水利灌浆工程施工讲义课件

水利工程施工任课教师：唐会燕第六章灌浆工程

所谓灌浆就是利用利用灌浆泵或浆液自重，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、接缝或空洞内的工程措施。

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、增强强坝体整体性以及接触面结合能力。

按灌浆作用分：帷幕灌浆、固结灌浆、回填灌浆、接缝灌浆、接触灌浆等。

按灌浆材料分：水泥灌浆、化学灌浆等。

岩石地基固结灌浆和帷幕灌浆均以水泥基浆液为主，遇到一些特殊地质条件，例如断层、破碎带、微细裂隙等，当使用水泥浆液难以达到预期效果时，方采用化学灌浆材料作为补充，而且化学灌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。（一）固结灌浆

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、均匀性和抗变形的能力。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。

固结灌浆工程（二）帷幕灌浆

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扬压力的灌浆。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，常用帷幕深度为坝高的0.3~0.7倍。

坝基主排廊道帷幕灌浆施工场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。接地式帷幕是坝址的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，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。在固结灌浆的部位，结合固结灌浆进行。（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混凝土坝体的接缝，以改善传力条件，增强坝体的整体性。（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。浆液类型：

1、纯水泥浆 一种最常用的灌注浆液，适用于：基岩固结灌浆和基础帷幕灌浆。2、细水泥浆 分为干磨细水泥浆、湿磨细水泥浆和超细水泥浆。适用于：微细裂隙基岩的灌浆。3、稳定浆液

常在水泥浆液中掺少量稳定剂。适用于：高压帷幕灌浆和遇水性能易恶化或注入量较大的地层的灌浆。水泥灌浆

4、混合浆液

在水泥浆液中掺有掺合料，例如水泥砂浆、水泥黏土浆、水泥粉煤灰浆、水泥水玻璃浆等。适用于：注入量大或地下水流速较大地层的灌浆。5、膏状浆液

这种浆液塑性屈服强度大（常＞20Pa），稠度如牙膏。适用于：大孔隙地层（如喀斯特空洞、岩体宽大裂隙、堆石体等）的灌浆。6、粘土灌浆7、化学灌浆

化学灌浆是将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隙中，经胶结固化后，达到防渗堵漏、补强加固的目的。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，防止污染环境。

辅助灌浆

第二节岩基灌浆

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的裂隙中，使其充填密实，胶结硬化成整体，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浆、帷幕灌浆和接触灌浆。也可按材料不同分类。岩基灌浆以水泥灌浆为主。

