水利工程之灌浆工程

?    水利水电工程施工中由于建筑物本身地基不能满足建筑物在使用过程中或施工工艺上的一些要求，比如力学、整体性、均匀性、防渗性、抗滑稳定性、混凝土浇筑能力、温度等要求时，需要采取防渗加固处理，这就是得到广泛应用的灌浆工程。

?    灌浆：通过钻孔或预埋管，将具有流动性和胶凝性的浆液，按一定配比要求，压入地层或建筑物的缝中胶结硬化成整体达到防渗或加固的目的。

一、灌浆分类
?    1、按作用分：帷幕灌浆，固结灌浆，接缝灌浆，回填灌浆，接触灌浆，裂缝灌浆。
?    固结灌浆：主要目的是改善岩基的力学性能提高地基的整体性、均匀性和承载能力。
?    帷幕灌浆：经坝基上游部位形成一道防渗帷幕，其目的是为了控制库水通过基岩渗漏减小坝基的渗流量或防止坝基受浸蚀作用而产生集中渗流、冲刷等现象和降低坝低扬压力。
?    接触灌浆：主要目的是加强坝体混凝土与岸坡和地基之间的结合能力，提高坝体的抗稳定性，增进岩基的固结强度和防渗性能。
?    接缝灌浆：主要目的是保证坝体的整体性。
?    2、按材料分：水泥灌浆，粘土灌浆，沥青灌浆，化学灌浆。
粘土灌浆
?    1、材料：粘土＋水=泥浆
?    2、特点：可就地取材，成本低
?    3、适用：土坝坝体裂缝处理，砂砾石地基防渗（水泥粘土浆）
?    4、对粘土要求：遇水后吸水膨胀，能迅速崩解分散，其有一定的稳定性，可塑性，粘结力。

二、沥青灌浆
?    1、材料： 石油沥青
?    2、适用：半岩性粘土及胶结较差的砂岩或岩性不坚有集中渗漏裂缝，渗流速度很大，其它灌浆难于解决的情况。
?    3、方法：冷热沥青灌浆

三、化学灌浆
?    1、材料： 化学溶液（高分子化灌材料）
?    2、特点：流动性好，可灌性高，聚合时间（胶凝、固结硬化时间）容易控制，抗渗性能强，抗浸蚀性能；稳定性；耐久性好，有毒性成本高。
?    3、 化灌方法：单液法，双液法。
?    单液法：浆液各组成材料在泵送前先行混合的灌浆方法。
?    双液法：两种浆液分别泵送后在孔口附近的混合器中混合后送到孔段内的灌浆方法。
?    4、 化学灌浆材料品种：防渗堵漏、固结补强。

四、水泥灌浆
?    1、材料： 水泥+水+（惰性、活性材料）
?    2、 对水泥要求：颗粒细，稳定性好，胶结性强，结石强度高，耐久性好。
?    3、特点：经济性，质量，技术，设备。

?    砂卵石地基由颗粒组成，透水性大，灌浆中需要了解和掌握地基可灌程度、灌浆材料、灌浆方法等方面。
?    灌浆施工方法
?    1）砂砾石地基除打管外，均采用铅直向钻孔，有冲击钻进和回转钻进两类。
?    2）灌浆的方法有：
?    打管灌浆：钻孔，自上而下，分段拔管、灌浆
?    套管灌浆：钻孔，自下而上，分段拔管、灌浆
?    循环灌浆：自上而下，分段钻孔、灌浆
?    埋花管灌浆：钻孔护壁、清孔下管、开环灌浆

?    施工程序：钻孔、冲洗、压水试验、灌浆、质检。
一、钻孔
?    1、放样、钻孔：
?    回转式：钻进速度快，不受孔深孔向和岩石硬度的限制，可钻取岩心。
?    冲击式：构造简单，受孔深孔向，岩石硬度限制。
?    2、钻孔质量要求：确保孔向，孔深符合设计要求，力求钻孔孔径上下均一，孔壁平顺，产生的岩粉、细屑较少。
?    3、灌浆孔类型：铅垂孔，斜孔
?    4、钻孔施工顺序：逐步加密的方法
?    帷幕灌浆浆孔特点：线、单、深
?    固结灌浆浆孔特点：面、群、浅

二、冲洗
?    1、将残存在孔底和粘在孔壁的岩粉铁末冲出孔外，并将岩层裂隙和孔洞中的充填物冲洗干净。
?    2、方法：高压水冲洗、高压脉冲冲洗、扬水冲洗、群孔冲洗

三、压水试验
?    1、主要目的：确定岩层的渗透性能，单位吸水量W。
?    2、单位吸水量：在单位水头压力，单位孔长在单位时间内压入岩层的水量。W=Q/LH

四、灌浆施工
?    一）钻孔灌浆次序：先固结，后帷幕。遵循原则：分序加密
?    原因：1、可以提高浆液结石的密实度。
?    2、通过后序孔的单位吸水量和单位吸浆量的分析可以推断先灌序孔的灌浆质量，为是否需要增加或减少灌浆钻孔的数量提供了可靠的依据。
?    二）灌浆方法
?    1、纯压式：把浆液一次压入钻孔中，再扩大到岩层缝隙里。
?    2、循环式灌浆：把浆压入钻孔以后，一部分进入岩层缝隙中，另一部分回浆管回到拌浆筒中。
?    三）灌浆顺序
?    1、全孔一次灌浆：用于孔深小于10M的孔内灌浆，且地质条件好。
?    2、分段灌浆法（自下而上，自上而下）
?    3、综合灌浆法：上部采用自上而下，下部采用自下而上）
?    四）灌浆压力的计算：
?    1、确定原则：在不致破坏基岩和坝体的前提下，尽可能采用比较高的压力。
?    2、控制灌浆压力的方法：一次升压法，分段升压法。
?    五）浆体稠度控制：
?    1、原则：由稀到浓，逐级变换。
?    2、控制方法：限量法，限率法。

五、灌浆的结束条件及回填封孔
?    一）控制指标：
?    1、残余吸浆量（最终吸浆量）
?    2、闭浆时间。国内：W≤0.4升/分，闭浆时间为30~60min
?    二）回填封孔：灌浆结束后，将灌浆孔清理干净，用回填材料填充密实封孔------浓水泥浆或水泥沙浆。

六、灌浆质量检查
?    检查浆液充填情况及岩石胶结程度
?    1、检查原始记录。
?    2、钻设检查孔，检查单位吸水量
?    步骤：钻孔、压水试验