灌漿的種類及施工工藝

1、 灌漿的種類及施工工藝 熱 灌漿的種類及施工工藝 作者：佚名轉(zhuǎn)貼自：深圳補(bǔ)漏網(wǎng)點(diǎn)擊數(shù)：136更新時(shí)間：2009-12-26 一、灌漿的概念和分類 1 概念 灌漿是將一定比例的漿液以適當(dāng)?shù)膲毫嗳氲鼗紫丁⒘芽p或建筑物自身的接縫、裂隙中作充填、膠結(jié)的防滲或加固處理。 2 分類 水利工程中的灌漿（1）按其目的不同可分為：固結(jié)灌漿、帷幕灌漿、接觸灌漿、接縫及補(bǔ)強(qiáng)灌漿、劈裂灌漿、高壓噴射灌漿等。（2）按其所用的材料不同可分為：水泥灌漿、粘土灌漿、化學(xué)灌漿和瀝青灌漿。 二、灌漿材料 1 水泥灌漿 水泥灌漿的優(yōu)點(diǎn)是：膠凝性好，結(jié)石強(qiáng)度高，施工方便，成本較低，故得到廣泛應(yīng)用。 2 粘土灌漿 3 化學(xué)灌漿 化

2、學(xué)灌漿多是用高分子材料配制成的溶液作為漿液的一種新型灌漿。漿液灌入地基或建筑物裂隙中，經(jīng)凝固后，可以達(dá)到較好的防滲、堵漏和補(bǔ)強(qiáng)加固的效果。 常用的化學(xué)灌漿材料有：（1）環(huán)氧樹脂；（2）水玻璃；（3）鉻木素；（4）甲凝；（5）丙凝；（6）聚氨酯漿液。 三、巖基灌漿 1 巖基灌漿的分類及其目的 （1） 固結(jié)灌漿 目的：是將壩基裂隙巖石膠結(jié)起來，提高其整體性、均勻性和承載能力。其涉及的平面范圍大，孔深一般為510m。 （2） 帷幕灌漿 目的：是在壩基偏上游部位進(jìn)行13排深孔灌漿，充填和膠結(jié)裂隙，構(gòu)成一道不透水的帷幕，達(dá)到減少壩基滲漏和降低壩底揚(yáng)壓力的目的。 （3） 接觸灌漿 目的：是在壩體與巖基的結(jié)

3、合面上進(jìn)行灌漿，加強(qiáng)結(jié)合，提高壩體的抗滑穩(wěn)定性，防止巖面集中滲漏并增加巖基表面的固結(jié)強(qiáng)度。 2 灌漿施工的基本工序 灌漿施工分為鉆孔、沖洗、壓水試驗(yàn)、灌漿四個(gè)工序。 （1） 鉆孔 （2） 沖洗 （3） 壓水試驗(yàn) 灌漿前進(jìn)行壓水試驗(yàn)，其目的是：通過單位吸水率的測定了解巖層的滲透性能（裂隙情況和漏水量大?。瑸閹r基的灌漿設(shè)計(jì)施工提供依據(jù)。 （4） 灌漿施工 1） 灌漿設(shè)備 2） 鉆灌順序 遵循“分序加密”原則。 3） 灌漿方法 按照灌漿時(shí)漿液是否部分近回地面和重復(fù)使用，灌漿可分為：純壓式灌漿和循環(huán)式灌漿兩種。 按照灌漿順序，灌漿方法可分為：全孔一次灌漿法、自上而下分段灌漿尖、自下而上分段灌漿法和綜

4、合灌漿法。 4） 灌漿壓力 5） 漿液濃度控制 灌漿過程中，必須根據(jù)吸漿量的變化情況及時(shí)地調(diào)整漿液的濃度。稀漿流動(dòng)性好，但會(huì)擴(kuò)散到灌漿范圍外，造成浪費(fèi)，而且凝固時(shí)收縮大，水泥結(jié)石與巖石縫面脫開，防滲和固結(jié)質(zhì)量降低；稠漿流動(dòng)性差，擴(kuò)散范圍小，細(xì)小裂縫灌不進(jìn)去，但凝固時(shí)收縮小，與縫面粘結(jié)好，防滲、固結(jié)質(zhì)量相對提高。 灌漿過程從稀漿開始，使細(xì)裂縫首先灌滿，而后逐級(jí)變濃，充填更大的裂隙。這種由稀到濃的變換方式，灌漿的整體質(zhì)量最好。 6） 灌漿結(jié)束 在規(guī)定的灌漿壓力下，當(dāng)所灌孔段在30min內(nèi)（帷幕灌漿自上而下采用60min），吸漿量一直小于0.4L/min，即可結(jié)束這一段的灌漿。整個(gè)孔結(jié)束灌漿后，要用

