1、主讲：主讲：黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院项目三 基础处理工程任务任务1 灌浆工程灌浆工程. 一、灌浆定义一、灌浆定义 灌浆是利用灌浆泵的压力，通过钻孔、预埋管路或其他方灌浆是利用灌浆泵的压力，通过钻孔、预埋管路或其他方式，把具有胶凝性质的式，把具有胶凝性质的材料材料(水泥水泥)和掺合料和掺合料(如黏土等如黏土等)与水搅拌与水搅拌混合的浆液或化学溶液混合的浆液或化学溶液灌注到岩石、土层中的灌注到岩石、土层中的裂隙、洞穴裂隙、洞穴或混或混凝土的凝土的裂缝、接缝裂缝、接缝内，达到内，达到加固、防渗加固、防渗等工程目的的技术措施。等工程目的的技术措施。. 二、灌浆分类二、灌浆分类 （一）按
2、灌浆材料分类（一）按灌浆材料分类 按浆液材料主要分为按浆液材料主要分为水泥灌浆、黏土灌浆水泥灌浆、黏土灌浆和和化学化学灌浆等灌浆等。 （二）按灌浆目的分类（二）按灌浆目的分类 按灌浆目的分为按灌浆目的分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、接缝灌浆接缝灌浆和和回填灌浆回填灌浆等。等。.1帷幕灌浆帷幕灌浆。帷幕灌浆是用浆液。帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层灌入岩体或土层的裂隙、孔的裂隙、孔隙，形成隙，形成防水幕防水幕，以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。，以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。2固结灌浆固结灌浆。用浆液。用浆液灌入岩体灌入岩体裂隙或破碎带，以提高岩体的裂隙或破碎带，以
3、提高岩体的整体性和抗变形能力的灌浆。整体性和抗变形能力的灌浆。3接触灌浆接触灌浆。通过浆液。通过浆液灌入混凝土与基岩或混凝土与钢板灌入混凝土与基岩或混凝土与钢板之之间的间的缝隙缝隙，以增加接触面结合能力的灌浆。，以增加接触面结合能力的灌浆。 4接缝灌浆接缝灌浆。通过埋设管路或其他方式将浆液。通过埋设管路或其他方式将浆液灌入混凝土坝灌入混凝土坝体的接缝体的接缝，以改善传力条件增强坝体整体性的灌浆。，以改善传力条件增强坝体整体性的灌浆。5回填灌浆回填灌浆。用浆液。用浆液填充混凝土与围岩或混凝土与钢板之间填充混凝土与围岩或混凝土与钢板之间的的空隙和孔洞空隙和孔洞，以增强围岩或结构的密实性的灌浆。，以
4、增强围岩或结构的密实性的灌浆。.三、钻孔灌浆用的机械设备三、钻孔灌浆用的机械设备 （一）钻孔机械（一）钻孔机械 有回转式、回转冲击式、冲击式有回转式、回转冲击式、冲击式三大类。目前用得三大类。目前用得最多的最多的是回转式是回转式钻机，其次是回转冲击式钻机，纯冲击式钻机用得很钻机，其次是回转冲击式钻机，纯冲击式钻机用得很少。少。 （二）灌浆机械（二）灌浆机械 灌浆机械主要有灌浆机械主要有灌浆泵灌浆泵（容许工作压力应大于最大灌浆压（容许工作压力应大于最大灌浆压力的力的l.5倍倍）、浆液搅拌机、浆液搅拌机（目前用得最多的是传统（目前用得最多的是传统双层立式慢双层立式慢速搅拌机和双桶平行搅拌机速搅拌机
5、和双桶平行搅拌机。）及。）及灌浆记录仪灌浆记录仪（记录（记录灌浆压力、灌浆压力、注浆率、浆液相对密度或水灰比注浆率、浆液相对密度或水灰比等重要数据等重要数据。）等。）等。.回转式钻机回转式钻机手提式冲击钻机手提式冲击钻机(手风钻手风钻).四、灌浆方式和灌浆方法四、灌浆方式和灌浆方法 （一）（一）灌浆方式灌浆方式 灌浆方式有灌浆方式有纯压式纯压式和和循环式循环式两种。两种。 1纯压式纯压式 纯压式灌浆是指浆液注入孔段内和岩体裂隙中，纯压式灌浆是指浆液注入孔段内和岩体裂隙中，不再返回（只进不再返回（只进不出）不出）的灌浆方式。这种方式设备简单，操作方便；但的灌浆方式。这种方式设备简单，操作方便；但
