水利工程施工14.ppt

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水利工程施工任课教师：

唐会燕E_mail:

第六章第六章灌浆工程灌浆工程所谓灌浆就是利用所谓灌浆就是利用利用利用灌浆泵灌浆泵或或浆液自重浆液自重，通过钻孔、埋管或其它方法把浆液压送到通过钻孔、埋管或其它方法把浆液压送到岩体的裂隙、混凝土裂缝、接缝或空洞内岩体的裂隙、混凝土裂缝、接缝或空洞内的工程措施。

的工程措施。

作用：

阻渗、提高岩体的整体性和抗变形作用：

阻渗、提高岩体的整体性和抗变形能力、增强围岩或结构的密实性、增强强能力、增强围岩或结构的密实性、增强强坝体整体性以及接触面结合能力。

坝体整体性以及接触面结合能力。

按按灌灌浆浆作作用用分分：

帷帷幕幕灌灌浆浆、固固结结灌灌浆浆、回回填灌浆、接缝灌浆、接触灌浆等。

填灌浆、接缝灌浆、接触灌浆等。

按灌浆材料按灌浆材料分：

水泥灌浆、化学灌浆等。

分：

水泥灌浆、化学灌浆等。

岩岩石石地地基基固固结结灌灌浆浆和和帷帷幕幕灌灌浆浆均均以以水水泥泥基基浆浆液液为为主主，遇遇到到一一些些特特殊殊地地质质条条件件，例例如如断断层层、破破碎碎带带、微微细细裂裂隙隙等等，当当使使用用水水泥泥浆浆液液难难以以达达到到预预期期效效果果时时，方方采采用用化化学学灌灌浆浆材材料料作作为为补补充充，而而且且化化学学灌灌浆多在水泥灌浆基础上进行。

浆多在水泥灌浆基础上进行。

砂砾石地基帷幕灌浆则多以水泥黏土浆为主。

砂砾石地基帷幕灌浆则多以水泥黏土浆为主。

（一）固结灌浆固结灌浆是用浆液灌入岩体裂隙或破碎带，固结灌浆是用浆液灌入岩体裂隙或破碎带，以提高岩体的整体性、均匀性和抗变形的以提高岩体的整体性、均匀性和抗变形的能力。

能力。

坝基灌浆的范围和孔深，主要根据坝型、坝坝基灌浆的范围和孔深，主要根据坝型、坝基地质条件、岩石破碎情况和岩石应力等基地质条件、岩石破碎情况和岩石应力等因素而定。

固结灌浆一般采用群孔冲洗和因素而定。

固结灌浆一般采用群孔冲洗和群孔灌浆。

钻孔一般为直孔。

群孔灌浆。

钻孔一般为直孔。

固固结结灌灌浆浆工工程程

（二）帷幕灌浆

（二）帷幕灌浆帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成阻水幕，以减小渗流量或降低孔隙，形成阻水幕，以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。

扬压力的灌浆。

通常在坝体迎水面下的基础内，形成一道通常在坝体迎水面下的基础内，形成一道连续而垂直或向上游倾斜的幕墙，设计和连续而垂直或向上游倾斜的幕墙，设计和施工中多采用单孔灌浆，孔较深且灌浆压施工中多采用单孔灌浆，孔较深且灌浆压力较大。

