水利工程基礎(chǔ)灌漿施工工藝

第六章灌灌漿工程程基礎(chǔ)處理（（水電工程程），即根根據(jù)建筑物物對地基的的要求，采采用特定的的技術(shù)手段段，來減少少或消除地地基的某些些天然缺陷陷，改善和和提高地基基的物理力力學(xué)性能，，使地基具具有足夠的的強(qiáng)度、整體體性、抗?jié)B滲性及穩(wěn)定定性，以保證工程程的安全可可靠和正常常運(yùn)行?；A(chǔ)：1、巖基2、軟基（土土基與砂礫礫石地基））由于受地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造變化化及水文地地質(zhì)的影響響，天然地地基往往存存在不同形形式與程度度的缺陷，，需要經(jīng)過過人工處理理，才能作作為水工建建筑物的可可靠地基。。第一節(jié)壩壩基巖石石灌漿將某種具有有流動(dòng)性和和膠凝性的的漿液，按按一定的配配比要求，，通過鉆孔孔用灌漿設(shè)設(shè)備壓入巖巖層的孔（（裂）隙中中，經(jīng)過硬硬化膠結(jié)后后，形成結(jié)結(jié)石，以提提高基巖的的強(qiáng)度與整體性，改善基巖巖的抗?jié)B性------壩基巖石灌灌漿（簡稱稱基巖灌漿漿）帷幕灌漿布置在靠近近上游迎水水面的壩基基內(nèi)，形成成一道連續(xù)續(xù)的防滲幕幕墻。其目目的是減少少壩基的滲滲流量，降降低壩底滲滲透壓力，，保證基礎(chǔ)礎(chǔ)的滲透穩(wěn)穩(wěn)定。帷幕灌漿的的深度主要要由作用水水頭及地質(zhì)質(zhì)條件等確確定，較之之固結(jié)灌漿漿要深得多多，有些工工程的帷幕幕深度超過過百米。施工中，通通常采用單單孔灌漿，，所使用的的灌漿壓力力比較大。。固結(jié)灌漿目的是提高高基巖的整整體性與強(qiáng)強(qiáng)度，并降降低基礎(chǔ)的的透水性。。當(dāng)基巖地質(zhì)質(zhì)條件較好好時(shí)，一般般在可在壩壩基上、下下游應(yīng)力較較大的部位位布置固結(jié)結(jié)灌漿孔；；在地質(zhì)條條件較差而而壩體較高高的情況下下，則需要要對壩基進(jìn)進(jìn)行全面的的固結(jié)灌漿漿，甚至在在壩基以外外上、下游游一定范圍圍內(nèi)也要進(jìn)進(jìn)行固結(jié)灌灌漿。灌漿孔的深深度一般為為5~8m，也有深達(dá)達(dá)15~40m的，各孔在在平面上呈呈網(wǎng)格交錯(cuò)錯(cuò)布置。通通常采用群群孔沖洗和和群孔灌漿漿。接觸灌漿目的是加強(qiáng)強(qiáng)壩體混凝凝土與壩基基或岸肩之之間的結(jié)合合能力，提提高壩體的的抗滑穩(wěn)定定性。一一般是是通過混凝凝土鉆孔壓壓漿或預(yù)先先在接觸面面上埋設(shè)灌灌漿盒及相相應(yīng)的管道道系統(tǒng)。接接觸灌漿應(yīng)應(yīng)安排在壩壩體混凝土土達(dá)到穩(wěn)定定溫度以后后進(jìn)行，以以利于防止止混凝土收收縮產(chǎn)生拉拉裂。灌漿的材料料漿液要求：：（1）漿液在受受灌的巖層層中應(yīng)具有有良好的可灌性，即在一定定的壓力下下，能灌入入到裂隙、、空隙或孔孔洞中，充充填密實(shí)。。（2）漿液硬化化成結(jié)石后后，應(yīng)具有有良好的防滲性能、必要的強(qiáng)強(qiáng)度和粘結(jié)結(jié)力。