注浆施工工艺课件.pptx

1、（一）按注浆管设置方法分类1用钻孔方法 主要用于基岩或砂砾层，或已经压实过的地基。这种方法与基他方法相比，具有不使地基土扰动和可使用填塞器等优点，但一般工程费用较高；2用打入方法 当灌浆深度较低时，可用打入方法。即在注浆管顶端安装柱塞，将注浆管或有效注浆管用桩锤或振动机打进地层中的方法。3用灌浆方法 在比较均质的砂层或注浆管打进困难的地层等采用的方法。这种方法利用泥浆泵，设置用水喷射的注浆管，因容易把地基扰动，所以不是理想的方法。（二）按灌注方法分类1一种溶液一个系统的方法 将所有的材料放进同一箱子中，预选做好混合准备，再进行注浆，这适用于凝胶时间较长的浆液。2两种溶液两个系统的方式 将A溶液

2、和B溶液分别准备放在不同的容器中，用不同的泵输送，在注浆管（并列管、双层管）顶端流出的瞬间，两种溶液就汇合而注浆。这种方法适用于凝胶时间是瞬间的情况 3两种溶液一个系统的方法 将A溶液和B溶液预先分别装在各自准备的不同容器中，分别用泵输送，在注浆管的头部使两种溶液会合。这种在注浆管中混合进行灌注的方法，适用于凝胶较短的浆液。 作为这种方式的变化，有的方法分别将准备在不同容器中的A溶液和B溶液送往泵中使之混合，再用一台泵灌注。另外，也有采用Y字管，而仍只用上述一个系统方式将A溶液和B溶液交替注浆的方式。（三）按注浆方法分1。钻杆注浆法 钻杆注浆施工法是把注浆用的钻杆（单管），由钻孔钻到所规定的深

3、度后，把注浆材料通过内管送入地层中的一种方法。 钻杆注浆法的优点是：与其他注浆法比较，容易操作，施工费用较低。其缺点是：浆液沿钻杆和钻孔的间隙容易往地表喷浆；浆液喷射方向受到限制，即为垂直单一的方向。2单过滤管注浆法 单过滤管（花管）注浆法如图所示。把过滤管先设置在钻好的地层中，并填以砂、管与地层间所产生的间隙（从地表到注浆位置）用填充物（粘性土或注浆材料等）封闭，不使浆液溢出地表。一般从上往下依次进行注浆。每注完一段，用水将管内的砂冲洗出后，重复上述操作。这样逐段往下注浆的方法，比钻杆注浆方法的可靠性高 单过滤管注浆的优点 （1）在较大的平面内，可得到同样的注浆深度，注 浆施工顺序是自上而下

4、的进行，注浆效果可靠。（2）化学浆液从多孔扩散，且水平喷射渗透易均匀；（3）注浆管设置和注浆工作分开，注浆容易管理；（4）化学浆液喷出的开口面积比钻杆注浆的大，所 以一般只采用较小的注浆压力，而且注浆压力 很少出现急剧性变化。单过滤管注浆的缺点 （1）注浆管加工及注浆管的设置麻 烦，造价高。 （2）注浆结束后，回收注浆管困难， 且有时可能成为施工障碍。 3双层管双栓塞注浆法 该法是沿着注浆管轴限在一定范围内进行注浆的一种方法。具体地说，就是在注浆管中有两处设有两个栓塞，使注浆材料从栓塞中间向管外渗出。 双层管双栓塞注浆法的主要优点 （1）可根据需要灌注任何一个灌浆段， 还可以进行重复灌浆；（2

5、）可使用较高的灌浆压力，灌浆时 冒浆和串浆的可能性小； （3）钻孔和灌浆作业可以分开，提高 钻孔的利用率。 双层管双栓塞注浆法缺点（1）袖阀管被具有一定强度的套壳料 所胶结，因而难于拔出重复使用， 耗费管材较多。 （2）每个灌浆段长固定为3350mm，不 能根据地层的实际情况调整灌浆 段长度。 4双层管钻杆注浆法双层管钻杆注浆法的使用特点如下：（1）注浆时使用凝胶时间非常短的浆液，所以 浆液不会向远处流失；（2）土中的凝胶体容易压密实，可得到强度较 高的凝胶体； （3）由于是双液法，若不能完全混合时，可能 出现不凝胶的现象。 二、注浆施工的机构设备的选择 搅拌器和混合器，根据不同的化学浆奖和不

