基岩水泥灌浆技术

2.3水泥浆
2.3.1浆液密度（比重）
浆液密度表示单位体积浆液的质量。
2.3.2浆液粘度（流动性）
浆液粘度表示浆液流动时，其内部流层间所产生 的内摩擦力的大小。
2.3.3浆液析水率（稳定性）
水泥浆析水现象是因为水泥颗粒的沉淀引起的。 析水沉淀是水泥浆的主要缺点。
2.3.4水泥浆凝结时间
⑦帷幕灌浆应在库水位低于孔口高程时施工。
⑧基岩灌浆孔段的施工按下列程序进行：
钻孔→洗孔→裂隙冲洗→压水试验→灌浆→封 孔
3.2钻孔
3.2.1钻孔技术要求
①孔径：《灌规》要求，帷幕灌浆孔孔径不得 小于46mm，固结灌浆孔孔径不宜小于38mm。 ②孔位：实际开孔孔位与设计孔位偏差值不大 于10cm。
3.3.2冲洗方法
①固结灌浆孔裂隙冲洗的方法：
ⅰ单孔冲洗：当地质条件较好时，对一个孔用压 力水冲洗或风水联合冲洗。
ⅱ群孔冲洗：当遇到复杂地质条件时，对一组孔 进行风、压力水联合或轮换冲洗。
ⅲ扬水冲洗：当地下水位较高时，把风送入孔内， 待风、水喷出时将孔内的岩粉、泥质物带出孔外。
3.2.2钻孔取芯
帷幕先导孔和帷幕、固结灌浆的检查孔要求钻孔 过程中提取岩芯并绘制钻孔柱状图。
3.2.3钻孔冲洗（洗孔）
钻孔过程中，通过钻具向孔内输入清水、风或者 专用冲洗液，不断地将岩粉冲出孔外。《灌规》 规定，孔底沉积厚度不得超过20cm。
3.3裂隙冲洗
3.3.1目的
洗孔完成后应安装阻浆塞，用压力水进行岩层裂 隙的冲洗，直至回水清净时为止。目的是希望将 岩层裂隙或空洞里的风化、软弱的泥质充填物冲 出孔外，或是将其推移到灌浆范围以远，以利于 浆液结石与裂隙面胶结牢固。
⑤无毒或低毒。浆材灌注后不得对环境造成污染， 不得造成工作人员中毒。
2.2水泥
2.2.1水泥的品种 常用的灌浆水泥是普通硅酸盐水泥（代号
P.O）。
2.2.2水泥细度
普通硅酸盐水泥颗粒粒径多为40～60um，只能 灌入宽度大于0.5mm的裂缝。针对小于0.5mm 的细微裂缝，采用干磨细水泥、超细水泥、湿磨 细水泥浆液。干磨细水泥最大粒径在35um以下， 超细水泥最大粒径在12um以下，湿磨细水泥平 均粒径在40um以下。
②稳定性好。浆液颗粒在一定时间内于浆液中要 保持均匀分散的悬浮状态，具有较好的流动性， 以利灌浆。
③胶结性强。灌入空隙后经一定时间能胶凝成坚 硬结石，并具有抗侵蚀的能力。
2.1.2化学浆材应具有的特性
①粘度低。
②可控凝固时间。
③胶体强度。胶体具有一定的抗压、抗渗、抗挤 性能。
④易购易制。
③混合浆液：水泥砂浆、水泥粘土浆、水泥粉煤 灰浆、水泥水玻璃浆等。
④膏用于大孔隙、堆石体的灌浆。 浆液由水泥、粉煤灰、粘土、减水剂等材料混合 而成。
2.4化学浆液
2.4.1水利工程用于基础防渗方面的化学灌 浆材料
①丙凝
②水溶性聚氨酯
③灌浆在有盖重混凝土的条件下进行时，其混凝 土应达到50%设计强度后，方可进行钻孔灌浆。
④基岩灌浆必须按分序加密的原则进行。
⑤帷幕线上每隔15m左右应布置帷幕先导孔。 孔数也可以按基本灌浆孔的10%控制，孔深一 般抵达设计帷幕底线以下5～6m。