（3）為便于施施工和增大大漿液的擴(kuò)擴(kuò)散范圍，，漿液應(yīng)具具有良好的的流動(dòng)性。（4）漿液應(yīng)具具有較好的的穩(wěn)定性，析水率低低?；鶐r灌漿以以水泥灌漿最普遍。灌灌入基巖的的水泥漿液液，由水泥泥與水按一一定配比制制成，水泥泥漿液呈懸懸浮狀態(tài)。。水泥灌漿漿具有灌漿漿效果可靠靠，灌漿設(shè)設(shè)備與工藝藝比較簡單單，材料成成本低廉等等優(yōu)點(diǎn)。灌漿施工過過程1．鉆孔孔（1）確?？咨钌?、孔向、、孔位符合合設(shè)計(jì)要求求；（2）力求孔徑徑上下均一一，孔壁平平順；（3）鉆進(jìn)過程程中產(chǎn)生的的巖粉細(xì)屑屑較少。孔徑均一，，孔壁平順順，則灌漿漿栓塞能夠夠卡緊卡牢牢，灌漿時(shí)時(shí)不致產(chǎn)生生返漿。鉆鉆進(jìn)過程中中產(chǎn)生過多多的巖粉細(xì)細(xì)屑，容易易堵塞孔壁壁的縫隙，，影響灌漿漿質(zhì)量。鉆孔的方向向與深度是是保證帷幕幕灌漿質(zhì)量量的關(guān)鍵。。如果鉆孔孔方向有偏偏斜，鉆孔孔深度達(dá)不不到要求，，則通過各各鉆孔所灌灌注的漿液液，不能聯(lián)聯(lián)成一體，，將形成漏漏水通路，，2．鉆孔（裂裂隙）沖洗洗沖洗分為：：①鉆孔孔沖洗，②②巖層裂裂隙沖洗。（1）高壓壓水水沖洗（2）高壓脈動(dòng)動(dòng)沖洗（3）揚(yáng)水沖洗洗（4）群孔沖洗洗一般般適用于巖巖層破碎，，節(jié)理裂隙隙比較發(fā)育育防止沖洗洗范圍內(nèi)巖巖層的抬動(dòng)動(dòng)和變形。。3．壓水試驗(yàn)驗(yàn)壓水試驗(yàn)?zāi)磕康模簻y定地層的的滲透特性性，為基巖的的灌漿施工工提供基本本技術(shù)資料料。壓水試試驗(yàn)也是檢檢查地層灌灌漿實(shí)際效效果的主要要方法。壓水試驗(yàn)的的原理：在在一定的水水頭壓力下下，通過鉆鉆孔將水壓壓入到孔壁壁四周的縫縫隙中，根根據(jù)壓入的的水量和壓壓水的時(shí)間間，計(jì)算出出代表巖層層滲透特性性的技術(shù)參參數(shù)。在我國，采采用透水率q來表示巖層層的滲透特特性。所謂謂透水率，，就是在單單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)，通過單單位長度試試驗(yàn)孔段，，在單位壓壓力作用下下所壓入的的水量。壓壓水試驗(yàn)有有單點(diǎn)法和和五點(diǎn)法兩兩種，4．灌漿的方方法與工藝藝提高巖基灌灌漿的質(zhì)量量，必須注注意以下問問題（1）鉆孔灌漿漿的次序基基巖的的鉆孔與灌灌漿應(yīng)遵循循分序加密密的原則進(jìn)進(jìn)行。（2）注漿方式式按照照灌漿時(shí)漿漿液灌注和和流動(dòng)的特特點(diǎn)，灌漿漿方式有純純壓式和循循環(huán)式兩種種。（3）鉆灌方法法按按照同一鉆鉆孔內(nèi)的鉆鉆灌順序，，有全孔一一次鉆灌和和全孔分段段鉆灌兩種種方法。全孔一次鉆鉆灌系將灌漿孔孔一次鉆到到全深，并并沿全孔進(jìn)進(jìn)行灌漿。。這種方法法施工簡便便，多用于于孔深不超超過6m，地質(zhì)條件件良好，基基巖比較完完整的情況況。全孔分段鉆灌又分自上而下法法、自下而而上法、綜綜合灌漿法法及孔口封封閉法等。。