一、钻孔钻孔前先用测量仪器放出灌浆孔的位置，帷幕灌浆还需测出各孔高程。岩基灌浆多用回转式钻机钻孔，也可采用风钻或架钻。钻孔质量要求：★施滚工顺序掩：分序寒加密二、糕钻孔脑（裂置隙）挣冲洗1、阅单孔骗冲洗殃：方法里有三炮种：2、英群孔柜冲洗抄：一般宪适用谢于岩制石破掩碎，锣节理反裂缝天比较柏发育嫌而且降在钻纹孔相吸互串疾通的恳地层具中。方法胆：把两笑个或堂两个恩以上惨的钻醋孔组片成一痕个孔辜组，面轮换称的向止一个四孔或持几个户孔压史入压拣力水券或压有力水锄和压额缩空险气，沿从另验一个鸡或几递个孔笼排出紫污水滨，这嫂样反鞭复交方替冲坛洗，肉直到懂各个居孔出新水洁慎净为柔止。（二抄）压输水试铃验：灌浆方她法：钻孔软灌浆杨的次貌序，欺应遵详循分抹序加赔密的股原则亲进行差。通过浆抗液逐渐病挤压密疯实可促盼进灌浆筝区域的语连续性绒；逐序腊提高灌蕉浆压力赞有利于父浆液的调扩散和穴提高浆膛液的密欢实性，曲同时可予分析先辽灌序孔架的灌浆挥质量和粥效果。地基省灌浆霉一般固按照先固聚结后终帷幕的顺序虫。全孔虹分段疮灌浆招：灌浆方记式：浆液讨灌注招方式窑分为虑纯压叮式和兔循环姑式两掌种灌浆兔压力家：灌浆川压力首是指没作用侨在灌豆浆孔眠段中筐心点貌的压拘力，括是影东响灌滤浆质恩量的图重要甲因素累。在不破坏黄岩层结谦构的前泻提下，压趋力越大丹，浆液膨扩散越悟远，胶词体越密序实，灌伟浆范围青越大，天灌浆效帜果越好侨。P=P1+P2+P3P——孔兽段中心黎点压力窃，MP创a；P1——存灌浆菜管路阴中压壤力表汉的压商力，独MP孤a；P2——序浆液墨自重耕压力如（考就虑地编下水薄的影昨响后薪），安MP解aP3厚——泻压力迟表处葛至灌丘浆孔功段间锈管路鸣摩擦哨压力起损失业，M跳Pa俗，当兼压力洽表安泡在孔惧口进赴浆管呼上时坝，取悠负值授，压题力表远安在冠孔口情回浆震管上到时，挥取正丙值。灌浆借压力两的大滚小与蝇孔深残、岩议层性授质和升灌浆蹦段上止有无星压重币等因眼素有交关，糕目前志国内浩常根诉据下蔬面公吗式进胃行计胸算。P=P0+m瓜D+Kγ槐ghP0——器基岩虾表层徒的允洗许压暴力，邪Pa刃，可久由表搏4-扒4中要查得娘；D——灌艘浆段以铺上岩层耍的厚度新，m；m——灌烧浆段以紧上岩层疑每增加扣一米所臭能增加旧的灌浆目压力，代Pa/持m，亦披可由表腥4-4壮中查得狗；h——灌劳浆孔以刊上压重教的厚度讨，m；γ——压升重的容绕重，k获g/m稠3；g——重迅力加速喂度，m救/s2婆；K——混系数谢，可座选用迷1~绵3。灌浆压框力的控柳制有两峡种方法跌：一次出升压哈法灌浆煎开始陷后，低在较从短的驳时间块内，础将压雅力升裹到设筝计压擦力，物直到桑终止择。逐级锅升压蜓法将压力秒分三级轨，即依协次从0仆.3P付、0.观7P、称1.0昌P逐级刘升压浆液稠思度控制稠度即胳水与干敲料的比猪值。拢以水灰尸比表示组。帷幕盟灌浆座浆液动水灰描比可踏采用钱分为德5:瓜1、闯3:药1、惹2:自1、莫1:隔1、挺0.膀8:替1、楚0.纹6:投1、许0.翻5:介1七申个比土级。背灌浆滨可从轿5:嘉1开发始，畅根据银灌浆疼压力底和吸谋浆率诉的变敌化及衰时调尺整，释应遵初循由稀假到浓的原则吉，形成赚循序渐粥进的灌以浆过程桨，先灌缸稀浆，改逐步变楚浓，直布到结束多。限量法步：根据每舌一级稠勤度的浆皆液灌入溜量来控猪制。当某填级稠馅度的映浆液傻灌入际量超评过限翻量标佩准（坛30啊0L盼以上途或灌贸注时陆间超颤过1海h）沈，而躬灌浆虑压力右及吸雁浆量帖均无乡丰改变排，或悠无明断显改贡变时伞，将冻浆液触加浓百一级丹；如果赢发现板变浓纽奉后，甜吸浆戏量显仔著下愈降，逮或灌购浆压柜力突愈然上邻升，坏说明悄裂隙聪被浓滨浆堵抽塞，烫变浓催不当跑，应罢立即炸变回截原稠爬度。灌浆结纹束：对于帷筑幕灌浆承：当采创用自上间而下分生段灌浆河法时，应在设计洽压力下灯，灌入盯率不大披于0.厨4L/牺min寨时，继谁续灌6污0mi店n；烫或不大葬于1L遵/mi摆n时，啄继续灌岭注90猎min叹，灌浆饶结束。采用自游下而上爪分段灌孩浆法时话，继续线灌注的雁时间可垒相应地社减少为冤30m隶in和补60m愈in，位灌浆可端以结束赵。灌浆肤结束耽：固结灌刚浆：在扑规定压另力下，察当注入矿率不大荡于0.谎4L/猫min外，继续忽灌注3梯0mi拳n，灌粘浆可结左束。封孔董（简仍介）灌浆塌质量绍检查：帷幕灌影浆质量兆检查，累应以检棍查孔压要水试验蓄成果为桌主。检查孔亮应设在替：帷幕姨中心线排上；岩脖石破碎翅、断层多、大孔墙隙等地头质条件购复杂部侨位；注打入量大浆的孔段紧附近；溜经资料飘分析灌府浆不正甲常对灌姜浆质量那有影响哪的部位狼。灌浆质矿量检查：检查迅孔的荡数量狗宜为竟灌浆胸孔总敏数的高10便%。锣检查叮孔压胶水试标验宜楚在灌葛浆结溉束1垫4d挑后进作行，浇采用奋自上炸而下载分段黄压水桑试验可，并些采取王岩芯皇，结尤束后岛，按围技术机进行忆灌浆救和封姓孔。灌浆西质量著检查：固结灌粥浆质量晒检查宜盐采用测疾量岩体示波速或温静弹性焰模量的昆方法肚。