大坝地基处理及围堰防渗工程技术
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水工建筑物对地基的要求： 承载能力（抗压强度）、 刚度（变形模量）、 抗滑稳定性（抗剪强度） 抗渗性能（渗透系数或透水率，渗透破坏比降）
针对不同的地层和不同的工程要求，大坝地基 处理常用的方法:
岩石地基： 灌浆
开挖置换
覆盖层地基：
加固地基：开挖置换、注浆挤密，振冲挤密， 深搅、高喷固结等。
防渗处理：灌浆帷幕、高喷灌浆防渗墙、深层搅 拌防渗墙、砼防渗墙（槽孔型防渗墙、桩柱式防渗
• （1）施工次序
基岩帷幕灌浆通常由一排孔、二排孔或多排组 成。
多排孔施工次序：
1）由两排孔组成的帷幕，先灌下游排，后灌上 游排；
2）由多排孔组成的帷幕，先灌下游排，后灌上 游排，然后向中间排逐排加密。
单排孔施工次序：
分序加密的原则，Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔。
Ⅰ序孔
Ⅲ序孔
Ⅱ序孔
Ⅲ序孔
Ⅰ序孔
Biblioteka Baidu
Ⅲ序孔
2m
• 纯水泥浆液:结石强度高、抗渗性能好、工艺简单、操
作方便、材料来源丰富、价格较低等优点，是应用最广泛 的一种灌浆浆液。
适用范围：
• 岩层(裂隙宽度应大于0.2mm；或者透水率大于1Lu)。 • 砂砾石地层(其可灌比值应大于15,或渗透系数大于
1×10-3cm/s)
（2） 几种浆液的特性和适用范围
• 水泥黏土浆:水泥黏土浆液则兼有水泥和黏土的优点，
稳定性好，可灌性比纯水泥浆液提高，防渗能力强，而价 格较低。
适用范围：砂砾石防渗帷幕的灌浆
• 水泥砂浆:流动度小、灌浆范围易于控制、结石强度高
适用范围：大溶洞、空腔、宽大裂缝的灌浆和隧洞 回填灌浆中。
• 水泥水玻璃浆:凝胶时间任意调节，灌后结石率可达
2m
2m
2m
2m
• （2）施工工艺流程
• 1）自上而下：
第一段钻孔→钻孔冲洗→裂隙冲洗→压水试验→灌浆→重 复下一段……循环进行直至终孔段灌浆结束→封孔.
• 2）自下而上：
钻孔至终孔→钻孔冲洗→第一段（最下一段）裂隙冲洗→ 压水试验→灌浆→重复下一段……循环进行直至终孔段灌浆 结束→封孔.
• 3）孔口封闭法
概述
1．地基的分类
地基：承受由基础传来荷载的地层（土层或岩层）。 大坝地基一般分： （1）岩石地基： （2）软土（覆盖层）地基：
1）於泥、壤土、软土； 2）砂砾石层；
2．大坝地基处理的基本方法
地基处理：是指通过采取人工措施，改善或改变地基 （土或岩石）的性质，使之能够满足上部结构物 （包括基础）的要求的工程措施。
墙）、粘土截水墙等。
主要介绍的地基处理方法：
• 岩石地基的处理：
基岩灌浆施工技术
• 覆盖层地基处理及围堰防渗：
砂砾石地层灌浆施工技术 砼防渗墙施工技术 高喷防渗墙施工技术
一、岩石地基的处理：灌浆施工技术
主要内容：
• 1、灌浆方法 • 2、灌浆材料及灌浆浆液 • 3、基岩帷幕灌浆施工 • 4、基岩固结灌浆施工
42.5级普通水泥为基料，加入适量的灌浆剂共同磨细而成。颗 粒细、可灌性好，加入灌浆剂可调节浆液的流动性、凝固时 间、膨胀稳定性，结石早期强度高。
