固结灌浆法介绍

4、固结灌浆主要技术要求
固结灌浆孔可采用风钻或其它形式钻机钻孔，终孔 直径不宜小于38mm,孔位、孔向和孔深应满足设计要 求。 固结灌浆孔钻孔结束后应进行钻孔冲洗，冲净孔内 岩纷、杂质。 固结灌浆孔在灌浆前应用压力水进行裂隙冲洗，直 到回水清净时止。冲洗压力可为灌浆压力的80%，若 该值大于1MPa时，采用1MPa。地质条件复杂或有特 殊要求时，是否需要冲洗以及如何冲洗，宜通过现 场试验确定。 固结灌浆孔的压水试验应在裂隙冲洗后进行，试验 孔数不宜少于总孔数的5%。压水试验采用单点法。 30
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3.3 灌浆过程中特殊情况的预防与处理
• 3.3.2 串浆: 灌浆时浆液从邻近孔流出为串浆。产生串 浆的原因是岩石中裂隙较多,相互串连形成 通道。 处理方法：串浆孔若为待灌孔时,在孔中先 注入适量的清水,灌浆时待清水溢出后,封 闭串浆孔,经12小时后在串浆孔中进行灌浆； 延长相邻两次序孔灌浆间隔时间,防止新灌 入浆液,将前期灌入到裂隙中的浆液从岩体 缝隙中冲出。
3.1.3 浆液起始水灰比
• 浆液的水灰比应该按照不同工程条件相应设计，在 灌浆前可以进行浆液试验： 1.对不同水灰比、不同掺合料的浆液进行下列项目 的试验: 浆液配制程序及拌制时间; 浆液密度或比重测定; 浆液的沉淀稳定性; 浆液的凝结时间, 包括初凝或终凝时间。 2.用于现场灌浆试验的浆液水灰比以及掺合料等的 品种及其掺量应通过浆液试验选择, 并应用于施工 过程中。
2.1.5 重力灌浆法
重力灌浆法也叫导管灌浆法，常被用于存在着 能够自由吸浆的很大的张开裂隙的场合。先把 孔钻进到全部深度，进浆管插入孔底，在接近 重力的压力下把浆液泵入。当压力开始升高时， 将进浆管缓慢提升，并继续不断灌浆。重复上 述步骤，直到孔全部灌完为止。 优点：操作简单，成本低。 缺点：适用范围小。
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灌浆方法的选用
分段灌浆法和止浆塞灌浆法是最常用的两种方法， 两种方法通常都能取得有效的结果，应优先考虑； 如果灌浆工期很紧，应首先考虑止浆塞灌浆法； 如果岩层产状水平，则用止浆塞灌浆法比较合适， 可以避免抬升表层岩石； 如果在钻进中发生钻孔水流失现象，则要采用分段 灌浆法； 为了防止在页岩或类似岩层内钻进时岩屑形成的天 然泥浆堵塞或充填较高地层的裂隙，则可采用分段 灌浆法； 不满足以上条件时，考虑其他灌浆法。
固结灌浆：是指为改善节理裂隙发育或有破碎 带的岩石的物理力学性能而进行的灌浆工程。 特点：效果好、适用性广、施工工艺简单、比 较经济，等。
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1.1 固结灌浆法的原理
• 因在基岩中存在有大量的节理和裂隙,在灌浆材 料的压力作用下,岩石将沿原有的节理和裂隙进 一步劈裂开来。固结灌浆是把一定配比的某种具 有流动性和胶凝性的浆液,施加一定的压力通过 钻孔压入岩层裂隙中去,同时水泥浆通过渗入作 用,渗入到非常细小的裂隙或孔隙中,将其充填。 经过胶结硬化以后,水泥浆液就将整个破碎的、 疏松的基岩胶结为完整的、稳定的且具有较高强 度的统一整体,从而提高岩基的强度,改善岩基的 整体性和抗渗性。
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3.2 质量控制
灌浆压力：不小于设计值，并根据现场实际情 况调整。 浆液配合比与浓度控制 ：一般按照先稀后浓 的原则变换浆液浓度，在达到变换要求是及时 变换。
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3.3 灌浆过程中特殊情况的预防与处理