6、同的厂家而有独自的型号。钻机一直使用主轴回转式的油压机，性能较好。三、灌浆 注浆孔的钻孔孔径一般为70110mm，垂直偏差应小于1%。注浆孔有设计角度时应预先调节钻杆角度，倾角偏差不得大于20。 灌浆完后就要拔管，若不及时拔管，浆液会把管子凝住而将增加拔管困难。灌浆外加剂 在满足强度要求的前提下，可用磨细粉煤灰或粗灰或粗灰部分替代水泥。为了改善浆液性能，可在水泥浆液拌制时加入如下外加剂： （1）加速浆体凝固的水玻璃，其模数应为3.03.3。水玻璃掺量应通过试验确定，一般为0.5%3%。 （2）提高浆液扩散能力和可泵性的表面活性剂（或减水剂），如三乙醇胺等，其掺量为水泥用量的0.3%0.5%。

7、（3）提高浆液的均匀性和稳定性，防止固体颗粒离析和沉淀而掺加的膨润土，其掺加量不宜大于水泥用量的5%。灌浆要求 1。浆体必须经过搅拌机充分搅拌均匀后，才能开始压住，并应在注浆过程中不停地缓缓搅拌，浆体在泵送前应经过筛网过滤。 2。冒浆处理：采用间歇灌注法，亦即让一定数量的浆液注入上层孔隙大的土中后，暂停工作，让浆液凝固，几次反复，就可把上抬的通道堵死。第二节 高压喷射注浆施工工艺一、施工机具 施工机具主要由钻机和高压发生设备两大部分组成。施工机具主要由钻机和高压发生设备两大部分组成。多重管的功能，不但可输送高压水，而且还同时将冲下来的土、石抽出地面。喷嘴是直接明显影响喷射质量的主要因素之一。流

8、线形喷嘴的射流特性最好，喷射流的压力脉冲经达流线形状的喷嘴时，不存在反射波，因而使喷嘴具有聚能的效能。但这种喷嘴极难加工，在实际工作中很少采用。喷嘴的内圆锥角的大小对射流的影响也是比较明显的，试验表明；当圆锥角为1314时，流量损失很小，喷嘴的流速量值较大。 二、施工顺序1 钻机就位钻机安放在设计的孔位上并保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。2 钻孔单管旋喷常用76型旋转振动钻机，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。3 插管插管是将喷管插入地层预定的深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力一般不超过MPa。若压力过高，则易将孔壁射塌。 4喷射作业

9、当喷管插入预定深度后，由下而上进行喷射作业。值班技术人员必须时刻注意极查浆液初凝时间，注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。 5.冲洗 喷射施工完毕后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。 6.移动机具 将钻机等机具设备移到新孔位上。第三节 劈裂灌浆施工一、灌浆机械的选择 土坝灌浆整套设备大体可分为造孔、制浆、灌浆和其他附属设备4个部分。（一）造孔设备 造孔机械的种类较多，坝体灌浆常用的有锤击造孔机械、XJ100-A型钻机等。 锤击造孔机由塔架、吊

10、锤、锺箍、钻杆和卷扬机5部分组成。吊锤的重量根据坝体土质的坚硬程度和造孔的深度而定，一般重约100200kg。钻杆直径为50mm，击锤钻头的直径一般比钻杆粗25mm。进行锤击时，卷扬机通过钢丝绳牵引吊锤，沿导杆提升约0.52.0mm高度，操作高合器，使吊锤自由下落击进钻杆。吊锤的起落可用10kN卷扬机。锤击造孔机不仅造孔速度快，占用劳力少，而且比较容易操作规程，安全可靠。一般一个台班23人即可施工，每台班进尺约50m左右。 （二）WJG80型搅灌机1结构形式 WJG80型搅灌机由搅浆系统、灌浆泵、动力机、行车系统4部分组成。 2. 工作性能特点 WJG80型搅灌机的特点是：具有搅浆、筛浆、拌浆