6、浆液流动速度浆液流动速度较慢，容易沉淀，堵塞岩层缝隙和管路，较慢，容易沉淀，堵塞岩层缝隙和管路，多用于多用于吸浆量大吸浆量大，并有，并有大裂大裂隙隙存在和存在和孔深不超过孔深不超过15m的情况。的情况。 2循环式循环式 循环式灌浆是指浆液通过射浆管注入孔段内，部分浆液渗入到岩循环式灌浆是指浆液通过射浆管注入孔段内，部分浆液渗入到岩体裂隙中，部分浆液通过体裂隙中，部分浆液通过回浆管返回（有进有出）回浆管返回（有进有出），保持孔段内的浆，保持孔段内的浆液呈液呈循环流动状态的灌浆方式循环流动状态的灌浆方式。浆液保持流动状态，。浆液保持流动状态，防止水泥沉淀，防止水泥沉淀，效果好效果好；根据；根据进浆
7、和回浆液比重的差值，进浆和回浆液比重的差值，判断岩层吸收水泥的情况。判断岩层吸收水泥的情况。.（二）灌浆方法（二）灌浆方法 全孔一次灌浆法：全孔一次灌浆法：适用于适用于孔深不深，地质条件比较良好，孔深不深，地质条件比较良好，基岩比较完整的情况；基岩比较完整的情况； 自上而下分段灌浆法：自上而下分段灌浆法：从上向下逐段钻孔，逐段安装灌从上向下逐段钻孔，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔底。浆塞进行灌浆，直至孔底。适用适用地质条件差、岩石破碎、灌地质条件差、岩石破碎、灌浆要求高的地区浆要求高的地区；综合灌浆法综合灌浆法 自下而上分段灌浆法：自下而上分段灌浆法：将灌浆孔将灌浆孔一次钻进到底一次钻进到底，
8、从钻孔，从钻孔的的底部往上，逐段安装灌浆塞进行灌浆底部往上，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔口。适用，直至孔口。适用岩岩层较完整，裂隙较少的地区层较完整，裂隙较少的地区； 孔口封闭灌浆法：孔口封闭灌浆法：在在孔口安装孔口管孔口安装孔口管，自上而下分段钻，自上而下分段钻孔和灌浆，各段灌浆时都在孔和灌浆，各段灌浆时都在孔口安装孔口封闭器孔口安装孔口封闭器进行灌浆。进行灌浆。孔内不需下入灌浆塞，施工简便，不需待凝，加快进度，孔内不需下入灌浆塞，施工简便，不需待凝，加快进度， 保保证质量；证质量；. 灌浆孔的灌浆孔的基岩段长小于基岩段长小于6m时时，可采用，可采用全孔一次灌浆法全孔一次灌浆法；大于；大于
9、6m时时，可采用，可采用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法灌浆法或孔口封闭灌浆法。自上而下分段灌浆法自上而下分段灌浆法自下而上分段灌浆法自下而上分段灌浆法.五、帷幕灌浆五、帷幕灌浆 工艺：工艺：钻孔钻孔、钻孔、钻孔冲洗冲洗（孔内沉积厚度（孔内沉积厚度20cm；同同时在灌浆前宜采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时在灌浆前宜采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止。冲洗压力可为灌浆压力的时止。冲洗压力可为灌浆压力的80，该值若，该值若大于大于1MPa时，采用时，采用1MPa)、压水试验压水试验（压水试验应在（压水试验应在
10、裂隙冲洗后裂隙冲洗后进行进行，采用，采用五点法五点法或或单点法单点法）、）、灌浆灌浆和灌浆的和灌浆的质量检查质量检查等。等。 （一）钻孔质量要求（一）钻孔质量要求 1钻孔位置与设计位置的偏差不得大于钻孔位置与设计位置的偏差不得大于10cm。 2孔深孔深应符合设计规定。应符合设计规定。 3灌浆孔宜选用灌浆孔宜选用较小的孔径较小的孔径，钻孔，钻孔孔壁应平直完整孔壁应平直完整。 4钻孔必须保证钻孔必须保证孔向准确孔向准确。. （二）帷幕灌浆方式和灌浆方法（二）帷幕灌浆方式和灌浆方法 1灌浆方式灌浆方式 帷幕灌浆应帷幕灌浆应优先采用循环式，优先采用循环式，射浆管距孔底射浆管距孔底 50cm。 2灌浆方