适用范围：细裂隙发育的岩层或其它普通水泥浆液可灌 性不好的地层。
（2） 几种浆液的特性和适用范围
• 稳定浆液：在普通水泥浆液中加入适量的稳定剂（通常
使用膨润土）和减水剂，就可以获得稳定浆液。稳定浆液 是指2h析水率不大于5%的浆液，稳定浆液不易沉降分离， 具有很高的稳定性。
化学灌浆、4混合型浆液灌浆（水泥砂浆、水泥粘土浆等） ✓ 按灌浆压力分：1、高压（3MPa以上）、中压
（0.5~3MPa）、低压（小于0.5MPa）；
• 1、灌浆方法 • （1）就灌浆孔本孔灌浆而言：灌浆方法分两类：
全孔一次灌浆：
全孔分段灌浆：
• 1）自上而下 • 2）自下而上 • 3）综合分段灌浆 • 4）孔口封闭法灌浆
线时，灌浆即可结束。
• 2、灌浆材料及灌浆浆液
• （1）灌浆材料
一般分为两类：固粒类，如水泥、粘土、砂等， 另一类为真溶液的化学材料。
固粒类要求：颗粒细、稳定性好、粘结性强、 结石强度高。
水泥
固 黏土
粒 材 料
膨润土 粉煤灰 砂
外加剂
速凝剂 缓凝剂 增塑剂 膨胀剂 稳定剂
（2） 几种浆液的特性和适用范围
• 适用范围：纯压式灌浆法、GIN灌浆法也要求使用稳定浆
液。
• 3、大坝基岩帷幕灌浆施工
帷幕灌浆是在坝 基下平行于坝轴线方 向，钻一排或几排孔， 用压力将浆液灌入岩 基的裂隙中去，形成 一道阻水帷幕，达到 减少坝基渗漏和扬压 力，并保证地基的渗 透稳定的目的。它的 特点是：钻孔深、灌 浆压力较大、孔呈线 状排列。
100%，可灌性比纯水泥浆明显提高。
适用范围：基岩裂隙较大的含水层、砂层中灌注。
（2） 几种浆液的特性和适用范围
• 湿磨水泥浆:湿磨水泥浆是把普通水泥浆通过湿式微粉磨机
在施工现场直接研磨而成的细水泥浆。
湿磨水泥浆颗粒细、可灌性好
适用范围：细裂隙岩层和砂层中灌浆。
• 改性细水泥浆液:改性细水泥是一种专用灌浆水泥，它以
灌浆：亦称注浆，它是将某种具有流动性、凝固后具有胶结力的浆液，
注入到地层或结构物的裂隙、空隙或孔洞内，以提高其整体性和密实 性，改善其力学和抗渗性能的一种工程手段。
• 大坝地基灌浆分类：
✓ 按灌注的坝基类型分：1岩石灌浆、2砂砾石层灌浆 ✓ 按灌浆作用分：1固结灌浆、2帷幕灌浆、 3回填灌浆、
4接触灌浆 ✓ 按灌浆材料分：1水泥灌浆（普通水泥、细水泥）、2
自下而上
自上而下
• 孔口封闭灌浆法
孔口封闭法是我国当前用得最多的灌浆方法，它是采 用小口径钻孔，自上而下分段钻进，分段进行灌浆，但每 段灌浆都在孔口封闭，并且采用循环式灌浆法。
• （2）就灌浆孔中一段的灌浆而言：灌浆方
法分两类：
• 1）纯压式
2）循环式
• （3）GIN灌浆法 （灌浆过程控制的一种
方法）
对任意孔段的灌浆，都是一定能量的消耗，这个能量 消耗的数值，近似等于该孔段最终灌浆压力P和灌入浆液 体积V的乘积PV，PV就叫作灌浆强度值，即GIN。
原理：在一个特定的地质条件下，
