覆盖层灌浆施工规范.docx
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覆盖层灌浆施工规范
中华人民共和国电力行业标准
PDL/T51××—201×
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水电水利工程覆盖层灌浆技术规范
Technicalspecificationofoverburdengrouting
forhydropowerandwaterresourcesprojects
（报批稿）
201×—××—××发布201×—××—××实施
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国家能源局发布
前言
本标准是根据国家发展和改革委员会办公厅《关于印发2008年行业标准计划的通知》（发改办工业【2008】1242号文）的要求进行制订的。
我国在覆盖层地基中进行灌浆始于20世纪50年代，曾在北京密云水库、河北岳城水库等大型工程中应用，后来由于混凝土防渗墙技术的快速发展，使得覆盖层灌浆工程大大减少，渐至少见较大规模的应用。
近一二十年来，由于水电水利工程建设的发展和各项技术的进步，覆盖层地基和围堰工程的灌浆应用渐多，推广较快。
为了促进和规范这项技术的应用，保证覆盖层灌浆工程的质量，制定本标准实为必要。
经过两年多的工作，标准的编写人员进行了广泛的调研，对国内水利水电工程几十年来在覆盖层灌浆工程中采用的各项技术、工艺进行了总结，参考了国外同类灌浆技术标准，吸取了全国水电水利工程建设、设计、施工、监理等单位和有关专家的意见，形成了本标准。
本标准的主要技术内容包括，覆盖层灌浆设计原则、灌浆材料设备与制浆、灌浆施工方法、灌浆工程质量检查等。
本标准由中国电力行业水电施工标准化技术委员会负责管理，由中国水电基础局有限公司负责技术内容的解释。
执行过程中如有意见或建议，请寄送中国水电基础局有限公司技术中心（地址：
天津市武清区雍阳西道86号，邮编：
301700）
本标准主编单位：
中国水电基础局有限公司
本标准参编单位：
中国水利水电科学研究院
陕西省水利电力勘测设计研究院
葛洲坝集团基础工程有限公司
中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院
武警水电第一总队
本标准主要起草人：
夏可风赵存厚肖恩尚杨晓东杨西林宋玉才郑治
杨月林龚木金黄灿新杨锋刘斌王建功高永刚
杨森浩唐玉书宋伟贺永利王碧峰刘松富
本标准主要审查人员：
梅锦煜许松林吴新琪楚跃先汪毅毛亚杰
张建华王琪孙志禹孙来成郭光文康明华
陈宏常焕生杨成文温文森吴方明钟彦祥
马如骐孙钊陈珙新王行本高广淳
目次
1总则
2术语
3设计原则
3.1一般规定
3.2帷幕灌浆
3.3固结灌浆
3.4现场灌浆试验
4灌浆材料、设备与制浆
4.1灌浆材料与浆液
4.2灌浆设备与机具
4.3制浆
5施工准备与要求
6套阀管法灌浆
6.1钻孔
6.2灌注填料与下设套阀管
6.3灌浆
6.4特殊情况处理
7孔口封闭法灌浆
8.1钻孔
8.2灌浆
8.3特殊情况处理
8沉管灌浆
9质量检查
10竣工资料与工程验收
附录A覆盖层灌浆工程钻孔注水试验检查方法
附录B覆盖层灌浆施工记录与成果图表
本标准用词说明
引用标准名录
条文说明
Contents
1Generalrules
2Terms
3Designconsiderations
3.1Generalrequirements
3.2Curtaingrouting
3.3Consolidationgrouting
3.4Trialgroutingtests
4Groutingmaterials,equipmentandgroutmixing