11、法灌浆方法 帷幕灌浆必须按帷幕灌浆必须按分序加密分序加密的原则进行。的原则进行。 由三排孔组成的帷幕，应由三排孔组成的帷幕，应先进行边排孔先进行边排孔（先下游后上（先下游后上游）游）的灌浆，然的灌浆，然后进行中排孔后进行中排孔的灌浆。边排孔宜分为三序的灌浆。边排孔宜分为三序施工，中排孔可分为二序或三序施工；由两排孔组成的帷施工，中排孔可分为二序或三序施工；由两排孔组成的帷幕，宜幕，宜先进行下游先进行下游排孔的灌浆，然排孔的灌浆，然后进行上游后进行上游排孔的灌浆。排孔的灌浆。每排孔宜分为三序施工；每排孔宜分为三序施工；单排帷幕灌浆孔应分为三序施工单排帷幕灌浆孔应分为三序施工。. 注：注：先导孔先
12、导孔，就是在灌浆时，先相隔一定距离打孔灌浆，这些孔，就是在灌浆时，先相隔一定距离打孔灌浆，这些孔的间距远大于实际灌浆孔的孔距，的间距远大于实际灌浆孔的孔距，可作为一序灌浆孔可作为一序灌浆孔，其目的是，其目的是核对核对勘察结果，勘察结果，根据先导孔的结果，根据先导孔的结果，调整相关设计参数，比如孔距，压力，调整相关设计参数，比如孔距，压力，灌浆深度灌浆深度。由于勘察阶段勘察钻孔数目相对稀少，。由于勘察阶段勘察钻孔数目相对稀少，先导孔可以起到补先导孔可以起到补充勘察和灌浆试验的作用充勘察和灌浆试验的作用。.砼浇筑砼浇筑孔位孔位放样放样帷幕灌浆帷幕灌浆钻孔钻孔孔壁冲洗孔壁冲洗压水压水实验实验孔口阻塞
13、孔口阻塞裂隙裂隙冲洗冲洗某枢纽工程某枢纽工程 施工工艺案例施工工艺案例混凝土坝段混凝土坝段土石坝段土石坝段封孔封孔质检质检覆盖层清理覆盖层清理孔位放样孔位放样预埋灌浆管预埋灌浆管砼盖板浇筑砼盖板浇筑帷幕灌浆帷幕灌浆灌浆灌浆. （三）灌浆压力和浆液变换（三）灌浆压力和浆液变换 1灌浆压力灌浆压力 纯压式纯压式灌浆，灌浆，压力表应安装在孔口进浆管路上压力表应安装在孔口进浆管路上；循环式循环式灌浆，灌浆，压力表应安装在孔口回浆管路上。压力表应安装在孔口回浆管路上。灌浆灌浆应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压。应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压。 灌浆浆液的浓度应由灌浆浆液的浓度应由稀到
14、浓，逐级变换稀到浓，逐级变换。浆液水。浆液水灰比可采用灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七个比级七个比级。开灌水灰比可采用。开灌水灰比可采用5:1。（记忆口诀：（记忆口诀：巫山艾叶发了我巫山艾叶发了我）. 2灌浆浆液变换灌浆浆液变换 不变条件：不变条件：当灌浆压力保持不变，当灌浆压力保持不变，注入率持续注入率持续减少减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比（变水灰比（注入率相对减少注入率相对减少）。）。 改变条件：改变条件：当某一比级浆液的当某一比级浆液的注入量已达注入量已达300L以上以上或灌注
15、时间或灌注时间已达已达1h，而灌浆压力和注入率均无改，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应变或改变不显著时，应改浓一级改浓一级；当；当注入率大于注入率大于30Lmin时，可根据具体情况时，可根据具体情况越级变浓越级变浓。 灌注细水泥浆液，可采用水灰比为灌注细水泥浆液，可采用水灰比为2:1、1:1、0.6:1，或，或1:1、0.8:1、0.6:1 三个比级。三个比级。. （四）灌浆结束标准和封孔方法（四）灌浆结束标准和封孔方法 灌浆结束标准（两种情况）灌浆结束标准（两种情况） 自上而下分段灌浆：在规定的压力下，当注入率自上而下分段灌浆：在规定的压力下，当注入率不大于不大于0.4L/min