一般地质条件时，常用帷幕深度力较大。

一般地质条件时，常用帷幕深度为坝高的为坝高的0.30.7倍。

倍。

坝坝基基主主排排廊廊道道帷帷幕幕灌灌浆浆施施工工场场景景帷幕的形式依其是否接到相对不透水层而分为接地式帷幕和悬挂式帷幕接地式帷幕和悬挂式帷幕。

接地式帷幕是坝址的相对不透水层埋藏较浅相对不透水层埋藏较浅，帷幕能深入到相对不透水层，形成封闭式的阻水幕，此种形式防水效果好。

悬挂式帷幕是坝址的相对不透水层埋藏较深相对不透水层埋藏较深，帷幕不接到相对不透水层，防渗效果较差。

需与其他的防渗措施配合使用。

（三）接触灌浆（三）接触灌浆接触灌浆是用浆液灌入混凝土与基岩或混凝土与接触灌浆是用浆液灌入混凝土与基岩或混凝土与钢板之间的缝隙，以增强接触面的结合能力。

在固钢板之间的缝隙，以增强接触面的结合能力。

在固结灌浆的部位，结合固结灌浆进行。

结灌浆的部位，结合固结灌浆进行。

（四）接缝灌浆（四）接缝灌浆接缝灌浆是通过埋设管路或其他方法将浆液灌入接缝灌浆是通过埋设管路或其他方法将浆液灌入混凝土坝体的接缝，以改善传力条件，增强坝体的混凝土坝体的接缝，以改善传力条件，增强坝体的整体性。

整体性。

（五）回填灌浆（五）回填灌浆回填灌浆是用浆液填充混凝土与围岩或混凝土与回填灌浆是用浆液填充混凝土与围岩或混凝土与钢板之间的空隙和孔洞，以增强围岩或结构的密实钢板之间的空隙和孔洞，以增强围岩或结构的密实性的灌浆。

性的灌浆。

浆液类型浆液类型：

1、纯水泥浆、纯水泥浆一一种种最最常常用用的的灌灌注注浆浆液液，适适用用于于：

基基岩岩固固结结灌浆和基础帷幕灌浆。

灌浆和基础帷幕灌浆。

2、细水泥浆、细水泥浆分分为为干干磨磨细细水水泥泥浆浆、湿湿磨磨细细水水泥泥浆浆和和超超细细水水泥浆。

适用于：

泥浆。

适用于：

微细裂隙基岩的灌浆。

微细裂隙基岩的灌浆。

3、稳定浆液、稳定浆液常常在在水水泥泥浆浆液液中中掺掺少少量量稳稳定定剂剂。

适适用用于于：

高高压压帷帷幕幕灌灌浆浆和和遇遇水水性性能能易易恶恶化化或或注注入入量量较较大大的的地地层层的灌浆。

的灌浆。

水泥灌浆水泥灌浆4、混合浆液、混合浆液在在水水泥泥浆浆液液中中掺掺有有掺掺合合料料，例例如如水水泥泥砂砂浆浆、水水泥泥黏黏土土浆浆、水水泥泥粉粉煤煤灰灰浆浆、水水泥泥水水玻玻璃璃浆浆等等。

适适用于：

注入量大或地下水流速较大地层的灌浆。

用于：

注入量大或地下水流速较大地层的灌浆。

5、膏状浆液、膏状浆液这这种种浆浆液液塑塑性性屈屈服服强强度度大大（常常20Pa），稠稠度度如如牙牙膏膏。

适适用用于于：

大大孔孔隙隙地地层层（如如喀喀斯斯特特空空洞洞、岩体宽大裂隙、堆石体等）的灌浆。

岩体宽大裂隙、堆石体等）的灌浆。

6、粘土灌浆、粘土灌浆7、化学灌浆、化学灌浆化学灌浆是将化学灌浆是将有机高分子材料所配制的浆液，有机高分子材料所配制的浆液，灌入到需要处理的部位如地基或建筑物裂灌入到需要处理的部位如地基或建筑物裂隙中，经胶结固化后，达到防渗堵漏、补隙中，经胶结固化后，达到防渗堵漏、补强加固的目的。

强加固的目的。

化学灌浆抗渗性好，强度高，但工程费用较化学灌浆抗渗性好，强度高，但工程费用较昂贵。

同时应注意对废弃浆液的处理，防昂贵。

同时应注意对废弃浆液的处理，防止污染环境。

止污染环境。

辅助灌浆辅助灌浆第二节第二节岩基灌浆岩基灌浆岩基灌浆处理是通过地层钻孔，将具有流动岩基灌浆处理是通过地层钻孔，将具有流动性和胶凝性的浆液，用灌浆设备压入岩层性和胶凝性的浆液，用灌浆设备压入岩层的裂隙中，使其充填密实，胶结硬化成整的裂隙中，使其充填密实，胶结硬化成整体体，以提高和改善岩石的强度、整体性和，以提高和改善岩石的强度、整体性和抗渗性。