4.1Groutingmaterialsandgrout
4.2Groutingequipmentandtools
4.3Groutmixing
4Execution
5Sleevegroutingmethod
6.1Drilling
6.2Groutingfillingmaterialandinstallationofsleevepipe
6.3Grouting
6.4Measurestobetakeninspecialconditions
7Orifice-closedgroutingmethod
8.1Drilling
8.2Grouting
8.3Measurestobetakeninspecialconditions
8Groutingofcasingpipe
9Qualitysupervisionandcontrol
10Worksdocumentationandacceptance
AnnexAInspectionmethodsforwaterinjectingtestofoverburdengrouting
AnnexBConstructionrecordsandchartsforoverburdengrouting
ExplanationsforwordinginStandards
Standardsreferredto
Explanatorynotes
1总则
1.0.1为规范水电水利工程覆盖层灌浆的设计原则、施工技术要求、工程质量检查方法，满足工程安全和经济合理的要求，特制定本标准。
1.0.2本标准适用于水电水利工程中覆盖层的水泥黏土类浆液的灌浆。
1.0.3覆盖层地基的灌浆处理方案应根据工程要求、地质、施工等条件，经过技术经济比较后制定。
1.0.4灌浆工程的所有相关各方应具有必要的灌浆工程经验。
对灌浆过程的监管应连续，灌浆施工过程中的成果应及时与设计参数及预期目标进行比较，如果灌浆中间成果与设计预期有重大区别，应立即查明原因，必要时应跟踪调整设计参数及施工工艺。
1.0.5灌浆工程的实施应避免对环境产生不良影响。
1.0.6水电水利工程覆盖层灌浆除应遵守本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语
下列术语和定义适用于本标准。
2.0.1覆盖层Overburden
覆盖在基岩之上的各种成因的松散堆积、沉积物。
本标准主要指适宜于灌浆处理的砂卵砾石层、砂土层和人工填筑的碎石土体等。
2.0.2覆盖层灌浆Overburdengrouting
利用机械压力或浆液自重，将具胶凝性的浆液压入到覆盖层中的孔隙或空洞内，以改善覆盖层的物理力学性能的工程措施。
2.0.3帷幕灌浆Curtaingrouting
将浆液灌入覆盖层孔隙或空洞内形成连续的阻水幕，以减小覆盖层地基的渗漏量或降低渗透压力的灌浆工程。
2.0.4固结灌浆Consolidationgrouting
将浆液灌入覆盖层孔隙或空洞内，以增强覆盖层地基的密实性和承载能力的灌浆工程。
2.0.5混合浆液Mixedgrout
由水泥、水、黏土或膨润土、粉煤灰、外加剂等多种材料混合配制的浆液。
2.0.6膏状浆液Colloidalgrout
具有较大的屈服强度和塑性粘度、较小的流动度及良好的触变性能的状似膏体的胶凝性浆液。
2.0.7套阀管法Sleevegroutingmethod
在覆盖层中钻孔，在孔内置入套阀管并在管外环状空隙充填低强度灰浆，在套阀管内使用灌浆塞进行灌浆的方法。
2.0.8孔口封闭法Orifice-closedgroutingmethod
在灌浆孔口埋设孔口管，使用孔口封闭器自上而下分段进行钻孔和灌浆的方法。
2.0.9沉管灌浆Groutingmethodofcasingpipe
