適用：巖層傾角不大，裂隙少，巖層較完整地區。4) 綜合法：通常巖層上部裂隙多， 而下部較完整。 所以深 孔灌漿時， 上部采用

14、自上而下，下部采用自下而上的灌漿方法， 稱為綜合灌漿法。4 . 灌漿壓力(1) 灌漿壓力：指灌漿段中心處漿液承受的實際壓力。(2) 灌漿壓力的作用：一般壓力越大，灌漿效果越好。1) 將漿液壓入細小的裂縫，析出多余的水分。2) 增大漿液的擴散半徑。3) 提高灌漿結石的密實度，利于提高防滲和固結質量。注：灌漿壓力過大，可擴大裂隙，抬動上部巖層或壩體；漿 液流出應 灌范圍，造成浪費。(3) 灌漿允許壓力：一般以不松動地層為原那么。與孔深、 巖層情況 和有無壓重等有關。1) 壓力計算p p0 m T k ghP:灌漿段中心處允許的最高灌漿壓力P :孔口處巖層的允許灌漿壓力m灌漿段以上巖層每增加1m增加

15、的壓力T: 灌漿段以上巖層的厚度K:系數，壓重層松散時取小值，反之，取大值h: 灌漿孔以上壓重厚度2) 經驗值:帷幕灌漿，在表層段不應小于1-1.5 倍帷幕最大工作水頭，在底部，不宜小于 2-3 倍帷幕工作水頭。對固結灌 漿，一般 多為淺孔，壩體澆筑前灌漿，灌漿壓力采用 02-0.5Mpa ， 在壩體澆筑后灌 漿，灌漿壓力采用 0.3-0.7Mpa 。(4) 灌漿壓力控制1) 一次升壓法：在灌漿開始后，盡快一次升到規定壓力， 當累計吸漿量到達一定限度后，改變漿液濃度，直至到達灌漿結 束標準為 止。適用：透水性不大，裂隙不太發育的較堅硬、完整的巖層。2) 分段升壓法：在灌漿過程中，將壓力分為幾個

16、階段，逐 級升到規定的壓力值。在某一級壓力下，單位吸漿量超過下限值( 30-40L/min ) ，升壓一級； 超過上限 ( 80-100L/min ) ，降壓一級。 壓力變化一般為 2-3 級，如 3級為 0.4p 、0.7p 、1.0p 。適用：巖層透水性強、吸漿量大。5 . 漿液濃度控制灌漿過程中，必須根據吸漿量的變化情況及時調整漿液的濃 度。漿液 變換應按照由稀到濃的原那么，這樣灌漿的整體質量最好。(1) 漿液濃度：以水和干料的重量比表示 (水灰比 ) ，分為 九級， 為 8、 5、 3、 2、 1.5、 1.0、 0.8 、 0.6、 0.5 。(2) 漿液比重與水灰比的關系 變漿時，

17、增加水泥或水， 一般可查表。 漿液比重與水灰比的關系如下 :(3) 漿液稠度變換方法1)限量法：某一級水灰比漿液的灌入量超過規定值，而灌 漿壓力及吸漿量均無改變或改變不明顯，應變濃一級水灰比。注：當灌漿壓力保持不變，吸漿率均勻減少時，或吸漿率不 變，壓力 均勻深高時，不得改變水灰比。6 . 封孔(1)灌漿結束標準：自上而下分段灌漿時，在設計規定的 壓力下，吸漿率小于 0.08L/min.m.m , 持續 60min 即可結束；采用 全孔一 次灌漿或自下而上分段灌漿時，吸漿率小于 6L/min.m.m , 持續 30min 即可 結束。注：在灌漿過程中發生回漿失水變濃時，結束時吸漿率可根 據具體

18、情況放寬到 ，但持續時間不得小于 2h。(2)封孔：多采用灌漿法封填。封孔應及時，否那么，不易 封堵密實。7 . 灌漿質量檢查(1)檢查原始記錄( 2)鉆設檢查孔：鉆取巖心，觀察膠結情況，所有檢查孔必須作壓水試驗。 帷幕孔按灌漿孔的 10%布置，固結孔按灌漿孔的 5%布置。第三節 地基高壓噴射灌漿 七十年代中期由日本傳入我國，它以高壓射流沖切破壞地層 結構，利用 水泥漿或粘土漿 與被灌地 層土、石摻混，形成具有近 于水泥砂漿或混合砂漿強度 的凝結體，到達加 固地基或形成用以 防滲的地下連續板、墻的目的。近年，在水利工程中得 到了廣泛 應用。一、分類 按射流介質不同，高壓噴射灌漿可分為以下幾類：1. 單介質噴射單管噴射：直接將漿液通過水平噴嘴噴射 灌入地 層。2 . 雙介質噴射雙管噴射 ：在一根較大的鋼管中并列安裝 漿、 氣兩管，至管底后經水平噴嘴將漿液與壓縮空氣同軸噴射 壓 縮空氣在外， 形成氣幕保護漿流，減少土壤對漿液的摩阻，可使 漿液噴射的更遠，摻攪 作用更為強烈 。3 . 三介質噴射三管噴射：水、氣、漿三管并列，至管底 后，水、氣沿水平向同軸噴射，沖切摻攪地層，同時將漿液從管 底向下低壓壓出 目前趨向于高壓噴射 ，漿液受水氣射流的卷吸 作用，沿 噴射方向被挾帶灌入沖切