根据灌浆的作用不同分为固结灌抗渗性。

根据灌浆的作用不同分为固结灌浆、帷幕灌浆和接触灌浆。

也可按材料不浆、帷幕灌浆和接触灌浆。

也可按材料不同分类。

同分类。

岩基灌浆以水泥灌浆为主。

岩基灌浆以水泥灌浆为主。

一、钻孔一、钻孔钻孔前先用测量仪器放出钻孔前先用测量仪器放出灌浆孔的位置，帷幕灌浆灌浆孔的位置，帷幕灌浆还需测出各孔高程。

还需测出各孔高程。

岩基灌浆多用回转式钻机岩基灌浆多用回转式钻机钻孔，也可采用风钻或架钻孔，也可采用风钻或架钻。

钻。

钻孔质量要求：

钻孔质量要求：

施工顺序：

施工顺序：

分序加密分序加密二、钻孔（裂隙）冲洗二、钻孔（裂隙）冲洗1、单孔冲洗：

方法有三种：

2、群孔冲洗：

、群孔冲洗：

一般适用于岩石破碎，节理裂缝比较发育一般适用于岩石破碎，节理裂缝比较发育而且在钻孔相互串通的地层中。

而且在钻孔相互串通的地层中。

方法：

方法：

把两个或两个以上的钻孔组成一个孔组，轮把两个或两个以上的钻孔组成一个孔组，轮换的向一个孔或几个孔压入压力水或压力换的向一个孔或几个孔压入压力水或压力水和压缩空气，从另一个或几个孔排出污水和压缩空气，从另一个或几个孔排出污水，这样反复交替冲洗，直到各个孔出水水，这样反复交替冲洗，直到各个孔出水洁净为止。

洁净为止。

（二）压水试验：

（二）压水试验：

灌浆方法：

灌浆方法：

钻孔灌浆的次序，应遵循分序加密的原则钻孔灌浆的次序，应遵循分序加密的原则进行。

进行。

通过浆液逐渐挤压密实可促进灌浆区域的连续性；逐序提高灌浆压力有利于浆液的扩散和提高浆液的密实性，同时可分析先灌序孔的灌浆质量和效果。

地基灌浆一般按照先固结后帷幕先固结后帷幕的顺序。

全孔分段灌浆：

灌浆方式：

灌浆方式：

浆液灌注方式分为纯压式和循环式两种浆液灌注方式分为纯压式和循环式两种灌浆压力：

灌浆压力：

灌浆压力是指作用在灌浆孔段中心点的压灌浆压力是指作用在灌浆孔段中心点的压力，是影响灌浆质量的重要因素。

力，是影响灌浆质量的重要因素。

在在不破坏岩层结构的前提不破坏岩层结构的前提下，压力越大，浆下，压力越大，浆液扩散越远，胶体越密实，灌浆范围越大，液扩散越远，胶体越密实，灌浆范围越大，灌浆效果越好。

灌浆效果越好。

P=P1+P2+P3P孔段中心点压力，孔段中心点压力，MPa；P1灌浆管路中压力表的压力，灌浆管路中压力表的压力，MPa；P2浆液自重压力（考虑地下水的影响后），浆液自重压力（考虑地下水的影响后），MPaP3压力表处至灌浆孔段间管路摩擦压力损失，压力表处至灌浆孔段间管路摩擦压力损失，MPa，当压力表安在孔口进浆管上时，取负值，当压力表安在孔口进浆管上时，取负值，压力表安在孔口回浆管上时，取正值。