将钢制灌浆管通过锤击或其他方式沉入覆盖层中进行灌浆的方法，包括打管灌浆法、套管灌浆法等。
2.0.10注水试验Injectiontest
通过向覆盖层的钻孔中连续注水，测定注水量、注水水位与时间的关系，从而计算覆盖层透水性的试验。
3设计原则
3.1一般规定
3.1.1采用灌浆方法处理覆盖层时，应先查明覆盖层的成因、结构、空间分布范围，各土层的颗粒级配、密度、渗透系数、允许渗透比降等，以及地下水的分布规律、流速、水质等情况。
在地震区应对覆盖层的液化特性作出判断。
3.1.2覆盖层灌浆设计技术指标应以现场试验及室内试验成果为依据，通过计算分析和工程类比的方法提出，并应符合DL/T5395或其他相关规范的规定。
3.1.3覆盖层灌浆部位宜设置混凝土盖板，混凝土盖板厚度不宜小于0.5m，宽度宜超出灌浆两侧边线3m以上。
3.1.4为提高近地表覆盖层的灌浆质量，可采用加密浅层灌浆孔、自上而下进行灌浆、增加浆液中水泥含量、适当待凝等措施。
3.1.5覆盖层灌浆工程应根据其功能要求和使用条件，设置渗流和变形监测设施。
3.2帷幕灌浆
3.2.1帷幕灌浆设计应与工程总体的防渗系统设计布置相结合，统筹考虑。
3.2.2帷幕灌浆设计应满足工程总体渗流控制的要求，工程渗流控制标准应通过渗流计算及渗透试验综合确定。
1灌浆帷幕的允许渗透比降应满足渗流控制标准的要求。
2帷幕与其上部的防渗体之间应满足不发生接触冲刷和接触流失的要求。
3渗流量应满足工程正常运行时的允许漏失量。
3.2.3帷幕的设计标准应按渗透系数（K）控制，并根据工程的防渗要求和渗流控制标准确定。
3.2.4覆盖层地基的可灌性可按可灌比（M）或其他指标判别，并通过现场试验确定。
可灌比按下式计算
M＝D15/d85（3.2.4）
式中D15—覆盖层粒径指标，小于该粒径的土体重占覆盖层总重的15%，mm；
d85—浆液材料粒径指标，小于该粒径的材料重占材料总重的85%，mm。
M＞15时可灌注水泥浆；M＞10时可灌注水泥黏土浆。
3.2.5帷幕的厚度应按式（3.2.5）计算
T＝H/J（3.2.5）
式中T—帷幕厚度，m；
H—最大设计水头，m；
J—帷幕的允许比降，水泥黏土浆可采用3～6，若大于6应通过试验论证。
对于深度较大的多排帷幕，可根据渗流计算的成果和已有的工程经验沿深度逐渐减薄。
3.2.6帷幕灌浆孔宜采用垂直孔。
帷幕灌浆孔的排数应根据对帷幕厚度的要求确定，不宜少于3排。
灌浆孔排距和孔距宜为2m～4m。
3.2.7当帷幕设置在混凝土防渗墙墙底时，多排灌浆帷幕与防渗墙的底部应设置搭接段，且搭接长度不宜小于5m，沿防渗墙底端的绕流渗透比降应小于灌浆帷幕的允许比降。
搭接段宜先行灌浆并待凝。
3.2.8帷幕的底部宜伸入基岩或相对不透水层2m或5m。
当基岩或相对不透水层较深时，可根据渗流分析成果设置悬挂式帷幕，并参照类似工程研究确定防渗帷幕底线。
3.2.9帷幕灌浆浆液可采用水泥黏土（或膨润土）浆、水泥浆、黏土浆。
水泥和黏土灌浆不能满足工程要求时，可采用化学灌浆材料。
各种浆液的配比应由浆液试验确定。
水泥黏土浆宜采用水泥∶黏土＝1∶1～1∶4（重量比，下同），水∶干料（水固比）＝3∶1～1∶1。
当对浆液结石有强度要求时，水泥的掺量可采用较大值。
进行多排孔帷幕灌浆时，边排孔和帷幕浅部宜采用水泥含量较高的浆液，临时性工程可减少水泥含量或使用黏土浆。
3.2.10帷幕灌浆压力应通过工程类比和现场灌浆试验确定。
帷幕直接与土石坝填筑体或其他建筑物相接并在其后施工时，宜设置变形监测点，灌浆压力应按建筑物的允许变形控制。
3.2.11帷幕灌浆施工宜采用套阀管法或孔口封闭法。
3.2.12灌浆结束后，应挖除表层未固结好的覆盖层，在完好的帷幕体顶上填筑防渗体，必要时可设置利于与上部结构结合的齿槽或混凝土垫层。
3.3固结灌浆