如欲获得较为均匀的灌浆帷幕， 只要将GIN值设定为一个常数， 即保持孔段上消耗一致的能量即 可。 GIN法就是根据选定的灌 浆强度值控制灌浆过程，控制的 目标是使PV=GIN=常数 ，灌浆 过程采用微机记录仪进行实时监 控，当灌浆过程线达到GIN包络
针对不同的地层和不同的工程要求，大坝地基 处理常用的方法:
岩石地基： 灌浆
开挖置换
覆盖层地基：
加固地基：开挖置换、注浆挤密，振冲挤密， 深搅、高喷固结等。
防渗处理：灌浆帷幕、高喷灌浆防渗墙、深层搅 拌防渗墙、砼防渗墙（槽孔型防渗墙、桩柱式防渗
• （1）施工次序
基岩帷幕灌浆通常由一排孔、二排孔或多排组 成。
多排孔施工次序：
1）由两排孔组成的帷幕，先灌下游排，后灌上 游排；
2）由多排孔组成的帷幕，先灌下游排，后灌上 游排，然后向中间排逐排加密。
单排孔施工次序：
分序加密的原则，Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔。
Ⅰ序孔
Ⅲ序孔
Ⅱ序孔
Ⅲ序孔
Ⅰ序孔
Biblioteka Baidu
Ⅲ序孔
2m
• 纯水泥浆液:结石强度高、抗渗性能好、工艺简单、操
作方便、材料来源丰富、价格较低等优点，是应用最广泛 的一种灌浆浆液。
适用范围：
• 岩层(裂隙宽度应大于0.2mm；或者透水率大于1Lu)。 • 砂砾石地层(其可灌比值应大于15,或渗透系数大于
1×10-3cm/s)
（2） 几种浆液的特性和适用范围
• 水泥黏土浆:水泥黏土浆液则兼有水泥和黏土的优点，
稳定性好，可灌性比纯水泥浆液提高，防渗能力强，而价 格较低。
适用范围：砂砾石防渗帷幕的灌浆
• 水泥砂浆:流动度小、灌浆范围易于控制、结石强度高
适用范围：大溶洞、空腔、宽大裂缝的灌浆和隧洞 回填灌浆中。
• 水泥水玻璃浆:凝胶时间任意调节，灌后结石率可达
2m
2m
2m
2m
• （2）施工工艺流程
• 1）自上而下：
第一段钻孔→钻孔冲洗→裂隙冲洗→压水试验→灌浆→重 复下一段……循环进行直至终孔段灌浆结束→封孔.
• 2）自下而上：
钻孔至终孔→钻孔冲洗→第一段（最下一段）裂隙冲洗→ 压水试验→灌浆→重复下一段……循环进行直至终孔段灌浆 结束→封孔.
• 3）孔口封闭法
概述
1．地基的分类
地基：承受由基础传来荷载的地层（土层或岩层）。 大坝地基一般分： （1）岩石地基： （2）软土（覆盖层）地基：
1）於泥、壤土、软土； 2）砂砾石层；
2．大坝地基处理的基本方法
地基处理：是指通过采取人工措施，改善或改变地基 （土或岩石）的性质，使之能够满足上部结构物 （包括基础）的要求的工程措施。
墙）、粘土截水墙等。
主要介绍的地基处理方法：
• 岩石地基的处理：
基岩灌浆施工技术
• 覆盖层地基处理及围堰防渗：
砂砾石地层灌浆施工技术 砼防渗墙施工技术 高喷防渗墙施工技术
一、岩石地基的处理：灌浆施工技术
主要内容：
• 1、灌浆方法 • 2、灌浆材料及灌浆浆液 • 3、基岩帷幕灌浆施工 • 4、基岩固结灌浆施工
42.5级普通水泥为基料，加入适量的灌浆剂共同磨细而成。颗 粒细、可灌性好，加入灌浆剂可调节浆液的流动性、凝固时 间、膨胀稳定性，结石早期强度高。
适用范围：细裂隙发育的岩层或其它普通水泥浆液可灌 性不好的地层。
