水利灌漿工程施工講義課件PPT93

水利工程施施工任課教師：：唐會燕E_mail:tanlywork@163.com第六章灌灌漿工工程所謂灌漿就就是利用利用灌漿泵或漿液自重，通過鉆孔孔、埋管或或其它方法法把漿液壓壓送到巖體體的裂隙、、混凝土裂裂縫、接縫縫或空洞內(nèi)內(nèi)的工程措措施。作用：阻滲滲、提高巖巖體的整體體性和抗變變形能力、、增強圍巖巖或結(jié)構(gòu)的的密實性、、增強強壩壩體整體性性以及接觸觸面結(jié)合能能力。按灌漿作用用分：帷幕灌灌漿、固結(jié)結(jié)灌漿、回回填灌漿、、接縫灌漿漿、接觸灌灌漿等。按灌漿材料料分：水泥灌灌漿、化學學灌漿等。。巖石地基固固結(jié)灌漿和和帷幕灌漿漿均以水泥泥基漿液為為主，遇到一些特特殊地質(zhì)條條件，例如如斷層、破破碎帶、微微細裂隙等等，當使用用水泥漿液液難以達到到預期效果果時，方采用化學灌灌漿材料作作為補充，而且化學灌漿多多在水泥灌灌漿基礎(chǔ)上上進行。砂礫石地基基帷幕灌漿漿則多以水水泥黏土漿漿為主。（一）固結(jié)結(jié)灌漿固結(jié)灌漿是是用漿液灌灌入巖體裂裂隙或破碎碎帶，以提提高巖體的的整體性、、均勻性和和抗變形的的能力。壩基灌漿的的范圍和孔孔深，主要要根據(jù)壩型型、壩基地地質(zhì)條件、、巖石破碎碎情況和巖巖石應力等等因素而定定。固結(jié)灌灌漿一般采采用群孔沖沖洗和群孔孔灌漿。鉆鉆孔一般為為直孔。固結(jié)灌漿工工程（二）帷幕幕灌漿帷幕灌漿是是用漿液灌灌入巖體或或土層的裂裂隙、孔隙隙，形成阻阻水幕，以以減小滲流流量或降低低揚壓力的的灌漿。通常在壩體體迎水面下下的基礎(chǔ)內(nèi)內(nèi)，形成一一道連續(xù)而而垂直或向向上游傾斜斜的幕墻，，設(shè)計和施施工中多采采用單孔灌灌漿，孔較較深且灌漿漿壓力較大大。一般地地質(zhì)條件時時，常用帷帷幕深度為為壩高的0.3~0.7倍。壩基主排廊廊道帷幕灌灌漿施工場場景帷幕的形式式依其是否否接到相對對不透水層層而分為接地式帷幕幕和懸掛式式帷幕。接地式帷帷幕是壩址址的相對不透水水層埋藏較較淺，帷幕能深深入到相對對不透水層層，形成封封閉式的阻阻水幕，此此種形式防防水效果好好。懸掛式式帷幕是壩壩址的相對不透水水層埋藏較較深，帷幕不接接到相對不不透水層，，防滲效果果較差。需需與其他的的防滲措施施配合使用用。（三）接觸觸灌漿接觸灌漿是是用漿液灌灌入混凝土土與基巖或或混凝土與與鋼板之間間的縫隙，，以增強接接觸面的結(jié)結(jié)合能力。。在固結(jié)灌灌漿的部位位，結(jié)合固固結(jié)灌漿進進行。（四）接縫縫灌漿接縫灌漿是是通過埋設(shè)設(shè)管路或其其他方法將將漿液灌入入混凝土壩壩體的接縫縫，以改善善傳力條件件，增強壩壩體的整體體性。（五）回填填灌漿回填灌漿是是用漿液填填充混凝土土與圍巖或或混凝土與與鋼板之間間的空隙和和孔洞，以以增強圍巖巖或結(jié)構(gòu)的的密實性的的灌漿。漿液類型：1、純水泥漿漿一種最常用用的灌注漿漿液，適用用于：基巖固結(jié)灌灌漿和基礎(chǔ)礎(chǔ)帷幕灌漿漿。2、細水泥漿漿分為干磨細細水泥漿、、濕磨細水水泥漿和超超細水泥漿漿。適用于于：微細裂隙基基巖的灌漿漿。3、穩(wěn)定漿液液常在水泥漿漿液中摻少少量穩(wěn)定劑劑。適用于于：高壓帷幕灌灌漿和遇水水性能易惡惡化或注入入量較大的的地層的灌灌漿。水泥灌漿4、混合漿液液在水泥漿液液中摻有摻摻合料，例如水泥砂漿、、水泥黏土土漿、水泥泥粉煤灰漿漿、水泥水水玻璃漿等等。