3.3.1应根据建筑物对地基承载力和变形控制等使用要求，结合地质及施工等条件进行覆盖层固结灌浆的设计。
3.3.2覆盖层地基固结灌浆的范围应大于建筑物的外轮廓线，具体可根据覆盖层的分布和结构物的要求等条件进行分析计算确定。
3.3.3覆盖层地基固结灌浆的孔深、孔距、排距可根据现场灌浆试验成果进行分析计算，并参照类似工程经验确定。
一般情况下，孔距、排距可采用2m～3m。
3.3.4覆盖层固结灌浆宜采用沉管灌浆法或孔口封闭灌浆法。
施工时宜先灌注周边孔，后灌注中间孔，各灌浆孔按排间分序，排内加密的原则进行。
3.3.5覆盖层固结灌浆的压力应根据地质条件和现场试验成果，按建筑物的允许变形确定，一般情况下可采用0.1MPa～1.0MPa。
必要时应进行变形监测。
3.3.6覆盖层固结灌浆宜采用水泥浆，也可采用黏土水泥浆或膨润土水泥浆、粉煤灰水泥浆。
空隙较大时，可使用膏状浆液或水泥砂浆等。
3.4现场灌浆试验
3.4.1现场灌浆试验宜在可行性研究阶段进行。
3.4.2现场灌浆试验的地点应具有代表性。
地质条件复杂时，应针对不同地质单元和不同施工条件进行灌浆试验。
当在工程建设部位进行试验时，应对试验工程的利用及与建筑物的衔接作好安排。
3.4.3现场灌浆试验的主要任务是：
1试验论证工程采用灌浆方法在技术上的可行性、施工效果的可靠性、经济上的合理性；
2评价灌浆帷幕的渗透性和抗渗透破坏能力，固结灌浆后地基的承载能力和变形特性等；
3试验确定适宜的灌浆材料、浆液配比和浆液性能要求；
4推荐合理的灌浆技术参数，如灌浆孔排数、排距、孔距、孔深等；
5推荐合理的施工方法、施工程序和施工参数，如灌浆压力、单位注入量范围等；
6研究适宜的灌浆质量标准和检查方法；
5施工工效、进度与工程造价分析等。
3.4.4对灌浆试验的全过程，包括实施的每一步骤应进行详细的记录。
3.4.5在施工前或施工初期，宜进行生产性灌浆试验，以验证灌浆工程施工详图设计和施工组织设计，调试运行钻孔灌浆施工系统。
4灌浆材料、设备与制浆
4.1灌浆材料与浆液
4.1.1覆盖层灌浆的材料应根据覆盖层的地层组成、渗透性、地下水流速、灌浆材料来源和灌浆目的要求等，通过室内浆材试验和现场灌浆试验确定，可使用下列类型浆液：
1水泥黏土（膨润土）浆。
2水泥基浆液，包括纯水泥浆、粉煤灰水泥浆、水泥砂浆、水玻璃水泥浆等。
3黏土浆、膨润土浆。
4化学浆液，如水玻璃类、丙烯酸盐类等。
5其它浆液，如沥青、膏状浆液等。
4.1.2灌浆采用的水泥品种应根据灌浆目的、地质条件和环境水的侵蚀作用等确定，一般可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。
当有抗侵蚀或其它要求时，可使用矿渣水泥、火山灰水泥或特种水泥。
水泥的强度等级可为32.5或以上。
水泥的品质、运输和储存条件应符合GB175或所采用的其它水泥的标准的规定。
4.1.3灌浆用黏性土的塑性指数不宜小于14，黏粒（粒径小于0.005mm）含量不宜少于25%，含砂量不宜大于5%，有机物含量不宜大于3%。
黏土宜采用浆液的形式加入，并筛除大颗粒和杂物。
4.1.4灌浆用膨润土，其品质指标应符合GB/T5005的规定。
4.1.5灌浆用粉煤灰，根据工程需要可使用Ⅲ级或Ⅱ级粉煤灰，其品质指标应符合DL/T5055的规定。
4.1.6灌浆用水应符合DL/T5144拌制水工混凝土用水的要求。
4.1.7根据灌浆需要，可在灌浆浆液中加入下列外加剂，其种类和掺量应通过室内浆液试验和现场灌浆试验确定：
1速凝剂，如水玻璃、氯化钙或其他无碱速凝剂等。
2减水剂，如萘系高效减水剂、木质素磺酸盐类减水剂等。
3活性剂，如碱等。
4其它外加剂。
所有外加剂的品质指标应符合DL/T5100或其他有关标准的规定。
凡能溶于水的外加剂应以水溶液状态加入。
4.1.8普通纯水泥浆可不进行室内试验。
