固结灌浆

3 围岩固结灌浆

3.1 固结灌浆孔的布置和分序

隧洞围岩固结灌浆孔的布置主要依据围岩状态，结合隧洞的大小、内外水压力等情况综合考虑确定。

钻孔的方向除特殊情况需考虑岩石的层理或主要裂隙的方向外，一般均按径向或垂直于衬砌表面布置。每一环（排）灌浆孔孔数不宜少于6个，在横剖面上保持均匀对称。

灌浆孔的排距，对裂隙型岩石可为2～4m。钻孔深入围岩的深度可为1倍隧洞洞径。在断层、破碎带等局部地段，孔排距应密一些，孔深也需要适当加大。图2-7-3为某工程引水隧洞针对不同条件的围岩的几种固结灌浆典型布置图。

图2-7-3 某工程引水隧洞围岩固结灌浆典型布置

隧洞围岩固结灌浆孔的施工常采用按环间分序，环内加密的方法，环间可分为两序或三序。例如第1、3、5……环孔为Ⅰ序孔，第2、4、6……环孔为Ⅱ序孔。同一环（即同一序）孔的施工最好也应遵循间隔加密的原则（实际等于增加两序），也有的工程遵循由低到高依次进行的次序。

3.2 钻孔与冲洗

3.2.1 钻孔

固结灌浆孔的孔径一般为38mm～56mm，通常采用钻机直接钻透混凝土衬砌再钻入

围岩。钻孔机械可用风动凿岩机、液动凿岩机、潜孔锤钻机以及其它类型的钻机。

当混凝土衬砌中钢筋十分密集时，可在混凝土中预埋灌浆管（钢管或塑料管），

也可在孔口预埋指示孔位的灌浆盒。预埋管内径比钻孔直径应大20mm以上。预埋管

管口或灌浆盒要留有在拆模后便于寻找的标志，有的工程曾有埋管后因找不到管口而

造成损失的教训。

3.2.2 钻孔冲洗、裂隙冲洗和压水试验

固结灌浆孔钻进完成后，应使用大风量压缩空气或大水流进行钻孔冲洗，冲净孔

内岩粉和泥渣。

围岩固结灌浆一般可不进行裂隙冲洗。当有专门要求需要进行裂隙冲洗时，应安

装循环式管路，使用压力水进行冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80 %，并不大于1MPa。

灌浆前钻孔压水试验可选取少数孔（规范要求不少于总孔数的5%）进行，在裂隙

冲洗后按单点法要求试验。其它孔可结合裂隙冲洗进行简易压水。

各种裂隙冲洗和压水试验方法参见本章第五节。

有些隧洞围岩地质条件差，岩层遇水后会软化，或带来其它不利影响，这就不能

进行冲洗，也不能进行压水试验，甚至也不能灌注较稀的浆液。

3.3 灌浆方法与压力

围岩固结灌浆通常采用纯压式灌浆法。当灌浆孔基岩段长度小于６m时，可全孔

一次灌浆，基岩段较深或不良地质地段的灌浆孔宜分段灌注。

各灌浆孔宜单独进行灌注，由隧洞底部开始两侧对称向上进行。在地层均匀、注

入量较小的地段可进行并联灌浆，但并联孔应位于同一环上对称分布，孔数不宜多于

３个。并联灌浆是指用一台灌浆泵采用并联方式同时对2个或多个灌浆段进行灌浆

（图2-7-4）。

固结灌浆压力的大小取决于隧洞围岩的性质、埋藏条件、完整程度以及衬砌形式，在有压隧洞中与作用水头有关。我国水工隧洞固结灌浆所用压力大多在1.5～2.0倍

内水压力范围内。

图2-7-4 并联灌浆示意图

3.4 灌浆浆液

固结灌浆通常采用纯水泥浆液。可采用普通硅酸盐水泥；当地下水具有侵蚀性时，应采用抗侵蚀水泥；水泥的强度等级可为等于或大于32.5。浆液水灰比可采用２:１、１:１、0.6或0.5:1，由稀至浓灌注。

3.5 灌浆结束条件与封孔

围岩固结灌浆各灌浆段的灌浆结束条件为：在设计压力下，当注入率不大于

1L/min后，继续灌注30min即可结束。

当采用多孔并联灌浆时，有的工程结束条件适当放宽（注入率稍大）。但也有的工程坚持同样的条件，理由是并联孔通常是注入率小的孔。

固结灌浆孔灌浆结束后应妥善封孔。常用的封孔方法有：

（1）全孔灌浆封孔清除灌浆孔内积水和污物，将灌浆塞塞于孔口，采用0.5：1水泥浆和允许最大灌浆压力，对该孔进行纯压式灌浆，持续90～120min。为提高效率，可一环孔（6～10孔）串联施工（图2-7-5）。此法封孔质量好，适用所有固结灌浆孔和检查孔的封孔。所有灌浆后孔口依然渗水的灌浆孔应当采用这种方法封孔，隧洞上半圆的倒孔也宜采用这种方法封孔。有的孔一次封不好，可以扫孔后再次封，可以采取屏浆和闭浆措施。

图2-7-5 多孔串联封孔

（2）导管注浆封孔将导管（胶管或铁管）下至钻孔底部，冲净孔内污物，向导管内泵入0.5：1水泥浆，置换出孔内积水，待浆液凝固即可。也可用砂浆代替水泥浆。此法适用于隧洞下半圆孔口不渗水的灌浆孔。需要特别注意的是，绝对禁止不

通过导管直接从孔口倒入封孔浆液，那样孔下部的积水或稀浆不能置换出来，留下了

可能渗水的通道。

（3）砂浆枪封孔清除灌浆孔内积水和污物，使用砂浆枪将预拌好的灰砂混合

物（水：水泥：砂=0.3:1:1）喷射入孔内，直至孔口。此法适用于孔深不大于5m的、孔口不渗水的灌浆孔。

（4）人工投入砂浆或水泥球封孔清除灌浆孔内积水和污物，人工向孔内投入

用稠水泥浆或砂浆搓制的泥球，并用木棍或钢筋分层捣实，直至孔口。此法适用于孔

深不大于3m、钻孔方向向下或倾斜角度不大、孔口不渗水的灌浆孔。

（5）孔口处理采用以上方法，特别是（1）、（2）法封孔后，待浆液析水凝固，孔口还会留下少许空余段，需要使用干硬性水泥砂浆填满压实抹平。

封孔用水泥应与灌浆水泥相同，并宜加入减水剂、膨胀剂，以改善浆液、砂浆的

施工性能，提高浆液结石的抗渗防裂能力。减水剂和膨胀剂的掺用方法参照商品说明

进行试验确定。

3.6 灌浆工程质量检查

围岩固结灌浆工程质量检查，一般情况下可采用钻检查孔进行压水试验的方法，

试验为单点法。有条件时宜测定围岩灌浆前后的弹性波波速或弹性（变形）模量。重

要的地质条件复杂地段也有采用声波、地震波或电磁波CT层析成像的。