（4）灌漿壓力力所謂謂灌漿壓力力，通常是是指作用在在灌漿段中中部的壓力力灌漿壓力是是控制灌漿漿質(zhì)量、提提高灌漿經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益的的重要因素素。確定灌灌漿壓力的的原則是：：在不致破破壞基礎(chǔ)和和壩體的前前提下，盡盡可能采用用比較高的的壓力。高高壓灌漿可可以使?jié){液液更好地壓壓入細(xì)小縫縫隙內(nèi)，增增大漿液擴(kuò)擴(kuò)散半徑，，析出多余余的水分，，提高灌注注材料的密密實(shí)度。GIN灌漿法5）灌漿壓力力和漿液稠稠度的控制制在灌漿過程程中，合理理地控制灌灌漿壓力和和漿液稠度度，是提高高灌漿質(zhì)量量的重要保保證。灌灌漿漿過程中灌灌漿壓力的的控制基本本上有兩種種類型，即即一次升壓壓法和分級級升壓法。。6）灌漿的結(jié)結(jié)束條件與與封孔灌漿的結(jié)束束條件，一一般用兩個(gè)個(gè)指標(biāo)來控控制，一個(gè)個(gè)是殘余吸吸漿量，又又稱最終吸吸漿量，即即灌到最后后的限定吸吸漿量；另另一個(gè)是閉閉漿時(shí)間，，即在殘余余吸漿量不不變的情況況下保持設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)定壓壓力的延續(xù)續(xù)時(shí)間。5.灌漿的質(zhì)量量檢查基巖灌漿隱隱蔽性工程程，做好灌灌漿施工的的原始記錄，嚴(yán)格灌漿漿施工的工工藝控制，，防止違規(guī)規(guī)操作；另一方面，，要在一個(gè)個(gè)灌漿區(qū)灌灌漿結(jié)束以以后，進(jìn)行行專門性的的質(zhì)量檢查，作出科學(xué)的的灌漿質(zhì)量評評定。灌漿質(zhì)量檢查查方法常用的的有1、壓水試驗(yàn)和漿漿液注入率試試驗(yàn)進(jìn)行檢查查2、鉆取巖芯進(jìn)行檢查3、進(jìn)行鉆孔照相和孔內(nèi)電視，，觀察孔壁的的灌漿質(zhì)量4、開挖平洞、、豎井或鉆設(shè)設(shè)大口徑鉆孔孔，檢查人員直接接進(jìn)去觀察檢查，并并在其中進(jìn)行行抗剪強(qiáng)度、、彈性模量等等方面的試驗(yàn)驗(yàn)5、利用地球物理勘探探技術(shù)四、化學(xué)灌漿漿化學(xué)灌漿是在在水泥灌漿基基礎(chǔ)上發(fā)展起起來的新型灌灌漿方法。它它是將有機(jī)高高分子材料配配制成的漿液液灌入地基或或建筑物的裂裂縫中，經(jīng)膠膠凝固化后，，達(dá)到防滲、堵漏、、補(bǔ)強(qiáng)、加固固的目的。化學(xué)灌漿在基基巖處理中，，是作為水泥泥灌漿輔助手手段的。它主要用于：：裂隙與空隙細(xì)細(xì)?。?.1mm以下），顆粒粒材料不能灌灌入；對基礎(chǔ)礎(chǔ)的防滲或強(qiáng)強(qiáng)度有較高要要求；滲透水水流的速度較較大，其它灌灌漿材料不能能封堵等情況況。1.化學(xué)灌漿特性性材料分防滲堵漏和補(bǔ)強(qiáng)加固兩大類。前者者有水玻璃、、丙凝類、聚聚氨脂類等，，后者有環(huán)氧氧樹脂類、甲甲凝類等。特性：1）化學(xué)漿液的的粘度低，有有的接近于水水，有的比水水還小。其流流動(dòng)性好，可可灌性高，可可以灌入水泥泥漿液灌不進(jìn)進(jìn)去的細(xì)微裂裂隙中。