16、时，继续时，继续灌注灌注60min；或或不大于不大于1L/min时，继续时，继续灌灌注注90min，灌浆可以结束。灌浆可以结束。 自下而上自下而上分段灌浆：继续灌注的时间可相应地分段灌浆：继续灌注的时间可相应地减少为减少为30min和和60min，灌浆可以结束。灌浆可以结束。 （五）灌浆结束标准和封孔方法（五）灌浆结束标准和封孔方法 封孔方法封孔方法 （两种情况）（两种情况） 自上而下自上而下分段灌浆：灌浆孔封孔应采用分段灌浆：灌浆孔封孔应采用“分段压力灌浆分段压力灌浆封孔法封孔法”； 自下而上自下而上分段灌浆：应采用分段灌浆：应采用“置换和压力灌浆封孔法置换和压力灌浆封孔法”或或“压力灌浆封
17、孔法压力灌浆封孔法”。.六、固结灌浆六、固结灌浆 (一一)灌浆方式与施工工艺灌浆方式与施工工艺 固结灌浆灌浆方式有固结灌浆灌浆方式有循环式和纯压式循环式和纯压式两种；灌两种；灌浆施工工艺和帷幕灌浆基本相同。浆施工工艺和帷幕灌浆基本相同。 (二二)灌浆技术要求灌浆技术要求 灌浆孔的施工按分序加密的原则进行，可分为灌浆孔的施工按分序加密的原则进行，可分为二序或三序施工。每孔采取自上而下分段钻进、分二序或三序施工。每孔采取自上而下分段钻进、分段灌浆或钻进终孔后进行灌浆。压水试验采用段灌浆或钻进终孔后进行灌浆。压水试验采用单点单点法。法。试验孔数试验孔数不宜少于总孔数的不宜少于总孔数的5。. 注入率注
18、入率不大于不大于0.4L/min时，继续灌注时，继续灌注30min，灌浆可以结束。灌浆可以结束。 灌浆质量压水试验检查，灌浆质量压水试验检查，孔段合格率应在孔段合格率应在80以上，以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50，且不集中。且不集中。 灌浆孔封孔应采用灌浆孔封孔应采用“机械压浆封孔法机械压浆封孔法”或或“压压力灌浆封孔法力灌浆封孔法”。 .七、化学灌浆七、化学灌浆 化学灌浆是一种以化学灌浆是一种以高分子有机化合物为主体高分子有机化合物为主体材材料的灌浆方法。料的灌浆方法。 （一）化学浆液的特点（一）化学浆液的特点 化学灌浆冻液的黏度低，流动
19、性好，可灌性好，化学灌浆冻液的黏度低，流动性好，可灌性好，小于小于0.1mm以下的缝隙也能灌人。防渗效果好。稳以下的缝隙也能灌人。防渗效果好。稳定性及耐久性均较好。有一定的毒性。分定性及耐久性均较好。有一定的毒性。分单液法灌单液法灌浆浆和和双液法灌浆双液法灌浆两种。一般都采用两种。一般都采用纯压式纯压式灌浆。灌浆。.【练习练习】 1.用浆液灌入岩体裂隙中以提高岩体的整体性和抗用浆液灌入岩体裂隙中以提高岩体的整体性和抗变形能力的灌浆称为（变形能力的灌浆称为（B）灌浆。）灌浆。 A.接缝接缝B.固结固结C.接触接触D.回填回填 2. 泄洪隧洞衬砌混凝土与围岩之间空隙的灌浆方式泄洪隧洞衬砌混凝土与围
20、岩之间空隙的灌浆方式属于（属于（D）灌浆。）灌浆。 A.帷幕帷幕 B.接触接触 C.固结固结 D.回填回填 3.高压喷射灌浆的喷射形式有（高压喷射灌浆的喷射形式有（BCE）。）。 A. 压喷压喷 B. 旋喷旋喷C. 摆喷摆喷 D. 循环喷循环喷E. 定喷定喷. 4.在坝、堤基或围堰中，由多排孔组成的高喷在坝、堤基或围堰中，由多排孔组成的高喷墙的施工顺序为（墙的施工顺序为（C）。）。 A先上游排孔，后中间排孔，最后下游排孔先上游排孔，后中间排孔，最后下游排孔 B先下游排孔，后中间排孔，最后上游排孔先下游排孔，后中间排孔，最后上游排孔 C先下游排孔，后上游排孔，最后中间排孔先下游排孔，后上游排孔，最后中间排孔 D先中间腓孔，后下游排孔，最后上游排孔先中间腓孔，后下游排孔，最后上游排孔 . 谢谢 谢谢 大大 家！家！