11、防沉自动化，全机可自动连续性搅灌作业。对粒状或块状土料，不论其含水量多少，均可直接搅灌作业，而不必进行先期粉碎、筛选。（三）附属设备 坝体劈裂灌浆，除了上述介绍的一些主要灌浆机械设备外，还需要一些附属设备，如抽水泵、储水箱、输浆管、快速接头、孔口装置和泥浆比较秤等。1抽水泵和储水箱 先由水泵将水抽入储水箱，再由储水箱不断地向搅浆机供水。2输浆管 它是使浆液由灌浆泵输送到注浆管的连接部分。所以对输浆管的要求，既满足灌浆所需的压力，又使浆液在管内流动通畅。3快速接头 它是两条输浆胶管的连接装置，为装拆输浆管路节约了时间。4孔口装置 灌浆孔安装三通管测压器，主要是为装压力表测试灌浆正负压力，并装有进

12、浆和排浆阀门。5泥浆比重秤 它是测量泥浆相对密度的仪器，借以满足灌入适宜的泥浆，同时为换算干土灌入量提供依据。二、施工技术（一）施工前的准备工作 为了搞好施工设计，必须首先了解和搜集被灌土坝的有关技术资料，应摸清水文地质和清基情况，筑坝土料的物理力学性质和主要化学成分，施工季节，每层铺土厚度、碾压机械和碾压遍数，干密度合格率，施工接头位置、数量、处理办法和质量，土坝合拢口的位置，合拢时的具体情况及质量；施工期间坝体有无出现裂缝，裂缝的平面位置、走向、宽度及处理方法；防渗体内有无不合格的土料土坝，位置、数量及高程；以及与施工设计有关的坝体渗透稳定和变形稳定方面的资料等都应搜集。坝面裂缝位置、长度

13、、宽度、深度及处理方法；塌坑的位置，原因及处理方法；坝体坝基漏水位置及渗漏量与库水位的变化关系。（二）施工设计施工设计主要内容有如下几个方面：（1）施工设计图表（2）压力控制 灌浆压力系指孔口压力表读数，精度要求10kPa,根据国内经验，控制压力一般为50300kPa。（3）灌浆方法对泥要求 灌浆方法一般要求先稀后浓，即灌浆开始用稀浆，待坝体劈开后用浓浆。（4）位移控制 泥浆灌入坝体内，将使坝体产生压缩和位移。每次灌浆时，一般坝肩位移时应控制在12cm范围内。（5）裂缝控制 劈裂灌浆在孔内下35m深的护壁管，以控制坝顶裂缝和发展，一旦坝项出现裂缝，其宽度应控制在13cm内，长度在20m内。（6

14、）一次灌浆量和灌浆次数控制 每次灌浆量和灌浆次数应根据坝高和吃浆量的大小确定，一般第一次孔初次灌浆量控制在1030m3。复灌次数一般不少于5次，间隔时间5h左右。每次复灌量10m3左右。 （7）观测要求 为灌浆施工服务设置的沉降位移、土压力和孔隙水压力装置，每天定时观测1次。 （8）灌浆设施 灌浆设施主要有造孔机、搅灌机、电机或柴油机等。（9）附属设备 有钻杆、套管、穿心胶球、孔口三通装置器、输浆胶管、快速接头、管钳、活扳手等。这些设施应有足够的数量，不能因短缺而窝工。（10）浆料 坝体劈裂灌浆一般采用粘性土料，所以在施工前应选好料场。 （11）能源 灌浆需要能源，施工工地如有电源，并在坝顶上

15、有电源线最理想，可引到财主面安装配电盘。 （三）原型观测仪器 在一般情况观测仪器应有水准仪、经纬仪、水平位移计，压力表、钢卷尺；如有特殊要求或大型水库土坝，尚需增设土压力盒、孔隙水压力计、渗压计、接收器、集线箱、稳压器等。仪器在埋设前应进行率定和调试。埋设后将线路引入观测房内。 临时观测桩应设在河谷坝段最大坝高处，或有纵向裂缝严重的部位，以监视灌浆期坝体位移状态，确保灌浆期安全。 （四）施工工艺流程1场地布置和劳力组合 其原则是保证灌浆质量，便利施工，节约能源，减少运距，提高效率。2灌浆孔的布置 采用劈裂式灌浆，以在坝轴线上单排布孔为好：其一，灌浆施工方便；其二，坝轴线附近的小主应方面基本上是

