水库大坝基础处理帷幕灌浆技术讲义

A.自上而下分段灌浆
灌注孔口段：灌浆塞卡塞在孔口。
灌注孔口段以下各段时：需将灌浆塞下入孔内， 卡塞在该灌浆段顶部以上靠近顶部的位置。若 卡塞不住，只能将灌浆塞上移，而不能下放， 以免灌浆塞放在了该灌浆段顶部以下的位置处， 发生漏灌情况。
适宜在岩石破碎、孔壁不稳固、孔径不均匀、 竖向节理、裂隙发育、渗漏情况严重的情况下 采用。
③扬水冲洗
将管子下到孔底、上接风管，通入压 缩空气，使内的水和空气混合，由于 混合水体的比重轻，将孔内的水向上 喷出孔外，孔内的碎屑随之喷出孔外。
三.灌浆施工阶段进行的压水试验
目的： 测定围岩吸水性，核定围岩的渗透 性。为灌浆时选取泵量，泵压及浆 液浓度或配方提供依据，同时冲洗 钻孔，检查止浆塞和灌浆管路情况， 并且通过灌浆前后压水试验的对比 来检验灌浆效果。
5.浆液浓度与配合比
灌浆压力和吸浆率是灌浆施工中相互关联的两 个重要参数，其中一个发生变化，就将引起另 一个随着变化
而浆液浓度却又与吸浆率有密切关系。 为此，对灌浆施工所用浆液的配比和灌浆过程
中浆液浓度的变换，也需很好地研究，他们也 是保证灌浆质量，提高经济效益的重要因素之 一。
（1）浆液的配合比
•
陕西镇坪县桂花水能开发有限公司、
•
陕西省旬阳县水利局防洪工程指挥部、
课堂纪律
1. 上课时不准吸烟、讲话，不能在下面做小动作 或窃窃私语，严禁大声喧哗，饮酒者不得进入 教室上课；
2. 上课均应按座次表就座，不经讲师允许，不得 随意换座位；
3. 上课期间不能在培训教室接打电话，请将手机 等设备调制静音或震动状态，不准随意离席走 动，如特殊原因需离开教室，应争得讲师同意；
当某一比级浆液的注入量巳达300L以上或灌 注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改 变或改变不显著时，应改浓一级。
当注入率大于30L/min时，可根据具体情况 越级变浓。
6.灌浆结束与封孔
（1）灌浆结束的条件 采用自上而下分段灌浆法时，在规定的压 力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续 灌注60min；或不大于1L/min时，继续灌 注90min，灌浆可以结束。 采用自下而上分段灌浆法时，继续灌注的 时间可相应地减少为30min和60min，灌 浆可以结束。
石门水库大坝基础处理 帷幕灌浆施工技术
38团石门水库项目部 水工技术课件：
徐钧华
2014年11月 日
自我介绍
• 姓名：徐钧华
•
学校：哈尔滨建筑大学（函授）
•
专业：水工、民房建筑 工作岗位：总工程师
•
工作经历：18年水利水电工程技术管理
•
项目经历：浙江省丽水市万顺建筑工程有限公司、
•
陕西省镇坪县鸿源水电开发有限公司、

1.洗孔
洗孔的目的：将残存在孔底岩粉和 粘附在孔壁上的岩粉、铁砂碎屑等 杂质冲出孔外，以免堵塞裂隙的通 道口而影响灌浆质量。钻孔钻到预 定的段深并取出岩芯后，将钻具下 到孔底，用大流量水进行冲洗，直 至回水变清，孔内残存杂质沉淀厚 度不超过10～20cm时，结束洗孔。
2.冲洗
冲洗的目的：用压力水将岩石裂隙或空 洞中所充填的松软、风化的泥质充填物 冲出孔外，或是将充填物推移到需要灌 浆处理的范围外，这样裂隙被冲洗干净 后，利于浆液流进裂隙并与裂隙接触面 胶结，起到防渗和固结作用。
使用压力水冲洗时，在钻孔内一定深度 需要放置灌浆塞。
2.冲洗
（1）方式 单孔冲洗 ：仅能冲净钻孔本身和钻孔 周围较小范围内裂隙中的填充物，因 此，此法适用于较完整的、裂隙发育 程度较轻、充填物情况不严重的岩层。 群孔冲洗 ：把两个以上的孔组成一组 进行冲洗，可以把组内各钻孔之间岩 石裂隙中的充填物清除出孔外。
大坝心墙砼、过渡层和心墙基座的连接
4.灌浆压力
灌浆压力是保证和控制灌浆质量 提高灌浆经济效益的一个非常重 要的因素。
但是如何能正确地选定灌浆压力， 确非易事。
（1）灌浆压力的选用