5、水泥砂漿封孔。 四、地基高壓噴射灌漿 1 地基高壓噴射灌漿的分類 按射流介質(zhì)不同，高壓噴射灌漿可分為： （1）單介質(zhì)噴射 單介質(zhì)噴射亦稱為單管噴射，它直接將漿液通過水平噴嘴噴射灌入地層。 （2） 雙介質(zhì)噴射 雙介質(zhì)噴射亦稱雙管噴射，它是在一根較大的鋼管中并列安裝漿、氣兩管，至管底后經(jīng)水平噴嘴將漿液與壓縮空氣同軸噴射，壓縮空氣在外，形成氣幕保護(hù)漿流，減少土壤對漿液的摩阻，可使?jié){液噴射得更遠(yuǎn)，攪拌作用更為強(qiáng)烈。 （3）三介質(zhì)噴射 三介質(zhì)噴射亦稱三管噴射，水、氣、漿三管并列，至管底后，水、氣沿水平向同軸噴射、沖切攪拌地層，同時(shí)漿液被從管底向下低壓壓出，受水氣射流的卷吸作用，沿噴射方向被挾帶灌入沖切范

6、圍。由于氣包的是水，粘度低，比雙介質(zhì)噴射的氣包漿受到的摩阻力小，所以沖切距離更大。 （4）多介質(zhì)噴射 多介質(zhì)（氣粉）噴射在雙管或三管噴射中，利用壓縮空氣的挾帶作用，將灌漿材料如水泥干粉或水泥漿灌入地層，可以漿、氣、粉噴射，亦可水、氣、粉或水、氣、粉、漿噴射。 目前，高壓噴射防滲板、墻施工基本采用三介質(zhì)噴射法。 2 地基高壓噴射灌漿的施工工藝 施工流程為：定孔-鉆孔-下噴射裝置-制漿-噴射-旋轉(zhuǎn)、定向、擺動(dòng)及提升-成樁、成板或成墻。一、灌漿分類 （一）按灌漿材料分類 按漿液材料主要分為水泥灌漿、黏土灌漿和化學(xué)灌漿等。 （二）按灌漿目的分類 按灌漿目的分為帷幕灌漿、固結(jié)灌漿、接觸灌漿、接縫灌漿和回

7、填灌漿等。 1帷幕灌漿。帷幕灌漿是用漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成防水幕，以減小滲流量或降低揚(yáng)壓力的灌漿。 2固結(jié)灌漿。用漿液灌入巖體裂隙或破碎帶，以提高巖體的整體性和抗變形能力的灌漿。 3接觸灌漿。通過漿液灌入混凝土與基巖或混凝土與鋼板之間的縫隙，以增加接觸面結(jié)合能力的灌漿。 4接縫灌漿。通過埋設(shè)管路或其他方式將漿液灌入混凝土壩體的接縫，以改善傳力條件增強(qiáng)壩體整體性的灌漿。 5回填灌漿。用漿液填充混凝土與圍巖或混凝土與鋼板之間的空隙和孔洞，以增強(qiáng)圍巖或結(jié)構(gòu)的密實(shí)性的灌漿。 二、鉆孔灌漿用的機(jī)械設(shè)備 （一）鉆孔機(jī)械 鉆孔灌漿機(jī)械主要有回轉(zhuǎn)式、回轉(zhuǎn)沖擊式、沖擊式三大類。目前用得最多的是回轉(zhuǎn)