16、铅直的，有利于劈裂，便于形成竖直连续的坝体防渗帷幕。3钻孔 钻孔的方法和孔径的大小应根据各地条件和坝体的高低、成孔的深浅而定。（五）制浆和泥浆选择（五）制浆和泥浆选择 坝体劈裂式灌浆主要是灌注泥浆，目前国内制造泥浆的机械，多用WJG80-1型和WJ100型联合搅浆机制浆。将干土料及清水按适当比例，以适当速度连续均匀地从搅浆筒的一端进料口加入，土料从搅浆筒内经过62个搅臂，连续高速搅打后，由于泥浆的旋转离心作用，经过另一端的粗浆排浆口排至转筛内，筛选过的细浆便流通渠道入拌浆筒内，拌浆轴上有52个拌浆臂，可以拌动细浆以防沉淀。 泥浆选用 （1）先稀后浓 各地采用的泥浆密度约在1.21.6g/cm3

17、之间。一般在灌浆初始阶段用稀浆，待坝体被劈裂后改用浓浆。坝体被劈裂的标志是孔压力由上升到突然下降，甚至产生负压，输浆胶管被压扁。（2）根据土的性质选用泥浆 土坝防渗体系粉质壤土或重粉壤土，库水位不高，含水量又较低，宜用密度在1.21.4g/cm3的较稀泥浆，泥浆以含砂量在20%左右，含泥量在20%30%为宜，其余为粉粒含量。 若土坝防渗体系含有少量砾石的粉质粘土，透水性能较差，也采用劈裂式灌浆；则泥浆密度要大一些，以1.41.6g/cm3为宜。 在一般情况下，土坝坝体所灌泥浆是不掺加水泥的，只有在特殊情况下才掺和少量水泥。 （六）灌浆1灌浆方法 劈裂式灌浆多采用全孔灌注法。全孔灌注法分孔口注浆

18、和孔底注浆两种。2灌浆工艺（1）孔口下套管 凡钻孔直径超过70mm的较大孔径，一般应选适当直径的套管作壁管，在灌浆前将它下至孔口下35m深处，以防止孔口塌落，减少孔口冒浆，而且更重要的是坝的顶部泥浆压力由护壁管承担，以推迟或防止坝顶表面劈裂，起到“内劈外不劈”的作用，使泥浆在坝体内处于封闭状态，因而可施加较大的灌浆压力，促使泥浆析水固结。（3）弯曲坝段的灌浆工艺 弯曲坝段的小主应力面，可能与坝轴线相切，故劈裂灌浆工艺应和一般坝段不同，才能获得沿坝轴线武艺连续的浆体防渗帷幕。具体灌浆工艺有两种：随机钻灌法，即钻一孔灌一孔，孔距不定。一次成孔轮灌法，在弯曲坝段轴线上，将设计灌浆孔连续钻完，然后逐孔

19、轮流灌浆。 （2）单排布孔 沿坝轴线（或稍偏上游）单排布孔，是劈裂灌浆区别于充填灌浆的突出特点和独有的灌浆工艺。 （4）低水位期灌浆 在库水位低时进行灌浆，有利于泥浆排水固结。（5）吃浆量大的钻孔灌浆工艺 对进浆量大的钻孔，限制每次灌浆量，延长灌浆期是有益的。（七）终灌标准和封孔1终灌标准 劈裂式灌浆目前各地比较通用的终灌标准为：当启动灌浆泵后，几分钟的时间，坝项表面即冒浆，说明裂缝里的泥浆从下到上已灌满，这时应在各孔无压的情况下反复轮灌，至少要轮灌3次，使灌浆孔内的泥浆液面基本上不下降，表明“灌饱”，即可终灌。2封孔 各地封孔的方法较多，劈裂灌浆封孔方法有以下几种，并将其优缺点分述如下：（1

20、）用稠泥浆封孔 劈裂式灌浆多用稠泥浆封孔。（2）用混合土封孔 混合土的组成有石子、砂、粘性土水泥浆等。 第六章 质量检查第一节 静压注浆质量检验 灌浆效果与灌浆质量的概念不完全相同，灌浆质量一般是指灌浆施工是否严格按设计和施工规范进行，例如灌浆材料的品种规格、浆液的性能、钻孔角度、灌浆压力等，都要求符合规范的要求，不然则应根据具体情况采取适当的补充措施；灌浆效果则指灌浆后能将地基土的物理力学性质提高的程度。 灌浆效果的检验，通常在注浆结束后28d才可进行，检验方法如下：（1）统计计算灌浆量，可利用灌浆过程中的流量和压力自动曲线进行分析，从而判断灌浆效果。（2）利用静力触探测试加固前后土体力学指