適用于：注注入量大或或地下水流流速較大地地層的灌漿漿。5、膏狀漿液液這種漿液塑塑性屈服強強度大（常常＞20Pa），稠度如如牙膏。適用于：大大孔隙地層層（如喀斯斯特空洞、、巖體寬大大裂隙、堆堆石體等））的灌漿。。6、粘土灌漿漿7、化學灌漿漿化學灌漿是是將有機高分子子材料所配配制的漿液液，灌入到需要要處理的部部位如地基基或建筑物物裂隙中，，經(jīng)膠結(jié)固固化后，達達到防滲堵堵漏、補強強加固的目目的?；瘜W灌漿抗抗?jié)B性好，，強度高，，但工程費費用較昂貴貴。同時應應注意對廢廢棄漿液的的處理，防防止污染環(huán)環(huán)境。輔助灌漿第二節(jié)巖巖基灌漿漿巖基灌漿處處理是通過過地層鉆孔孔，將具有有流動性和和膠凝性的的漿液，用用灌漿設(shè)備備壓入巖層層的裂隙中中，使其充充填密實，，膠結(jié)硬化化成整體，以提高和和改善巖石石的強度、、整體性和和抗?jié)B性。。根據(jù)灌漿漿的作用不不同分為固固結(jié)灌漿、、帷幕灌漿漿和接觸灌灌漿。也可可按材料不不同分類。。巖基灌漿以以水泥灌漿漿為主。一、鉆孔鉆孔前先用用測量儀器器放出灌漿漿孔的位置置，帷幕灌灌漿還需測測出各孔高高程。巖基灌漿多多用回轉(zhuǎn)式式鉆機鉆孔孔，也可采采用風鉆或或架鉆。鉆孔質(zhì)量要要求：★施工順序：：分序加密二、鉆孔（（裂隙）沖沖洗1、單孔沖洗洗：方法有三種種：2、群孔沖洗洗：一般適用于于巖石破碎碎，節(jié)理裂裂縫比較發(fā)發(fā)育而且在在鉆孔相互互串通的地地層中。方法：把兩個或兩兩個以上的的鉆孔組成成一個孔組組，輪換的的向一個孔孔或幾個孔孔壓入壓力力水或壓力力水和壓縮縮空氣，從從另一個或或幾個孔排排出污水，，這樣反復復交替沖洗洗，直到各各個孔出水水潔凈為止止。（二）壓水水試驗：灌漿方法：：鉆孔灌漿的的次序，應應遵循分序序加密的原原則進行。。通過漿液逐逐漸擠壓密密實可促進進灌漿區(qū)域域的連續(xù)性性；逐序提提高灌漿壓壓力有利于于漿液的擴擴散和提高高漿液的密密實性，同同時可分析析先灌序孔孔的灌漿質(zhì)質(zhì)量和效果果。地基灌漿一一般按照先固結(jié)后帷帷幕的順序。全孔分段灌灌漿：灌漿方式：：漿液灌注方方式分為純純壓式和循循環(huán)式兩種種灌漿壓力：：灌漿壓力是是指作用在在灌漿孔段段中心點的的壓力，是是影響灌漿漿質(zhì)量的重重要因素。。在不破壞巖層層結(jié)構(gòu)的前前提下，壓力越越大，漿液液擴散越遠遠，膠體越越密實，灌灌漿范圍越越大，灌漿漿效果越好好。P=P1+P2+P3P——孔段中心點點壓力，MPa；P1——灌漿管路中中壓力表的的壓力，MPa；P2——漿液自重壓壓力（考慮慮地下水的的影響后）），MPaP3——壓力表處至至灌漿孔段段間管路摩摩擦壓力損損失，MPa，當壓力表表安在孔口口進漿管上上時，取負負值，壓力力表安在孔孔口回漿管管上時，取取正值。灌漿壓力的的大小與孔孔深、巖層層性質(zhì)和灌灌漿段上有有無壓重等等因素有關(guān)關(guān)，目前國國內(nèi)常根據(jù)據(jù)下面公式式進行計算算。P=P0+mD+KγghP0——基巖表層層的允許許壓力，，Pa，可由表表4-4中查得；；D——灌漿段以以上巖層層的厚度度，m；m——灌漿段以以上巖層層每增加加一米所所能增加加的灌漿漿壓力，，Pa/m，亦可由由表4-4中查得；；h——灌漿孔以以上壓重重的厚度度，m；γ——壓重的容容重，kg/m3；g——重力加速速度，m/s2；K——系數(shù)，可可選用1~3。