8、式鉆機(jī)，其次是回轉(zhuǎn)沖擊式鉆機(jī)，純沖擊式鉆機(jī)用得很少。 （二）灌漿機(jī)械 灌漿機(jī)械主要有灌漿泵、漿液攪拌機(jī)及灌漿記錄儀等。 1灌漿泵 灌漿泵是灌漿用的主要設(shè)備。灌漿泵性能應(yīng)與漿液類型、濃度相適應(yīng)，容許工作壓力應(yīng)大于最大灌漿壓力的15倍，并應(yīng)有足夠的排漿量和穩(wěn)定的工作性能。灌注純水泥漿液應(yīng)采用多缸柱塞式灌漿泵。 2漿液攪拌機(jī) 用于制作水泥漿的漿液攪拌機(jī)，目前用得最多的是傳統(tǒng)雙層立式慢速攪拌機(jī)和雙桶平行攪拌機(jī)。國外已廣泛使用渦流或旋流式高速攪拌機(jī)，其轉(zhuǎn)數(shù)為15003000rmin。用高速攪拌機(jī)制漿，不僅速度快、效率高，而且制出的漿液分散性和穩(wěn)定性高，質(zhì)量好，能更好地注入巖石裂隙。 攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速和拌合能

9、力應(yīng)分別與所攪拌漿液類型和灌漿泵的排漿量相適應(yīng)，并應(yīng)能保證均勻、連續(xù)地拌制漿液。 3灌漿記錄儀 用來記錄每個(gè)孔段灌漿過程中每一時(shí)刻的灌漿壓力、注漿率、漿液相對密度（或水灰比）等重要數(shù)據(jù)。 三、灌漿方式和灌漿方法 （一）灌漿方式 灌漿方式有純壓式（圖1F1rt）和循環(huán)式（圖lF16）兩種。 l純壓式 純壓式灌漿是指漿液注入到孔段內(nèi)和巖體裂隙中，不再返回的灌漿方式。這種方式設(shè)備簡單，操作方便；但漿液流動(dòng)速度較慢，容易沉淀，堵塞巖層縫隙和管路，多用于吸漿量大，并有大裂隙存在和孔深不超過15m的情況。 2循環(huán)式 循環(huán)式灌漿是指漿液通過射漿管注入到孔段內(nèi)，部分漿液滲入到巖體裂隙中，部分漿液通過回漿管返回

10、，保持孔段內(nèi)的漿液呈循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)的灌漿方式。這種方式一方面使?jié){液保持流動(dòng)狀態(tài)，可防止水泥沉淀，灌漿效果好；另一方面可以根據(jù)進(jìn)漿和回漿液相對密度的差值，判斷巖層吸收水泥的情況。 （二）灌漿方法 灌漿方法可分為全孔一次灌漿法、自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合 灌漿法和孔口封閉灌漿法等。 1全孔一次灌漿 全孔一次灌漿是將孔一次鉆完，全孔段一次灌漿。這種方法施工簡便，多用于孔深不地質(zhì)條件比較良好，基巖比較完整的情況。 2自下而上分段灌漿 自下而上分段灌漿法是將灌漿孔一次鉆進(jìn)到底，然后從鉆孔的底部往上，逐段安裝灌漿塞進(jìn)行灌漿，直至孔口的灌漿方法。如圖1F2。 3自上而下分段灌漿法 自上而下分

11、段灌漿法是從上向下逐段進(jìn)行鉆孔，逐段安裝灌漿塞進(jìn)行灌漿，直至孔底的灌漿方法。如圖1F3。 4綜合灌漿法 綜合灌漿法是在鉆孔的某些段采用自上而下分段灌漿，另一些段采用自下而上分段灌漿的方法。 5孔口封閉灌漿法 孔口封閉灌漿法是在鉆孔的孔口安裝孔口管，自上而下分段鉆孔和灌漿，各段灌漿時(shí)都在孔口安裝孔口封閉器進(jìn)行灌漿的方法。 灌漿孔的基巖段長小于6m時(shí)，可采用全孔一次灌漿法；大于6m時(shí)，可采用自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法或孔口封閉灌漿法。 四、帷幕灌漿 帷幕灌漿施工工藝主要包括：鉆孔、鉆孔沖洗、壓水試驗(yàn)、灌漿和灌漿的質(zhì)量檢查等。 （一）鉆孔 帷幕灌漿宜采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)和金剛石鉆頭