由于浆液的扩散能力与灌浆压力的大小 密切相关，采用较高的灌浆压力，可以 减少钻孔数，且有助于提高可灌性，使 强度和不透水性等得到改善。
钻孔质量和灌浆效果紧密相关，钻孔进度是控 制灌浆工程进度的重要因素，其质量必须符合 灌浆技术规范中的规定。
1.钻孔方法
帷幕灌浆孔比较深，一般多采用回转式钻机钻 进。
石门水库惟幕灌浆布置及基础防渗解说
左坝段惟幕灌浆布置情况解说
大坝左岸惟幕灌浆布置情况解说
2.钻孔方向
帷幕灌浆：一般在工程上仍以布设铅 直孔为多。
大坝左岸灌浆平洞的布置
①全孔一次灌浆
全孔一次灌浆：把全孔作为一段来 进行灌浆。一般在孔深不超过6m的 浅孔、地质条件良好、岩石完整、 渗漏较小的情况下，无其它特殊要 求，可考虑全孔一次灌浆、孔径也 可以尽量减小。
②全孔分段灌浆
如果灌浆孔比较深，为了保证灌浆质量， 需要将全孔分为若干段进行灌浆。 自上而下分段灌浆 自下而上分段灌浆 综合分段灌浆 小孔径钻孔、孔口封闭、无栓塞、自 上而下分段灌浆
1.灌浆施工次序划分的原则
逐序缩小孔距，即钻孔逐渐加密 这样浆液逐渐挤密压实，可以促进灌浆帷幕 的连续性； 能够逐序升高灌浆压力，有利于浆浓的扩散 和提高浆液结石的密实性； 根据各次序孔的单位注入量和单位吸水量的 分析，可起到反映灌浆情况和灌浆质量的作 用，为增、减灌浆孔提供依据； 减少邻孔串浆现象，有利于施工。
浆来自百度文库的配合比 指组成浆液的水和干料的比例。 浆液中水与干料的比值越大，表示 浆液越稀，反之则浆液越浓。 这种浆液的浓稀程度，称之为浆液 的浓度。
（2）浆液浓度的分级
水泥粘土浆 由于材料品种、性能以及对防渗要 求的不同，材料的混合比例也不同， 正确的材料配比应通过试验来确定。
（3）浆液浓度使用的两种方式
适用：基础岩石透水严重，吸浆量 大的情况。
②分级升压法
施加方法
先使用最低一级的压力进行灌浆，当吸浆量 减少到一定限度（称为下限）例如 30L/min，则将压力升高一级，此时吸浆 量将会增加。当吸浆量又减少到30L/min 时，再将压力升高一级。如此下去，直至升 高到规定的压力，并在规定的压力下，灌到 符合灌浆结束标准时停止。分级一般以两三 个阶段为好。
当孔隙被某些软弱材料充填时，较高灌 浆压力能在充填物中造成劈裂灌注，提 高灌浆效果。
（1）灌浆压力的选用
6.0~10MPa的高压灌浆在采用提高灌浆压 力措施和浇筑砼盖板处理后，在一些大型水 利工程中应用较广。
但是，当灌浆压力超过地层的压重和强度而 没采取相应措施时，将有可能导致地基及其 上部结构的破坏。
B.自下而上分段灌浆
将钻孔一次钻到全孔深，而后在 孔内下入灌浆塞，自下而上逐段 灌浆。
适合于在岩石坚硬完整，裂隙不 很发育，渗透性不大的岩石中进 行灌浆。
C.综合分段灌浆法
这种灌浆方法是将自上而下与自下而 上两种方法结合起来的一种施工方法， 适合与在深的帷幕孔中进行灌浆时采 用。
它将钻孔全深分成几个综合段，每个 综合段中又分成几个灌浆段。 从全孔的灌浆情况看，以综合段为 单位计，则表现是自上而下。 从每个综合段内的灌浆段看，又是 自下而上
（2）灌浆过程中灌浆压力的控制
灌浆压力的控制应当结合受灌岩石的地质条件和渗 透性，灌浆时的吸浆量，以及对浆液稠度的变换等 一般考虑。
一般情况下： 当吸浆量较小时，可以尽快达到规定的灌浆压力 在吸浆量较大时，则可较缓慢地升到规定的灌浆 压力
灌浆压力控制通常分为“一次升压法”和“分级升 压法”
4. 保持课堂秩序，注意听讲，认真做好学习笔记， 按照讲师要求积极练习。
石门水库大坝平面布置图
利用本人大坝施工管理前例来说明 大坝的结构和使用功能
今天讲课内容
大坝帷幕灌浆施工技术
上课开始
帷幕灌浆施工
一.钻孔 二.钻孔冲洗 三.压水试验 四.灌浆 五.灌浆的质量检查
一.钻 孔
①一次升压法
灌浆开始将压力尽快地升高到规定的压力，使 整个灌浆过程尽量是在规定的压力下进行。
适用：透水性不大、裂隙不甚发育的较坚硬、 完整岩石
注意：对吸浆量有一定限制，否则对于较宽大 的裂缝有可能导致浆液流串过远，造成浪费。 同时对控制岩层抬动也不利。
②分级升压法