检查胃的时间说应分别垮在灌浆最结束1码4d、胶28d掩后进行遗。检查采孔的数壁量不宜完小于灌顿浆孔总潮数的5争%，检株查结束呜后，按冠技术要茎求进行匪灌浆和舞封孔。对于压休水试验哄检查，忆检查的庄时间应更分别在圆灌浆结取束3d刺、7d伤后进行胁。第三口节闻砂相砾石鸟地基躁灌浆砂砾石坐地基空盾隙率大仅、透水熟性强，灭要进行怪防渗处恶理方可岗作水工骂建筑物滚的地基涌。由于尺砂砾石轮是由颗庆粒材料浸组成的舌，对灌感浆效果掘影响大怎，孔壁挤容易坍捎塌，在牺灌浆中么需要了无解和掌戒握地基袭可灌程剖度、灌创浆材料范与灌浆俊方法。钻灌铺方法巨：（1）黄打管灌嫩浆钻灌箩方法苏：（2拌）套句管灌命浆钻灌僚方法贿：（３甘）循世环灌裕浆是一种架自上而亏下，钻阵一段灌汤一段，赔无需待招凝，钻洗孔与灌寇浆循环坝进行的湾灌浆方池法。钻扎孔时需建用粘土山浆固壁甩，每个怖孔段长搂度视孔袍壁稳定带和渗漏材大小而应定，一妙般取1哄-2m辫。此方诊法不设桶灌浆塞爽，而是斑在孔口千管顶端溪封闭。答孔口管焦设在起吃始段上肿，具有掀防止孔衫口坍塌据、地表裹冒浆、娇钻孔导单向的作染用，以规提高灌脂浆质量本。（4）抹埋花管欠灌浆旋喷加逝固法（高压武喷射灌属浆）：旋喷晕加固没法（高增压喷勤射灌绿浆）胞：旋喷赏法是亏利用罢旋喷冈机具奋建造攻旋喷插桩以地提高库地基谣的承曾载能捧力。旋喷钢法适罢用于部砂土镰、粘念性土矮、淤竖泥等什地基质的加差固，促对砂查卵石药（最吸大粒漫径不馆大于孝20雹cm休）的浙防渗级也有仰较好运的效坡果。孔位拢定点脉并埋阵设孔讲口管捐→钻弯机就贱位→绵钻孔峰→旋均喷高泊压浆斑液、吓提升奇喷管忙直至庭桩顶沫高程喜→向窗桩中袖空穴柴进行辣低压海注浆野、起体拔孔毁口管增→转抵入下烫一孔额位施疮工喷射方富法有单面管法、耀二重管浪法和三深重管法回。（１）脏单管法喷射叙水泥躺浆或寺化学墨浆液第，成块桩直预径0贴.3刮～0才.8勾m。（２）万二重管蠢法两个搅管道兄，分让别将底浆液诵和压柿缩空摄气直短接射灿入地踪蝶层。终适合舰处理蛇地下摩水丰棒富、泼含大润粒径餐块石征及空做隙率逆大的殃地层部。（３）纱三重管政法高压阴水、卖压缩徒空气叛和水怠泥浆庸液（弦或化添学浆依液）乱同轴埋喷射剖。成恼柱直隆径1刮.0夕～2惧.0妈m。常见捧高压堤喷射掩方式叨：施工止程序疗：目前我活国喷旋亩法使用株的浆液珠一般以问单液水范泥浆为蝇主，水某灰比（姿重量比轰）为1督:1或岂1.5竟:1.绝0。根拐据需要驳也可适驻量加入训外加剂刃。旋喷睬法为啄高压串施工拣，施奔工时工应注答意以芬下事或项。（１）闲管路，痰旋转活清接头和霜喷嘴等摇必须拧穿紧，作偷到安全数密封；原高压水肆泥浆液巨、高压稳水和压丘缩空气极各管路析系统均当应不堵兔、不漏遥、不串消。（２友）旋染喷法哈进入待预定念深度纯后，缩慧应先蹈进行乖试喷俘，待止达到课预定林压力控、流埋量后烦，再惹提升嗓旋喷陵。如低途中艰发生爽故障寸，应误立即资停止驼提升泪和旋恳喷，能以防瘦止桩阶体中齿断。（３舱）旋觉喷结屠束后活要进朵行压避力注绕浆，纱以补疏填桩羊柱凝瓶结收麻缩后置产生请的顶隙部空调穴。（４）部旋喷水斗泥浆必仔须严格扇过滤，戚防止水届泥结块刃和杂物碍堵塞喷判嘴及管贩路。特殊情铲况处理混凝禁土坝俗的分傻缝分林块为控制垮坝体施合工期混袭凝土坝捞温度应宜力并适档应施工起机械设请备的浇休筑能力壮，需要督用垂直悔于坝轴肺线的横族缝和平雪行于坝塔轴线的测纵缝以坚及水平械缝，将困坝体划筒分为许霸多浇筑炉块进行忘浇筑。分缝话分块叹方式※首先是团沿坝轴待线方向贱，将坝毒的全分趋为15～20m左右的尽若干段筋，坝段之间垄的缝领称为运横缝。※其次，乔每个坝室段还需钞药根据豪施工条死件，用显纵缝、柏或斜缝辜、或错材缝，将一疯个坝勉段划喷分成脱若干扫坝块坟；或仓整个嫩坝段幅不再颗分缝核而进炊行通免仓浇多筑※所以坝骑段分块旺型式可职分为原因：防止易不均架匀沉丽陷和醒温度越裂缝殿发生淹，同时考扎虑到浇冬筑能力仓的局限保性一、分乔块浇筑滥法1、坝体歇施工的偷分缝分注块纵缝分块斜缝分块错缝分块通仓浇筑1）纵横缝分群块用平爸行于坛坝轴储线的灶垂直粘缝，坝把坝净段分辱为若嘱干柱络状体降进行男浇筑彼。为了势恢复喉整体废性，蹦纵缝态须要瞒设置设键槽付，并谋进行袭接缝洗灌浆蚂处理估。键槽的提两个斜译面应尽可能末分别与坝体差的两主扮应力垂沫直，从泛而使两斜星面上的膜剪应力寨接近于尿零。键槽形者式直角三角形梯形2）斜念缝分兽块大体沿壮坝体两杆组主应绢力之一碍的轨迹贝面设置搅斜缝，店缝面剪距应力很煌小。斜缝扑可不脉进行动接缝抱灌浆亚，但喉需布置则钢筋词以确甘保坝依体的帖整体下性。斜缝分无块的浇埋筑顺序疮不能颠韵倒，相传邻高差绿控制也宾严格3）错缝痰分块施工干相扰大等洽等，现律已很少基采用4）通仓浇筑由于浇筑尺寸大，所以温控要求严。典型工程实例：1972年美国德沃歇克坝高219m，最大坝宽达153m，浇筑块高度1.5m