其他浆液可根据工程需要有选择地进行下列试验：
1灌浆材料的细度和颗粒分析；
2浆液密度、黏度、凝结时间、析水率、流变参数等；
3浆液结石密度、抗压强度、弹性模量、抗渗等级或渗透系数、渗透破坏比降等。
4.2灌浆设备与机具
4.2.1搅拌机的拌和能力应与所搅拌浆液的类型相适应，保证能均匀、连续地拌制浆液。
4.2.2灌浆泵的技术性能与所灌注的浆液的类型、浓度应相适应。
额定工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍，压力波动范围宜小于灌浆压力的20%，排浆量应能满足灌浆最大注入率的要求。
为减小灌浆泵输出压力的波动，宜配置空气蓄能器。
4.2.3灌浆管路应能保证浆液流动畅通，并应能承受1.5倍的最大灌浆压力。
灌浆泵到灌浆孔口的输浆距离不宜大于30m。
灌注膏状浆液时灌浆管路直径宜大，长度宜短。
4.2.4灌浆管路阀门应采用可承受高压水泥浆液冲蚀的耐磨灌浆阀门。
4.2.5灌浆塞应与所采用的灌浆方法、灌浆压力、灌浆孔或袖阀管直径相适应。
可选用挤压膨胀式橡胶灌浆塞或液（气）压式胶囊灌浆塞。
灌浆塞应有良好的膨胀和耐压性能，在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段，并且易于安装和卸除。
4.2.6灌浆泵出浆口和灌浆孔孔口处均应安设压力表。
压力表的量程最大标值宜为最大灌浆压力的1.5～2.5倍。
压力表与管路之间应设有隔浆装置，且隔浆装置传递压力应灵敏无碍。
4.2.7覆盖层灌浆工程宜使用灌浆记录仪。
灌浆记录仪应能自动测量记录灌浆压力和注入率，其技术性能和安装使用的基本要求应符合DL/T5237的规定。
4.2.8集中制浆站设备的制浆能力应满足灌浆高峰期所有机组用浆需要，并应配备防尘、除尘设施。
当浆液中需加入掺合料或外加剂时，应增设相应的设备。
4.2.9所有灌浆设备应做好维护保养，保证其正常工作状态，并应有备用量。
4.2.10钻孔灌浆的计量器具，如测斜仪、压力表（压力计）、流量计、密度计（比重计）、灌浆记录仪等，应定期进行校验或检定，保持计量准确。
4.3制浆
4.3.1制浆材料应按规定的浆液配比计量，计量误差应小于5%。
水泥等固相材料宜采用质量（重量）称量法计量。
4.3.2膨润土、黏土加入制浆前应进行浸泡、润胀，充分分散黏土颗粒。
4.3.3各类浆液应搅拌均匀，使用前应过筛。
浆液自制备至用完的时间，水泥浆不宜大于4h，水泥黏土浆不宜大于6h。
4.3.4水泥浆液和水泥黏土（或膨润土）浆液宜采用高速搅拌机进行拌制。
水泥浆液的搅拌时间不宜少于30s。
拌制水泥黏土（或膨润土）浆液时宜先加水、再加水泥拌成水泥浆，后加黏土浆液共拌。
加黏土浆液后的拌制时间不宜少于2min。
膏状浆液、其他混合浆液的搅拌时间应通过试验确定。
4.3.5浆液宜采用集中制浆站拌制，可集中拌制最浓一级的浆液，输送到各灌浆地点调配使用。
与黏土不发生化学反应的外加剂宜在泥浆配制过程中加入。
4.3.6应对浆液密度等性能进行定期检查或抽查，保持浆液性能符合工程要求。
4.3.7寒冷季节施工应做好机房和灌浆管路的防寒保暖工作，炎热季节施工应采取防晒和降温措施。
浆液温度宜保持在5℃～40℃。
5施工准备与要求
5.0.1覆盖层灌浆工程施工前应具备下列设计文件或相应的资料：
1施工详图和设计说明书。
2灌浆区域工程地质和水文地质资料。
3主要灌浆材料来源及料场资料。
4灌浆试验报告。
5灌浆施工组织设计。
6灌浆施工技术要求。
7灌浆质量标准和检查方法。
5.0.2对需要采取振冲、强夯、振动加密、置换和灌浆等多项措施综合处理的覆盖层地基，应先进行其他措施的施工，再进行灌浆。
5.0.3灌浆工程所用的风、水、电、水泥浆液、泥浆等供给应可靠，宜设置专用管路和线路。