在规定的压力下，吸浆量超过了一 定限制，例如30L/min或40L/min， 则需采用“分级升压法”。将压力 分为几个阶段，逐级升高到规定的 压力。
（1）灌浆压力的选用
一般情况下，以不使地层结构破坏或发生局部 的和少量的破坏，作为确定地基允许灌浆压力 的基本原则。
灌浆压力宜通过灌浆试验确定，也可通过公式 或经验先行拟定，而后在灌浆施工过程中调整 确定
灌浆试验时，一般将压力升到一定数值而注浆 量突然增大时的这一压力作为确定灌浆压力的 依据（即临界压力）。
灌浆孔的施工顺序
大坝的岩石基础帷幕灌浆通常是由一 排孔、二排孔、三排孔所构成，多于 三排孔的比较少。
①单排孔
施工次序常分为三个次序
例如：最终孔距为2m时，则第一次序孔孔距为 8m，第二次序孔的孔距缩小为4m，第三次序孔 的孔距再缩小为2m。
本大坝防渗墙的惟幕灌浆布孔
②两排孔
先钻灌下游排，后钻灌上游排
三.灌浆施工阶段进行的压水试验
帷幕灌浆施工中，首先在先导孔内需 自上而下分段做压水试验。除先导孔 外，其他灌浆孔每一灌浆段在灌浆前 宜做简易压水试验。
先导孔：每一单元最先施工的灌浆孔， 其作用是用于核对或补充水文地质资料 和帷幕设计是否合理，指导后续施工。
四.灌浆
1.灌浆施工次序划分的原则 2.灌浆孔的施工顺序 3.灌浆的施工方法 4.灌浆压力 5.浆液浓度和配合比 6.灌浆结束与封孔
2.冲洗
（2）应用 帷幕灌浆的冲洗方法：一般均为单 孔冲洗，只有在个别情况下，少数 灌浆孔为了某种特殊目的才进行群 孔冲洗。
①高压冲洗
整个过程在大的压力下进行， 以便将裂隙中的充填物向远处 推移或压实，但要防止岩层抬 动变形。
②高压脉动冲洗
首先用高压冲洗，压力为灌浆压力的 80～100%，连续冲洗5～10min后，将 孔口压力迅速降到零，形成反向脉冲流， 将裂隙中的碎屑带出，回水呈浑浊色。 当回水变清后，升压用高压冲洗，如此 一升一降，反复冲洗，直至回水洁净后， 延续10～20min为止。
顶角许大偏于差 5°0.2的5 斜孔0.5，0 孔底0.8最0 大允1.许15偏差1.值50可 根据实际情况按钻孔孔底最大允许偏差值规定 适当放宽，方位角偏差值不宜大于5°。
二.钻孔冲洗
灌浆孔(段)在灌浆前应进行钻孔冲洗，孔 内沉积厚度不得超过20cm。帷幕灌浆孔 (段)在灌浆前宜采用压力水进行裂隙冲洗， 直至回水清净时止。冲洗压力可为灌浆 压力的80%，该值若大于lMPa时，采用 lMPa。
①由稀浆开始，逐级变浓，直至达到结束标准时， 以所变至的那一级浆液浓度结束。（最常用） 先灌稀浆的目的是稀浆的流动性能好，宽窄裂隙 和大小空洞均能进浆，优先将细缝、小洞灌好、 填实。而后将浆液变浓，使中等或较大的裂隙、 空洞随后也得到良好的充填。 一般情况下，如果灌浆段细小裂隙较多时，稀浆 灌注的历时应长一些，就是多灌一些稀的浆液， 反之，如果灌浆段宽大裂隙较多时，应较快地换 成较浓的浆液，使浓浆灌注历时长一些。
帷幕灌浆孔一定要严格按照规定的钻 孔方向钻进，并应采取一切措施保证 全孔方向正确。
2.钻孔方向
垂直或顶角小于5°的帷幕灌浆孔，其孔底的 偏差值不得大于规定。
孔深大于60m时，孔底最大允许偏差值应根 据工孔程深实际情20况并考30虑帷幕40的排数50具体确60定， 一般最不大宜允 大于孔距。
（3）浆液浓度使用的两种方式
②由稀浆开始，逐级变浓，当单位吸 浆量减少到某规定数值时，再将浆液 变稀，直灌至达到结束标准时，用稀 浆结束。（50年代有的工程曾采用 过这种方式，目前则很少采用）
（4）灌浆过程中浆液浓度的变换
当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或 当注入率不变而压力待续升高时，不得改变水 灰比
③三排或多排孔
先钻灌下游排，再钻灌上游排， 最后钻灌中间排
3.灌浆的施工方法
（1）基岩灌浆方式：循环式和纯压式 帷幕灌浆应优先采用循环式；
（2）灌浆方法： 灌浆方法的选定主要根据地质条件，灌浆孔 的深度，灌浆的目的等而定，一般分为两大 类：全孔一次灌浆和全孔分段灌浆。
大坝灌浆平洞的布置