• 3.3.1 灌浆中断: 中断后浆液中的水泥颗粒沉淀和浆液凝结,会堵塞浆 液流动通道, 使受灌部分没有灌足灌饱, 影响灌浆 施工质量。主要是由于灌浆机械设备故障引起的。 预防办法：采取有效的预防措施防止机械、设备出 故障,；对凝结的浆液应舍弃。 处理方法：如果中断超过30min,则应进行钻孔稀浆 冲洗；如冲洗无效,则应扫孔。如恢复灌浆后吸浆量 急剧减少,且在极短时间内停止吸浆,则该段灌浆应 视为不合格。
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2.2 灌浆方式
• 2.2.1 纯压式 纯压式是指浆液注入到孔段内和岩体裂隙 中，不再返回的灌浆方式。 特点：设备简单，操作方便，但浆液流动 速度较慢，容易沉淀，堵塞岩层缝隙和管 路，多用于吸浆量大，并有大裂隙存在的 孔深不超过15m的情况。
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2.2 灌浆方式
• 2.2.2 循环式 循环式是指浆液通过注浆管注入到孔段内，部 分浆液渗入到岩体裂隙中，部分浆液通过回浆 管返回，保持孔段内的浆液呈循环流动状态的 灌浆方式。 特点：1.使浆液保持流动状态，可防止水泥沉 淀，灌浆效果好； 2.可以根据进浆和回浆液相对密度的 差值，判断岩层吸收水泥的情况。
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Байду номын сангаас
2.3 施工流程
制浆
总体 规划
布孔
钻孔
钻孔 冲洗
压水 试验
灌浆
质量 检查
封孔及 孔位处理
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缅甸瑞丽江水电站灌浆施工工艺流畅框架图
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3、施工工艺与质量控制
3.1 施工工艺 • 固结灌浆的工艺包括灌浆方法、灌浆段长及压力、 灌浆材料、水泥灌浆的浆液起始水灰比等。灌浆工 艺要和岩基条件相适应，合理的灌浆工艺是固结灌 浆成败的关键。 3.2 质量控制 • 岩基固结灌浆质量控制更多的依赖于灌浆参数的选 择：浆液配合比与浓度、灌浆段长及压力、钻孔深 度、孔位布置等。 3.3 灌浆过程中可能出现的特殊情况 • 要尽早预防，出现时务必及时处理。
• 3.3.4岩层大量漏浆: 主要原因是岩层渗透严重。 处理方法: 降低灌浆压力：用低压输送浆液将裂隙充填,流动性降 低后,再逐渐升压,至正常灌浆； 限制进浆量:将进浆量限制在一定的量,使用浓浆,当进 浆量减少时将压力升高,进浆量又达该量时,再用浓浆灌注, 直到符合结束条件； 增大浆液浓度: 用浓度大的浆液或水泥砂浆灌注, 以限 制浆液流动范围,待吸浆量降低到一定程度,再正常灌 浆 至结束条件； 间隙灌浆:每连续灌入一定量的干料后,就暂停灌注,待 凝固一段时间后再灌,直到结束条件。 29
4、固结灌浆主要技术要求
固结灌浆应按环间分序、环内加密的原则进行。环 间宜分为两个次序，地质条件不良地段可分为三个 次序。 固结灌浆宜采用单孔灌浆的方法，但在注入量较小 地段，同一环上的灌浆孔可并联灌浆，孔数宜为2个， 孔位宜保持对称。 固结灌浆孔基岩段长小于6m时，可全孔一次灌浆。 当地质条件不良或有特殊要求时，可分段灌浆。 固结灌浆浆液的比级和变换应符合规范规定，根据 工程具体情况确定。注入量大的孔段应灌注水泥砂 浆。 31
– 对钻进中发现的地质缺陷可以用膨胀塞隔离，专门进行处理； – 每孔只需支一次钻机； – 灌浆之后无需钻进和清洗孔，从而提高作业效率。
缺点：
– – – – 浆液有时沿陡裂隙或节理绕过止浆塞； 在溶洞或蜂窝状溶蚀的岩石内，止浆塞很难封闭灌浆孔； 孔径受止浆塞限制，不能太小； 12 止浆塞往往会损失。
固结灌浆法
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目 录
1、固结灌浆法介绍 2、施工工法 3、施工工艺与质量控制 4、固结灌浆主要技术要求
5、固结灌浆的应用