（2） 几种浆液的特性和适用范围
• 稳定浆液：在普通水泥浆液中加入适量的稳定剂（通常
使用膨润土）和减水剂，就可以获得稳定浆液。稳定浆液 是指2h析水率不大于5%的浆液，稳定浆液不易沉降分离， 具有很高的稳定性。
化学灌浆、4混合型浆液灌浆（水泥砂浆、水泥粘土浆等） ✓ 按灌浆压力分：1、高压（3MPa以上）、中压
（0.5~3MPa）、低压（小于0.5MPa）；
• 1、灌浆方法 • （1）就灌浆孔本孔灌浆而言：灌浆方法分两类：
全孔一次灌浆：
全孔分段灌浆：
• 1）自上而下 • 2）自下而上 • 3）综合分段灌浆 • 4）孔口封闭法灌浆
线时，灌浆即可结束。
• 2、灌浆材料及灌浆浆液
• （1）灌浆材料
一般分为两类：固粒类，如水泥、粘土、砂等， 另一类为真溶液的化学材料。
固粒类要求：颗粒细、稳定性好、粘结性强、 结石强度高。
水泥
固 黏土
粒 材 料
膨润土 粉煤灰 砂
外加剂
速凝剂 缓凝剂 增塑剂 膨胀剂 稳定剂
（2） 几种浆液的特性和适用范围
• 适用范围：纯压式灌浆法、GIN灌浆法也要求使用稳定浆
液。
• 3、大坝基岩帷幕灌浆施工
帷幕灌浆是在坝 基下平行于坝轴线方 向，钻一排或几排孔， 用压力将浆液灌入岩 基的裂隙中去，形成 一道阻水帷幕，达到 减少坝基渗漏和扬压 力，并保证地基的渗 透稳定的目的。它的 特点是：钻孔深、灌 浆压力较大、孔呈线 状排列。
100%，可灌性比纯水泥浆明显提高。
适用范围：基岩裂隙较大的含水层、砂层中灌注。
（2） 几种浆液的特性和适用范围
• 湿磨水泥浆:湿磨水泥浆是把普通水泥浆通过湿式微粉磨机
在施工现场直接研磨而成的细水泥浆。
湿磨水泥浆颗粒细、可灌性好
适用范围：细裂隙岩层和砂层中灌浆。
• 改性细水泥浆液:改性细水泥是一种专用灌浆水泥，它以
灌浆：亦称注浆，它是将某种具有流动性、凝固后具有胶结力的浆液，
注入到地层或结构物的裂隙、空隙或孔洞内，以提高其整体性和密实 性，改善其力学和抗渗性能的一种工程手段。
• 大坝地基灌浆分类：
✓ 按灌注的坝基类型分：1岩石灌浆、2砂砾石层灌浆 ✓ 按灌浆作用分：1固结灌浆、2帷幕灌浆、 3回填灌浆、
4接触灌浆 ✓ 按灌浆材料分：1水泥灌浆（普通水泥、细水泥）、2
自下而上
自上而下
• 孔口封闭灌浆法
孔口封闭法是我国当前用得最多的灌浆方法，它是采 用小口径钻孔，自上而下分段钻进，分段进行灌浆，但每 段灌浆都在孔口封闭，并且采用循环式灌浆法。
• （2）就灌浆孔中一段的灌浆而言：灌浆方
法分两类：
• 1）纯压式
2）循环式
• （3）GIN灌浆法 （灌浆过程控制的一种
方法）
对任意孔段的灌浆，都是一定能量的消耗，这个能量 消耗的数值，近似等于该孔段最终灌浆压力P和灌入浆液 体积V的乘积PV，PV就叫作灌浆强度值，即GIN。
原理：在一个特定的地质条件下，
如欲获得较为均匀的灌浆帷幕， 只要将GIN值设定为一个常数， 即保持孔段上消耗一致的能量即 可。 GIN法就是根据选定的灌 浆强度值控制灌浆过程，控制的 目标是使PV=GIN=常数 ，灌浆 过程采用微机记录仪进行实时监 控，当灌浆过程线达到GIN包络