浇筑温度6.7~4.4oC

基础及老混凝土约束范围内，预埋冷却水管等第四道节豪混凝快土坝耗接缝派灌浆目的：恢复大颠坝的整赵体性和导应力的惩有效传再递灌浆瞎时间剪：坝体内懒部温度宴降到稳日定温度由，灌浆逼时间最预好选择凤在低温侧季节和午上游水之位较低坊时进行混凝篇土坝客接缝帝灌浆叫施工宣顺序券应遵慌循以截下原域则：灌浆系周统布置宅：灌浆脖系统织布置籍：1—拌浆筒勿；2—灌浆靠机；3—进浆管暮；4—回浆管啄；5—阀门；6—压力表籍；7—止浆沫片；8—排气铺槽；9—排气挽管；10枝—支管；11—出浆慈盒止浆片沿每多一灌棋浆区聪四周再埋设衫，其偿作用冒是阻掀止接兼缝通忽水及丝式灌浆公时水惭与浆挡液的懂外露直。止水薯片过锋去多次采用1.座2m良m的镀锌协铁片，徒这类材炼料易于辉绣蚀，俭或因形余状不好喂而与混绿凝土结富合不良捧，常引递起止浆薪片失效毫。近年毛来，已爽广泛应序用塑料揉止水带允。止水咐带宽度摧采用25糟0～30浮0m蛮m为宜胡。2演.灌脉浆管默路