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1、固结灌浆法介绍
灌浆：是指将一定的材料按照一定的比例配制 成浆液，然后用液压或者气压等压送设备将浆 液灌入到岩土体的孔隙、裂隙等结构体中，从 而使岩土体形成强度高、抗渗性能好、稳定性 高的新的结构体，进而达到改善岩土体物理力 学性质的目的。
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3.1.1 灌浆段长及压力
固结灌浆压力应根据工程和地质情况进行 试验后分析计算并结合工程类比拟定，必 要时还需要进行分组灌浆试验来确定灌浆 的参数值，然后在具体施工过程中根据具 体钻孔情况适当调整确定。 固结灌浆的分段和压力视地质条件孔深及 有无混凝土盖重而不同。 一般情况下：灌浆压力随孔深而逐渐递增。
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3.1.2 灌浆材料
灌浆施工中所采用的水泥，要根据灌浆的技术要求 和环境中水的侵浊作用等设计确定。在灌浆施工中 有抗侵蚀或其它的技术要求时，应该使用符合要求 的特种水泥。 在灌浆中的灌浆浆液水灰比应该浓于1:1。一般固结 灌浆中所使用水泥的强度等级为32.5或以上，暗挖 隧道注浆一般要求水泥强度等级不低于42.5。 在固结灌浆中一般使用纯水泥净浆浆液进行灌浆施 工。在特殊地质条件下（如透水率过大或者有大的 裂隙和溶洞时）或有特殊要求时，根据需要并通过 现场灌浆试验论证，也可以使用细水泥浆液、稳定 22 浆液、膨润土浆液或黏性土浆液和膏状浆液等。
4、固结灌浆主要技术要求
固结灌浆在规定的压力下，灌浆孔段注入率不大 于0.4L/min时，延续30min,即可结束。 固结灌浆压力大于3MPa的工程，灌浆孔应分段进 行灌浆。灌浆孔内灌浆段的划分、相应灌浆压力 的使用以及灌浆工艺的选择应通过现场灌浆试验 确定。 固结灌浆质量检查的方法和标准应视工程的具体 情况和灌浆的目的而定。一般情况下应进行压水 试验检查，试验采用单点法。要求测定弹性模量 的地段，应进行岩体波速或静弹性模量测试检查。
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1.2 固结灌浆的作用
提高岩体的整体性与均质性; 提高岩体的抗压强度与弹性模量;
减少岩体的变形与不均匀沉陷。
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1.3 固结灌浆的设备
成孔设备:钻机及辅助设备; 制浆设备:制浆桶、搅拌机及辅助材料; 灌浆设备:一般包括灌浆机,拌浆筒,输浆管, 灌浆塞,压力表及其他附属设备。
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1.4 固结灌浆法的检查方法
– 灌浆过程中容易发生抬动； – 每个灌浆段都要冲洗孔； – 如果不待凝时冲洗孔会造成浆液的回流，浪费浆 液。 11
2.1.3 止浆塞灌浆法
止浆塞灌浆法也叫由下而上的分段灌浆法。 灌浆孔一次钻到全部深度，做压水试验，然后由孔底逐 段向上灌浆，利用止浆塞或膨胀塞把灌浆孔内预先选定 的孔段分开，然后进行灌注。 优点：
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4、固结灌浆主要技术要求
固结灌浆质量压水试验检查宜在该部位灌浆结束37d后进行，检查孔的数量不宜少于灌浆孔总数的5%。 孔段合格率应在80%以上，不合格孔段的透水率值不 超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为 合格。 岩体波速和静弹性模量测试，应分别在该部位灌浆 结束14d和28d后进行。其孔位的布置、测试仪器的 确定、测试方法、合格指标以及工程合格标准，均 应依照设计规定执行。 灌浆孔灌浆和检查孔检查结束后，应排除钻孔内的 积水和污物，采用压力灌浆法或机械压浆法进行封 孔，并将孔口抹平。 33