课4、大坝帷幕灌浆施工课资料.ppt

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1、大坝帷幕灌浆施工技术大坝帷幕灌浆施工技术上课开始一.钻孔二.钻孔冲洗三.压水试验四.灌浆五.灌浆的质量检查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。帷幕灌浆孔比较深，一般多采用回转式钻机钻进。帷幕灌浆：一般在工程上仍以布设帷幕灌浆：一般在工程上仍以布设铅铅直孔直孔为多。为多。帷幕灌浆孔一定要严格按照规定的钻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孔方向钻进，并应采取一切措施保证全孔方向正确全孔方向正确。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程实际情

2、况并考虑帷幕的排数具体确定，一般不宜大于孔距。顶角大于5的斜孔，孔底最大允许偏差值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。孔深孔深 20 30 40 50 60 最大允最大允许偏差许偏差 0.25 0.50 0.80 1.15 1.50 灌浆孔灌浆孔(段段)在灌浆前应进行钻孔冲洗，在灌浆前应进行钻孔冲洗，孔内沉积厚度不得超过孔内沉积厚度不得超过20cm20cm。帷幕灌浆。帷幕灌浆孔孔(段段)在灌浆前宜采用压力水进行裂隙在灌浆前宜采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止。冲洗压力可冲洗，直至回水清净时止。冲洗压力可为灌浆压力的为灌浆压力的80%80%，该值若大

3、于，该值若大于lMPalMPa时，时，采用采用lMPalMPa。洗孔的目的洗孔的目的：将残存在孔底岩粉和：将残存在孔底岩粉和粘附在孔壁上的岩粉、铁砂碎屑等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至回水变清，孔内残存杂质沉淀厚度不超过度不超过101020cm20cm时，结束洗孔。时，结束洗孔。冲洗的目的冲洗的目的：用压力水将：用压力水将岩石

4、裂隙或空岩石裂隙或空洞洞中所充填的松软、风化的泥质充填物中所充填的松软、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。胶结，起到防渗和固结作用。使用压力水冲洗时，在钻孔内一定深度使用压力水冲洗时，在钻孔内一定深度需要需要放置灌浆塞放置灌浆塞。（1 1）方式）方式单孔冲洗单孔冲洗 ：仅能冲净钻孔本身和钻孔：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，因周围较小范围内裂隙中的填充物，因此，此法

5、适用于较完整的、裂隙发育此，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。程度较轻、充填物情况不严重的岩层。群孔冲洗群孔冲洗 ：把两个以上的孔组成一组：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。石裂隙中的充填物清除出孔外。（2 2）应用）应用帷幕灌浆的冲洗方法：一般均为帷幕灌浆的冲洗方法：一般均为单单孔冲洗孔冲洗，只有在个别情况下，少数，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灌浆孔为了某种特殊目的才进行群孔冲洗。孔冲洗。整个过程在大的压力下进行，整个过程在大的压力下进行，以便将裂隙中的充填物向

6、远处以便将裂隙中的充填物向远处推移或压实，但要防止岩层抬推移或压实，但要防止岩层抬动变形。动变形。首先用高压冲洗，压力为灌浆压力的首先用高压冲洗，压力为灌浆压力的8080100%100%，连续冲洗，连续冲洗5 510min10min后，将孔后，将孔口压力迅速降到零，形成反向脉冲流，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。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，一升一降，反复冲洗，直至回水洁净后，延续延续101020min20min为止。为止。将管子下到孔底、上接风管，通

7、入压将管子下到孔底、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。喷出孔外，孔内的碎屑随之喷出孔外。目的：目的：测定围岩吸水性，核定围岩的渗透测定围岩吸水性，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，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并且通过灌浆前后压水试验的对比来检验灌浆效果。来检验灌浆效果。帷幕灌浆帷幕灌浆施工

8、中，首先在先导孔内需施工中，首先在先导孔内需自上而下自上而下分段做压水试验。除先导孔分段做压水试验。除先导孔外，其他灌浆孔每一灌浆段在灌浆前外，其他灌浆孔每一灌浆段在灌浆前宜做简易压水试验。宜做简易压水试验。先导孔：每一单元最先施工的灌浆孔，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。和帷幕设计是否合理，指导后续施工。1.1.灌浆施工次序划分的原则灌浆施工次序划分的原则 2.2.灌浆孔的施工顺序灌浆孔的施工顺序3.3.灌浆的施工方法灌浆的施工方法4.4.灌浆压力灌浆压力5.5.浆液浓度和配合比浆液浓度和

9、配合比6.6.灌浆结束与封孔灌浆结束与封孔逐序缩小孔距，即钻孔逐渐加密逐序缩小孔距，即钻孔逐渐加密 这样浆液逐渐挤密压实，可以促进灌浆帷幕这样浆液逐渐挤密压实，可以促进灌浆帷幕的连续性；的连续性；能够逐序升高灌浆压力，有利于浆浓的扩散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；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；用，为增、减灌浆孔提供依据；减少邻孔串浆现象，有利于施工。减少邻孔串浆现象，有利于施工。大坝的岩石基