压力表安在孔口回浆管上时，取正值。

灌灌浆浆压压力力的的大大小小与与孔孔深深、岩岩层层性性质质和和灌灌浆浆段段上上有有无无压压重重等等因因素素有有关关，目目前前国国内内常常根根据据下下面面公公式式进进行行计算。

计算。

P=P0+mD+KghP0基岩表层的允许压力，基岩表层的允许压力，Pa，可由表，可由表4-4中查得；中查得；D灌浆段以上岩层的厚度，灌浆段以上岩层的厚度，m；m灌浆段以上岩层每增加一米所能增加的灌浆压力，灌浆段以上岩层每增加一米所能增加的灌浆压力，Pa/m，亦可由表，亦可由表4-4中查得；中查得；h灌浆孔以上压重的厚度，灌浆孔以上压重的厚度，m；压重的容重，压重的容重，kg/m3；g重力加速度，重力加速度，m/s2；K系数，可选用系数，可选用13。

灌浆压力的控制有两种方法：

灌浆压力的控制有两种方法：

一次升压法一次升压法灌灌浆浆开开始始后后，在在较较短短的的时时间间内内，将将压压力力升升到到设计压力，直到终止设计压力，直到终止。

逐级升压法逐级升压法将将压压力力分分三三级级，即即依依次次从从0.3P、0.7P、1.0P逐逐级升压级升压浆液稠度控制浆液稠度控制稠度即水与干料的比值。

稠度即水与干料的比值。

以水灰比表示。

以水灰比表示。

帷帷幕幕灌灌浆浆浆浆液液水水灰灰比比可可采采用用分分为为5:

1、3:

1、2:

1、1:

1、0.8:

1、0.6:

1、0.5:

1七七个个比比级级。

灌灌浆浆可可从从5:

1开开始始，根根据据灌灌浆浆压压力力和和吸吸浆浆率率的的变变化化及及时时调调整整，应应遵遵循循由由稀稀到到浓浓的的原原则则，形形成成循循序序渐渐进进的的灌灌浆浆过过程程，先先灌灌稀稀浆浆，逐逐步变浓，直到结束。

步变浓，直到结束。

限量法：

限量法：

根据每一级稠度的浆液灌入量来控制。

根据每一级稠度的浆液灌入量来控制。

当当某某级级稠稠度度的的浆浆液液灌灌入入量量超超过过限限量量标标准准（300L以以上上或或灌灌注注时时间间超超过过1h），而而灌灌浆浆压压力力及及吸吸浆浆量量均均无无改改变变，或或无无明明显显改改变变时时，将浆液加浓一级；将浆液加浓一级；如如果果发发现现变变浓浓后后，吸吸浆浆量量显显著著下下降降，或或灌灌浆浆压压力力突突然然上上升升，说说明明裂裂隙隙被被浓浓浆浆堵堵塞塞，变变浓不当，应立即变回原稠度。

浓不当，应立即变回原稠度。

灌浆结束：

灌浆结束：

对对于于帷帷幕幕灌灌浆浆：

当当采采用用自自上上而而下下分分段段灌灌浆浆法法时时，在在设设计计压压力力下下，灌灌入入率率不不大大于于0.4L/min时时，继继续续灌灌60min；或或不不大大于于1L/min时时，继继续灌注续灌注90min，灌浆结束。

，灌浆结束。

采采用用自自下下而而上上分分段段灌灌浆浆法法时时，继继续续灌灌注注的的时时间间可可相相应应地地减减少少为为30min和和60min，灌灌浆浆可可以结束。

以结束。

灌浆结束：

灌浆结束：

固固结结灌灌浆浆：

在在规规定定压压力力下下，当当注注入入率率不不大大于于0.4L/min，继续灌注，继续灌注30min，灌浆可结束。

，灌浆可结束。

封孔（简介）封孔（简介）灌浆质量检查灌浆质量检查：

帷帷幕幕灌灌浆浆质质量量检检查查，应应以以检检查查孔孔压压