2）化學(xué)漿液的的聚合時(shí)間（（或稱膠凝時(shí)時(shí)間，固化、、硬化時(shí)間））可以比較準(zhǔn)準(zhǔn)確地控制，，從幾秒到幾幾十分鐘，有有利于機(jī)動(dòng)靈靈活地進(jìn)行施施工控制。3）化學(xué)漿液聚聚合后的聚合合體，滲透系系數(shù)很小，一一般為10-6～10-8cm/s，幾乎是不透透水的，防滲滲效果好。4）有些化學(xué)漿漿液聚合體本本身的強(qiáng)度及及粘結(jié)強(qiáng)度比比較高，可承承受高水頭。。如用于加固固補(bǔ)強(qiáng)的甲凝凝、環(huán)氧樹脂脂等，而聚氨氨脂對防滲與與加固都有作作用。5）化灌材料聚聚合體的穩(wěn)定定性和耐久性性均較好，能能抗酸、堿及及微生物的侵侵蝕。但一般般高分子化學(xué)學(xué)材料都存在在有老化問題題。6）化灌材料都都有一定毒性性，在配制、、施工過程中中要十分注意意防護(hù)，并切切實(shí)防止對環(huán)環(huán)境的污染。。2.化學(xué)灌漿施工工化學(xué)漿液為真真溶液，不存存在粒狀灌漿漿材料的沉淀淀問題，化學(xué)學(xué)灌漿都采用用純壓式灌漿漿。化學(xué)灌漿的鉆鉆孔和清洗工工藝及技術(shù)要要求，與水泥泥灌漿基本相相同，也遵循循分序加密的的原則進(jìn)行鉆鉆孔灌漿?；瘜W(xué)灌漿的方方法，按漿液液的混合方式式區(qū)分，有單單液法灌漿和和雙液法灌漿漿。一次配制制成的漿液或或兩種漿液組組分在泵送灌灌注前先行混混合的灌漿方方法稱為單液液法。兩種漿漿液組分在泵泵送后才混合合的灌漿方法法稱為雙液法法。前者施工工相對簡單，，在工程中使使用較多。工程實(shí)例：三峽工程永久久船閘南五豎豎井f1096斷層的處理，，在運(yùn)用水泥泥化學(xué)復(fù)合灌灌漿方面取得得較好的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)。該斷層寬寬度5m左右，內(nèi)含軟軟弱泥化的角角礫巖、碎裂裂花崗巖及疏疏松軟塑夾堅(jiān)堅(jiān)硬碎屑等，，斷層的規(guī)模模大、性狀差差，對結(jié)構(gòu)受受力極為不利利。施工中分分別采用高壓壓旋噴灌漿技技術(shù)處理松軟軟物質(zhì)；用水泥灌漿充填填擠壓大裂隙隙，增加被灌灌巖體的強(qiáng)度度；最后將化化學(xué)漿液灌注注到細(xì)微裂隙隙中，使多裂隙的的斷層膠結(jié)成成一個(gè)整體，，極大提高了了其物理力學(xué)學(xué)性質(zhì)。水泥灌漿采用用孔口封閉、、孔內(nèi)循環(huán)法法，逐段灌注注改性水泥漿漿材，全段灌灌漿壓力控制制在5MPa以內(nèi)。化學(xué)灌灌漿的漿材為為長江科學(xué)院院的CW系材料，采用用分段阻塞、、純壓式灌注注的方式，各各段壓力逐級級增加，最終終控制在5MPa以內(nèi)。在施工工中，按水泥泥Ⅰ序孔、水泥Ⅱ序孔、化灌Ⅱ序灌水泥漿、、化灌Ⅱ序孔及化灌Ⅰ序孔逐步進(jìn)行行鉆灌，根據(jù)據(jù)壓水試驗(yàn)成成果，各序孔孔的透水率呈呈明顯遞減，，如豎井北壁壁，其透水率率的遞減為：：2.87Lu→2.76Lu→1.15Lu→→0.37Lu→0.22Lu→0Lu，且灌前灌后后的彈性波速速平均提高了了46.3%