⑥帷幕灌浆相邻两孔灌浆段的高差不得小于 15m。
初凝：水泥从加水搅拌制成浆液到开始凝结所需 的时间。
终凝：从加水搅拌制成浆液到凝固完成所需的时 间。
国标规定,硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min, 终凝不得迟于12h。
2.3.5改性水泥浆液
①细水泥浆液
②稳定浆液：遇水性能易恶化的岩石或注入量较 大的洞穴，通常采用稳定性浆液灌注。伴制成的 水泥浆液2h内的析水率小于5%，即为稳定浆液。 如水灰比为0.5：1的纯水泥浆。有的水泥浆中加 入一定量的膨润土和减水剂就制成稳定浆液。
③孔深：符合设计要求。
④孔斜：钻孔应保证孔向准确，按技术要求进 行孔斜测量。《灌规》对孔斜要求见下表：
孔深（m）
20
30
40
50
60
单排孔 0.25 0.45 0.7
1
1.3
允许偏差(m) 二或三
排孔 0.25
0.5
0.8 1.15 1.5
以上适用于垂直的或顶角小于5°的帷幕灌浆孔。顶角大于5°的斜孔可适 当放宽，方位角偏差值不宜大于5°。
1.2灌浆分类
按灌浆作用 ：固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆、 回填灌浆、接缝灌浆。
按灌浆材料：水泥灌浆、水泥粘土灌浆、水泥砂 浆灌浆、化学灌浆等。
按岩石类别：岩石灌浆和砂砾石灌浆。
2 灌浆材料及灌注浆液
2.1灌浆材料的分类及特性
灌浆材料分为两类：一是固体颗粒材料，如水泥、 粘土、粉煤灰、砂等，用固粒材料制成的浆液是 悬浮液;二是化学灌浆材料，如甲凝、环氧树脂、 氰凝等，用化学灌浆材料制成的浆液是真溶液。
一般讲的灌浆施工（如基岩固结、帷幕灌浆、隧 洞回填、固结灌浆、混凝土坝接缝灌浆）均以水 泥基浆液为主，只有在特殊部位（如地质断层、 破碎带、微细裂隙、有涌动水的情况）才采用化 学灌浆，作为补充灌浆。
2.1.1固粒浆材应具有的特性
①颗粒细。浆材粒径小于裂缝宽度的1/3～1/5， 才具有好的可灌性。《灌规》规定：帷幕灌浆和 坝体接缝灌浆所用水泥细度宜为通过80um方孔 筛的筛余量不大于5%。
2.4.2水工建筑物混凝土裂缝等缺陷处理 ①甲凝
②环氧树脂
3 基岩灌浆技术
3.1一般规定
①当同一地段既有岩石灌浆又有抬动观测孔、物 探测试孔时，应按下列顺序施钻：抬动观测孔→ 物探测试孔→基岩灌浆孔。
②同一地段的基岩灌浆必须按先固结灌浆，后帷 幕灌浆的顺序进行。帷幕后的排水孔和扬压力观 测孔必须在相邻部位的帷幕灌浆完成并检查合格 后，方可进行。
1 灌浆技术基本知识
1.1灌浆的定义
灌浆是将具有胶凝性和流动性的浆液按着规定的 浆材配比，借用机械或浆液自重施加压力，通过 钻孔或预埋管路输送到岩石裂隙或水工建筑物的 空隙中的一种施工工艺。
灌浆的目的是用浆液填充裂（空）隙，起到固结、 粘合、防渗的作用，从而提高基岩或建筑物的承 载强度、抗变形能力和改善传递应力条件；改善 坝基渗流条件和减少渗漏量。