灌漿壓力力的控制制有兩種種方法：：一次升壓壓法灌漿開始始后，在在較短的的時間內(nèi)內(nèi)，將壓壓力升到到設(shè)計壓壓力，直直到終止止。逐級升壓壓法將壓力分分三級，，即依次次從0.3P、0.7P、1.0P逐級升壓壓漿液稠度度控制稠度即水水與干料料的比值值。以以水灰比比表示。。帷幕灌漿漿漿液水水灰比可可采用分分為5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七個比級級。灌漿漿可從5:1開始，根根據(jù)灌漿漿壓力和和吸漿率率的變化化及時調(diào)調(diào)整，應應遵循由稀到濃濃的原則，，形成循循序漸進進的灌漿漿過程，，先灌稀稀漿，逐逐步變濃濃，直到到結(jié)束。。限量法：：根據(jù)每一一級稠度度的漿液液灌入量量來控制制。當某級稠稠度的漿漿液灌入入量超過過限量標標準（300L以上或灌灌注時間間超過1h），而灌灌漿壓力力及吸漿漿量均無無改變，，或無明明顯改變變時，將將漿液加加濃一級級；如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)變濃后后，吸漿漿量顯著著下降，，或灌漿漿壓力突突然上升升，說明明裂隙被被濃漿堵堵塞，變變濃不當當，應立立即變回回原稠度度。灌漿結(jié)束束：對于帷幕幕灌漿：：當采用用自上而而下分段段灌漿法法時，在在設(shè)計壓壓力下，，灌入率率不大于于0.4L/min時，繼續(xù)續(xù)灌60min；或不大大于1L/min時，繼續(xù)續(xù)灌注90min，灌漿結(jié)結(jié)束。采用自下下而上分分段灌漿漿法時，，繼續(xù)灌灌注的時時間可相相應地減減少為30min和60min，灌漿可可以結(jié)束束。灌漿結(jié)束束：固結(jié)灌漿漿：在規(guī)規(guī)定壓力力下，當當注入率率不大于于0.4L/min，繼續(xù)灌灌注30min，灌漿可可結(jié)束。。封孔（簡簡介）灌漿質(zhì)量量檢查：帷幕灌漿漿質(zhì)量檢檢查，應應以檢查查孔壓水水試驗成成果為主主。檢查孔應應設(shè)在：：帷幕中中心線上上；巖石石破碎、、斷層、、大孔隙隙等地質(zhì)質(zhì)條件復復雜部位位；注入入量大的的孔段附附近；經(jīng)經(jīng)資料分分析灌漿漿不正常常對灌漿漿質(zhì)量有有影響的的部位。。灌漿質(zhì)量量檢查：檢查孔的的數(shù)量宜宜為灌漿漿孔總數(shù)數(shù)的10%。檢查孔孔壓水試試驗宜在在灌漿結(jié)結(jié)束14d后進行，，采用自自上而下下分段壓壓水試驗驗，并采采取巖芯芯，結(jié)束束后，按按技術(shù)進進行灌漿漿和封孔孔。灌漿質(zhì)量量檢查：固結(jié)灌漿漿質(zhì)量檢檢查宜采采用測量量巖體波波速或靜靜彈性模模量的方方法。。檢查的的時間應應分別在在灌漿結(jié)結(jié)束14d、28d后進行。。檢查孔孔的數(shù)量量不宜小小于灌漿漿孔總數(shù)數(shù)的5%，檢查結(jié)結(jié)束后，，按技術(shù)術(shù)要求進進行灌漿漿和封孔孔。對于壓水水試驗檢檢查，檢檢查的時時間應分分別在灌灌漿結(jié)束束3d、7d后進行。。第三節(jié)砂砂礫石石地基灌灌漿砂礫石地地基空隙隙率大、、透水性性強，要要進行防防滲處理理方可作作水工建建筑物的的地基。。由于砂砂礫石是是由顆粒粒材料組組成的，，對灌漿漿效果影影響大，，孔壁容容易坍塌塌，在灌灌漿中需需要了解解和掌握握地基可可灌程度度、灌漿漿材料與與灌漿方方法。