21、标的变化，用以了解加固效果。（3）在现场进行抽水试验，测定加固土体的渗透系数。（4）采用现场静载荷试验，测定加固土体的承载力和变形模量。（5）采用钻孔弹性波试验测定加固土体的动弹性模量和剪切模量。（6）采用标准贯入试验或轻便触探等动力触探方法测定加固土体的力学性能，此法可直接得到灌浆前后原位上的强度，进行对比。（7）进行室内试验。通过室内加固前后的物理力学指标的对比试验，判定加固效果。（8）采用射线密度计法。它属于物理探测方法的一种，在现场可测定土的密度，用以说明灌浆效果。（9）使用电阻率法。将灌浆前后对土所测定的电阻率进行比较，根据电阻率差说明土本孔隙中浆液的存在情况。 在以上方法中，动力触

22、探试验和静力触探试验最为简便实用。检验点一般为灌浆孔数的2%5%，如检验点的不合格率等于或大于20%，或虽小20%但检验点的平均值达不到设计要求，在确认设计原则正确后应对不合格的注浆实施重复注浆。 第二节 高压喷射注浆质量检验一、检验内容 高压喷射注浆质量检验内容有：（1）固结体的整体性和均匀性；（2）固结体的有效直径；（3）固结体的垂直度；（4）固结体的强度特性（包括桩的轴向压力、 水平力、抗酸碱性、抗冻性的抗渗性等）；（5）固结体的溶蚀和耐久性能；（6）喷射质量的检验： 施工前，主要通过现场旋喷试验，了解设计采用的旋喷参数、浆液配方和选用外加材料是否合适，固结体质量能否达到设计要求。如某些

23、指标达不到设计要求时，则可采取相应措施，使喷射质量达到设计要求。 施工后，对喷射施工质量的鉴定，一般在喷射施工过程中或施工告一段时进行。检查数量应为施工总数的2%5%，少于20个孔的工程，至少要检验两个点。检验对象应选择地质条件较复杂的地区及喷射时有异常现象的固结体。 凡检验不合格者，应在不合格的点位附近进行补喷可采取有效补救措施，然后再进行质量检验。 高压喷射注浆处理地基的强度较低，28d的强度在110MPa间，强度增长速度较慢。检验时间应在喷射注浆后4周进行，以防在固结强度不高时，因检验而受到破坏，影响检验的可靠性。二、检验方法 1. 开挖检验 待浆液凝固具有一定强度后，即可开挖检查固结垂

24、直度和固结形状。2钻孔取芯 在已旋喷好的固体中钻取岩芯，并将岩芯做成标准试件进行室内物量力学性能试验。 根据工程要求亦可在现场进行钻孔，做压力注水和抽水两种渗透试验，测定其抗渗能力。3标准贯入试验 在旋喷固结体的中部可进行标准贯入试验。4载荷试验 静载荷试验分垂直推力和水平推力载荷试验两种。做垂直载荷试验时，需在顶部0.51.0m范围内浇筑0.20.3m厚的钢筋混凝土桩帽；做水平推力载荷试验时，在固结体的加载受力部位，浇筑0.20.3m厚的钢筋混凝土加荷载面，混凝土的标号不低于C20。 第三节 劈裂灌浆质量检验一、渗流检查 渗流检查主要包括：（1）首先检查坝后渗流是否已有明显地减小，或者是否消失，在高水位期坝后是否还有管涌、流土或沙涌现象。（2）对测压管或浸润线观测资料进行整理分析，检查帷幕前后测压管水位和浸润线管水位有无明显变化。一般是建立起防渗帷幕后，幕后水位明显降低，幕前水位明显升高。 二、深井检查 在灌浆轴线上开挖直径1.6m左右的探井，深入到地基，检查帷幕的分布及连接情况，是否完整竖直，帷幕厚度是否满足设计要求等。其他和上述检查内容相同。