10、础帷幕灌浆通常是由大坝的岩石基础帷幕灌浆通常是由一一排孔排孔、二排孔二排孔、三排孔三排孔所构成，多于所构成，多于三排孔的比较少三排孔的比较少。施工次序常分为三个次序施工次序常分为三个次序例如：最终孔距为例如：最终孔距为2m2m时，则第一次序孔孔距为时，则第一次序孔孔距为8m8m，第二次序孔的孔距缩小为第二次序孔的孔距缩小为4m4m，第三次序孔的孔距，第三次序孔的孔距再缩小为再缩小为2m2m。先钻灌下游排，后钻灌上游排先钻灌下游排，后钻灌上游排 先钻灌下游排，再钻灌上游排，先钻灌下游排，再钻灌上游排，最后钻灌中间排最后钻灌中间排 （1）基岩灌浆方式：循环式和纯压式）基岩灌浆方式：循环式和纯压式帷

11、幕灌浆帷幕灌浆应优先采用应优先采用循环式循环式；（2 2）灌浆方法：）灌浆方法：灌浆方法的选定主要根据地质条件，灌浆孔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，一般分为两大的深度，灌浆的目的等而定，一般分为两大类：类：全孔一次灌浆全孔一次灌浆和和全孔分段灌浆全孔分段灌浆。全孔一次灌浆全孔一次灌浆：把全孔作为一段来：把全孔作为一段来进行灌浆。一般在进行灌浆。一般在孔深不超过孔深不超过6m6m的的浅孔浅孔、地质条件良好、岩石完整、地质条件良好、岩石完整、渗漏较小的情况下，无其它特殊要渗漏较小的情况下，无其它特殊要求，可考虑全孔一次灌浆、孔径也求，可考虑全孔一次灌浆、孔径也可以

12、尽量减小。可以尽量减小。如果灌浆孔比较深，为了保证灌浆质量，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。需要将全孔分为若干段进行灌浆。自上而下分段灌浆自上而下分段灌浆自下而上分段灌浆自下而上分段灌浆综合分段灌浆综合分段灌浆小孔径钻孔、孔口封闭、无栓塞、自小孔径钻孔、孔口封闭、无栓塞、自上而下分段灌浆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：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，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。卡塞在该灌浆段顶部以上靠近顶部的位置。若若卡塞不住，只能将灌浆塞上移，而不能下放卡

13、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，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。发生漏灌情况。适宜在适宜在岩石破碎、孔壁不稳固、孔径不均匀、岩石破碎、孔壁不稳固、孔径不均匀、竖向节理、裂隙发育、渗漏情况严重竖向节理、裂隙发育、渗漏情况严重的情况下的情况下采用。采用。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。这种灌浆方法是将自上而下与自下而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，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

14、进行灌浆时采适合与在深的帷幕孔中进行灌浆时采用。用。它将钻孔全深分成几个综合段，每个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。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。单位计，则表现是自上而下。从每个综合段内的灌浆段看，又是从每个综合段内的灌浆段看，又是自下而上自下而上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。由于浆液的扩散能力与灌浆压力的大小由于浆液的扩散能力与灌浆压力的大小密切相关，采用密切相关，采用较高的灌浆压力，可以较高的灌浆压力，可以减

15、少钻孔数，且有助于提高可灌性，使减少钻孔数，且有助于提高可灌性，使强度和不透水性等得到改善强度和不透水性等得到改善。当孔隙被某些软弱材料充填时，较高灌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，提浆压力能在充填物中造成劈裂灌注，提高灌浆效果。高灌浆效果。6.010MPa6.010MPa的高压灌浆在采用提高灌浆压力措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，在一些大型水利工施和浇筑砼盖板处理后，在一些大型水利工程中应用较广。程中应用较广。但是，但是，当灌浆压力超过地层的压重和强度而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没采取相应措施

16、时，将有可能导致地基及其上部结构的破坏。上部结构的破坏。一般情况下，以不使地层结构破坏或发生局部一般情况下，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和少量的破坏，作为确定地基允许灌浆压力的的基本原则基本原则。灌浆压力宜通过灌浆试验确定，也可通过公式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或经验先行拟定，而后在灌浆施工过程中调整确定确定灌浆试验时，一般将压力升到一定数值而注浆灌浆试验时，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量突然增大时的这一压力作为确定灌浆压力的依据依据（即临界压力）。（即临界压力）。灌浆压力的控制应当结合受灌岩石的地质条件和渗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。一般考虑。一般情况下：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在吸浆量较大时，则可较缓慢地升到规定的灌浆压力压