鉆灌方法法：（1）打管灌灌漿鉆灌方法法：（2）套管灌灌漿鉆灌方法法：（３）循循環(huán)灌漿漿是一種自自上而下下，鉆一一段灌一一段，無無需待凝凝，鉆孔孔與灌漿漿循環(huán)進進行的灌灌漿方法法。鉆孔孔時需用用粘土漿漿固壁，，每個孔孔段長度度視孔壁壁穩(wěn)定和和滲漏大大小而定定，一般般取1-2m。此方法法不設(shè)灌灌漿塞，，而是在在孔口管管頂端封封閉?？卓卓诠茉O(shè)設(shè)在起始始段上，，具有防防止孔口口坍塌、、地表冒冒漿、鉆鉆孔導向向的作用用，以提提高灌漿漿質(zhì)量。。（4）埋花管管灌漿旋噴加固固法（高壓噴噴射灌漿漿）：旋噴加固固法（高壓噴噴射灌漿漿）：旋噴法是是利用旋旋噴機具具建造旋旋噴樁以以提高地地基的承承載能力力。旋噴法適適用于砂砂土、粘粘性土、、淤泥等等地基的的加固，，對砂卵卵石（最最大粒徑徑不大于于20cm）的防滲滲也有較較好的效效果?？孜欢c點并埋設(shè)設(shè)孔口管管→鉆機機就位→→鉆孔→→旋噴高高壓漿液液、提升升噴管直直至樁頂頂高程→→向樁中中空穴進進行低壓壓注漿、、起拔孔孔口管→→轉(zhuǎn)入下下一孔位位施工噴射方方法有有單管管法、、二重重管法法和三三重管管法。。（１））單管管法噴射水水泥漿漿或化化學漿漿液，，成樁樁直徑徑0.3～0.8m。（２））二重重管法法兩個管管道，，分別別將漿漿液和和壓縮縮空氣氣直接接射入入地層層。適適合處處理地地下水水豐富富、含含大粒粒徑塊塊石及及空隙隙率大大的地地層。。（３））三重重管法法高壓水水、壓壓縮空空氣和和水泥泥漿液液（或或化學學漿液液）同同軸噴噴射。。成柱柱直徑徑1.0～2.0m。常見高高壓噴噴射方方式：：施工程程序：：目前我我國噴噴旋法法使用用的漿漿液一一般以以單液液水泥泥漿為為主，，水灰灰比（（重量量比））為1:1或1.5:1.0。根據(jù)據(jù)需要要也可可適量量加入入外加加劑。。旋噴法法為高高壓施施工，，施工工時應應注意意以下下事項項。（１））管路路，旋旋轉(zhuǎn)活活接頭頭和噴噴嘴等等必須須擰緊緊，作作到安安全密密封；；高壓壓水泥泥漿液液、高高壓水水和壓壓縮空空氣各各管路路系統(tǒng)統(tǒng)均應應不堵堵、不不漏、、不串串。（２２））旋旋噴噴法法進進入入預預定定深深度度后后，，應應先先進進行行試試噴噴，，待待達達到到預預定定壓壓力力、、流流量量后后，，再再提提升升旋旋噴噴。。如如途途中中發(fā)發(fā)生生故故障障，，應應立立即即停停止止提提升升和和旋旋噴噴，，以以防防止止樁樁體體中中斷斷。。（３３））旋旋噴噴結(jié)結(jié)束束后后要要進進行行壓壓力力注注漿漿，，以以補補填填樁樁柱柱凝凝結(jié)結(jié)收收縮縮后后產(chǎn)產(chǎn)生生的的頂頂部部空空穴穴。。（４４））旋旋噴噴水水泥泥漿漿必必須須嚴嚴格格過過濾濾，，防防止止水水泥泥結(jié)結(jié)塊塊和和雜雜物物堵堵塞塞噴噴嘴嘴及及管管路路。。特殊殊情情況況處處理理混凝凝土土壩壩的的分分縫縫分分塊塊為控控制制壩壩體體施施工工期期混混凝凝土土壩壩溫溫度度應應力力并并適適應應施施工工機機械械設(shè)設(shè)備備的的澆澆筑筑能能力力，，需需要要用用垂垂直直于于壩壩軸軸線線的的橫橫縫縫和和平平行行于于壩壩軸軸線線的的縱縱縫縫以以及及水水平平縫縫，，將將壩壩體體劃劃分分為為許許多多澆澆筑筑塊塊進進行行澆澆筑筑。。分縫縫分分塊塊方方式式※首先先是是沿沿壩壩軸軸線線方方向向，，將將壩壩的的全全分分為為15～20m左右右的的若若干干段段，，壩壩段段之間間的的縫縫稱稱為為橫橫縫縫。