12、或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)。 鉆孔質(zhì)量要求有： 1鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于10cm。 2孔深應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。 3灌漿孔宜選用較小的孔徑，鉆孔孔壁應(yīng)平直完整。 4鉆孔必須保證孔向準(zhǔn)確。鉆機(jī)安裝必須平正穩(wěn)固；鉆孔宜埋設(shè)孔口管；鉆機(jī)立軸和孔口管的方向必須與設(shè)計(jì)孔向一致；鉆進(jìn)應(yīng)采用較長的粗徑鉆具并適當(dāng)?shù)乜刂沏@進(jìn)壓力。 （二）鉆孔沖洗、裂隙沖洗和壓水試驗(yàn) 灌漿孔（段）在灌漿前應(yīng)進(jìn)行鉆孔沖洗，孔內(nèi)沉積厚度不得超過20cm。同時(shí)在灌漿前宜采用壓力水進(jìn)行裂隙沖洗，直至回水清凈時(shí)止。沖洗壓力可為灌漿壓力的80，該值若大于1MPa時(shí)，采用1MPa。 沖洗時(shí)，可將沖洗管插入孔內(nèi)，用阻塞器將孔口堵緊，用壓力水沖洗，壓

13、力水和壓縮空氣輪換沖洗或壓力水和壓縮空氣混合沖洗。 帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法時(shí)，先導(dǎo)孔應(yīng)自上而下分段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，各次序灌漿孔的各灌漿段在灌漿前宜進(jìn)行簡易壓水；采用自下而上分段灌漿法時(shí)，先導(dǎo)孔仍應(yīng)自上而下分段進(jìn)行壓水試驗(yàn)。各次序灌漿孔在灌漿前全孔應(yīng)進(jìn)行一次鉆孔沖洗和裂隙沖洗。除孔底段外，各灌漿段在灌漿前可不進(jìn)行裂隙沖洗和簡易壓水。壓水試驗(yàn)應(yīng)在裂隙沖洗后進(jìn)行，采用五點(diǎn)法或單點(diǎn)法。 （三）灌漿方式和灌漿方法 1灌漿方式 帷幕灌漿應(yīng)優(yōu)先采用循環(huán)式，射漿管距孔底不得大于50cm。 2灌漿方法 帷幕灌漿必須按分序加密的原則進(jìn)行。 由三排孔組成的帷幕，應(yīng)先進(jìn)行邊排孔的灌漿，然后進(jìn)行中排孔的灌漿。邊排

14、孔宜分為三序施工，中排孔可分為二序或三序施工；由兩排孔組成的帷幕，宜先進(jìn)行下游排孔的灌漿，然后進(jìn)行上游排孔的灌漿。每排孔宜分為三序施工；單排帷幕灌漿孔應(yīng)分為三序施工，如圖1F13O214所示。 帷幕灌漿段長度宜采用56m，特殊情況下可適當(dāng)縮減或加長，但不得大于10m。采用自上而下分段灌漿法時(shí)，灌漿塞應(yīng)塞在已灌段段底以上05m處，以防漏灌；孔口無涌水的孔段，灌漿結(jié)束后可不待凝，但在斷層、破碎帶等地質(zhì)條仵復(fù)雜地區(qū)則宜待凝。采用自下而上分段灌漿法時(shí)，灌漿段的長度因故超過10m，對該段宜采取補(bǔ)救措施。 （四）灌漿壓力和漿液變換 1灌漿壓力 灌漿壓力宜通過灌漿試驗(yàn)確定，也可通過公式計(jì)算或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先行擬定

15、，而后在灌漿施工過程中調(diào)整確定。采用循環(huán)式灌漿，壓力表應(yīng)安裝在孔口回漿管路上；采用純壓式灌漿，壓力表應(yīng)安裝在孔口進(jìn)漿管路上。灌漿應(yīng)盡快達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，但注入率大時(shí)應(yīng)分級(jí)升壓。 灌漿漿液的濃度應(yīng)由稀到濃，逐級(jí)變換。漿液水灰比可采用5：1、3：1、2 ：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1七個(gè)比級(jí)。開灌水灰比可采用5：1。 2灌漿漿液變換 當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比；當(dāng)某一比級(jí)漿液的注入量已達(dá)300L以上或灌注時(shí)間已達(dá)1h，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時(shí)，應(yīng)改濃一級(jí)；當(dāng)注入率大于30Lmin時(shí)，可根據(jù)具體情況越級(jí)變濃。 灌注細(xì)水泥漿液，可采用水灰比為2：1、