水源和电源应有备用。
大型灌浆工程应设置水泥浆液和膨润土（或黏土）泥浆的集中拌制站，以及必要的现场试验室。
5.0.4灌浆工程应制定妥善的环境保护和劳动安全措施。
钻渣、污水和废浆应集中处理后排放。
5.0.5灌浆应按分序加密的原则进行。
由多排孔组成的帷幕，应先灌注下游排，再灌注上游排，然后进行中间排孔的灌浆，每排孔可分为二序或三序。
5.0.6在帷幕灌浆的先灌排一序孔中宜布置先导孔，其间距为24m～40m。
5.0.7灌浆工程中的各个钻孔应统一分类和编号。
5.0.8各项施工记录应有专人在现场随着施工作业的进行使用墨水笔逐项填写，做到及时、准确、真实、齐全、整洁。
灌浆过程宜采用灌浆记录仪进行记录，灌浆记录仪的打印记录表应当班签证。
5.0.9各种资料应及时整理，编制成所需的图表和其它成果资料。
6套阀管法灌浆
6.1钻孔
6.1.1根据覆盖层地质条件和工程要求，灌浆孔可采用冲击回转跟管钻进或泥浆护壁回转钻进。
6.1.2当采用冲击回转钻机跟管钻进灌浆孔时，钻机、潜孔锤、钎头及套管等的性能应满足地层及钻孔孔径、深度等的要求。
6.1.3当采用泥浆护壁回转钻机钻进灌浆孔时，钻孔机具、泥浆、孔口管埋设等应符合本标准第7.1节的规定。
灌浆孔钻进结束后，应使用马氏漏斗黏度为31s～36s的稀泥浆清孔，孔底沉淀厚度不宜大于20cm。
6.1.4灌浆孔位与设计孔位的偏差应不大于10cm，终孔孔径不宜小于Ф91mm，孔深应符合设计规定，孔底偏斜率应不大于2.5%。
应严格控制孔深20m以内的孔斜率。
6.2灌注填料与下设套阀管
6.2.1灌浆孔填料应为析水率低、稳定性好的水泥黏土浆液，填料结石收缩性小，可在开环压力下碎裂。
填料的配合比应根据材料性能、施工条件等情况通过试验确定。
6.2.2灌浆孔清孔完成后，可立即灌注填料。
填料应通过导管从孔底连续注入，不得中途停顿。
压注填料的时间不宜超过1h。
当孔口返出填料的密度与压注前填料密度差不超过0.02g/cm3并确定灌满后，方可结束填料灌注。
6.2.3套阀管管体可由钢管或聚乙烯（PE）管等制成，内壁应光滑，内径不宜小于Ф56mm，底部应封闭，在最大灌浆压力下不应产生破坏。
灌浆孔深度较大时，套阀管应分节，两节之间宜采用螺纹连接。
6.2.4沿套阀管轴向每隔30cm～50cm设一环出浆孔。
每环2～5个孔，孔径可为Ф8mm～Ф15mm。
出浆孔外面，应用弹性良好的橡皮箍圈套紧。
6.2.5填料灌注完成后应立即下设套阀管。
套阀管下放应平稳，不得强力下压或拧动。
如套阀管自重不套足以保证下沉，可在管内填砂加重。
套阀管底端与灌浆孔底距离应不大于20cm。
套阀管的各节长度、下设深度、下设时间、入孔情况等应详细准确记录。
6.2.6套阀管下设完成后宜待凝3d以上。
6.2.7如灌浆孔采用套管护壁钻进，则套阀管下设完成后应拔出套管，并同时向孔内补充填料。
6.3灌浆
6.3.1套阀管内灌浆可自上而下或自下而上进行，也可先灌注指定部位。
采用纯压式灌浆方式。
6.3.2灌浆时应在套阀管内下入双联式灌浆塞，每次宜灌注一环孔。
6.3.3灌浆前应先进行开环。
开环可采用水固比8∶1～4∶1的稀黏土水泥浆或清水，开环后持续灌注5min～10min。
然后换用灌浆浆液进行灌浆。
6.3.4开环和灌浆压力以灌浆孔孔口处进浆管路上的压力表读数和传感器测值为准。
开环压力可为1MPa～6MPa，灌浆压力可为2MPa～4MPa。
6.3.5灌浆过程中灌浆压力应由小到大逐级增加，防止突然升高。
灌浆过程发现冒浆、返浆及地面抬动等现象时，应立即降低灌浆压力或停止灌浆，并进行处理。
6.3.6灌浆浆液及其配比可按本标准第3.2.
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