※其次次，，每每個個壩壩段段還還需需藥藥根根據(jù)據(jù)施施工工條條件件，，用用縱縱縫縫、、或或斜斜縫縫、、或或錯錯縫縫，，將一一個個壩壩段段劃劃分分成成若若干干壩壩塊塊；；或或整整個個壩壩段段不不再再分分縫縫而而進進行行通通倉倉澆澆筑筑※所以以壩壩段段分分塊塊型型式式可可分分為為原因因：：防止止不不均均勻勻沉沉陷陷和和溫溫度度裂裂縫縫發(fā)發(fā)生生，，同時時考考慮慮到到澆澆筑筑能能力力的的局局限限性性一、、分分塊塊澆澆筑筑法法1、壩壩體體施施工工的的分分縫縫分分塊塊縱縫分塊斜縫分塊錯縫分塊通倉澆筑1）縱縱縫縫分分塊塊用平平行行于于壩壩軸軸線線的的垂垂直直縫縫，，把把壩壩段段分分為為若若干干柱柱狀狀體體進進行行澆澆筑筑。。為了了恢恢復復整整體體性性，，縱縱縫縫須須要要設(shè)設(shè)置置鍵鍵槽槽，，并并進進行行接接縫縫灌灌漿漿處處理理。。鍵槽槽的的兩兩個個斜斜面面應應盡可可能能分分別別與壩壩體體的的兩兩主主應應力力垂垂直直，從從而而使兩兩斜斜面面上上的的剪剪應應力力接接近近于于零零。。鍵槽槽形形式式直角三角形梯形2）斜斜縫縫分分塊塊大體體沿沿壩壩體體兩兩組組主主應應力力之之一一的的軌軌跡跡面面設(shè)設(shè)置置斜斜縫縫，，縫縫面面剪剪應應力力很很小小。。斜縫縫可可不不進進行行接接縫縫灌灌漿漿，，但但需需布置置鋼鋼筋筋以以確確保保壩壩體體的的整整體體性性。斜縫縫分分塊塊的的澆澆筑筑順順序序不不能能顛顛倒倒，，相相鄰鄰高高差差控控制制也也嚴嚴格格3）錯錯縫縫分分塊塊施工工干干擾擾大大等等等等，，現(xiàn)現(xiàn)已已很很少少采采用用4）通倉澆筑由于澆筑尺寸大，所以溫控要求嚴。典型工程實例：1972年美國德沃歇克壩高219m，最大壩寬達153m，澆筑塊高度1.5m

澆筑溫度6.7~4.4oC

基礎(chǔ)及老混凝土約束范圍內(nèi)，預埋冷卻水管等第四四節(jié)節(jié)混混凝凝土土壩壩接接縫縫灌灌漿漿目的的：：恢復復大大壩壩的的整整體體性性和和應應力力的的有有效效傳傳遞遞灌漿漿時時間間：：壩體體內(nèi)內(nèi)部部溫溫度度降降到到穩(wěn)穩(wěn)定定溫溫度度，，灌灌漿漿時時間間最最好好選選擇擇在在低低溫溫季季節(jié)節(jié)和和上上游游水水位位較較低低時時進進行行混凝凝土土壩壩接接縫縫灌灌漿漿施施工工順順序序應應遵遵循循以以下下原原則則：：灌漿漿系系統(tǒng)統(tǒng)布布置置：：灌漿漿系系統(tǒng)統(tǒng)布布置置：：1——拌漿漿筒筒；；2——灌漿漿機機；；3——進漿漿管管；；4——回漿漿管管；；5——閥門門；；6——壓力力表表；；7——止?jié){漿片片；；8——排氣氣槽槽；；9——排氣氣管管；；10——支管管；；11——出漿漿盒盒止?jié){漿片片沿每每一一灌灌漿漿區(qū)區(qū)四四周周埋埋設(shè)設(shè)，，其其作作用用是是阻阻止止接接縫縫通通水水及及灌灌漿漿時時水水與與漿漿液液的的外外露露。。止水水片片過過去去多多采采用用1.2mm的鍍鍍鋅鋅鐵鐵片片，，這這類類材材料料易易于于繡繡蝕蝕，，或或因因形形狀狀不不好好而而與與混混凝凝土土結(jié)結(jié)合合不不良良，，常常引引起起止止?jié){漿片片失失效效。。近近年年來來，，已已廣廣泛泛應應用用塑塑料料止止水水帶帶。。止止水水帶帶寬寬度度采采用用250～300mm為宜宜。。2.灌漿漿管管路路由由進進漿漿管管、、回回漿漿管管、、支支管管、、出出漿漿盒盒、、排排氣氣糟糟、、排排氣