基岩与隧洞岩体水泥灌浆

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1、第一章概述1.1灌浆的定义及其作用良好的地基是工程安全可靠的保证，当地基的承载能力或防渗能力不满足建筑物的要求时，就必须进行基础处理。一般的情况下，建筑物地基浅层不满足工程的要求时，往往采用开挖的措施进行坝基处理，此时工程的安全性和经济合理性是可以得到满足的。但当不满足工程要求的基岩埋藏较深时，开挖处理就相当困难，甚至是不可行的，此时就可采用灌浆等其它工程措施，对影响坝基的承载能力和防渗性能的断层、破碎带、软弱夹层、岩溶和强透水地基等不良地质构造进行处理。经过近200年的发展，灌浆已形成了一套完整的技术。灌浆就是将具有胶凝性的浆液或化学溶液，

2、按照一定的配比或浓度，藉用机械或浆浆自重对浆液施加压力，经钻孔或其它设施，压送到需要灌浆的部位（例如：大坝坝基岩石裂隙或砂砾石地基的孔隙、隧洞周围岩石的裂隙、隧洞衬砌与围岩之间的空隙、混凝土大坝坝体接缝以及水工建筑物混凝土缺陷中的孔洞或裂缝等），待浆液经过硬化、胶结以后形成结石，以提高基岩的强度，改善其整体性和抗渗能力。图1-1灌浆示意图大坝坝基灌浆的作用就在于通过采用灌浆技术处理坝基岩石或砂砾石层，使之满足筑坝工程的需要，确保大坝地基稳定、安全，水库正常运行，发挥应有效益。由于坝基地质条件、建坝目的和大坝类型的不同，坝基灌浆处理的方法和施工

3、技术的繁简程度也不一样。地质条件比较好的，灌浆工作就简单些，容易些；地质条件复杂的，则灌浆工作量就要大些，施工也要艰难些。对于高坝，坝基处理一定要严格，因为在高水头长期作用下，大坝基岩地质条件易遭受冲蚀或其他损害。V灌浆技术是水工建筑物地基处理常用的和重要的工程措施之一。灌浆技术在我国也有了60年的历史，取得了显著的成就。当前，我国正处在一个水利水电建设的新高潮，有许多规模宏大的水利枢纽、水电站、堤坝、水闸、输水隧洞等开工兴建，有许多原有的工程需要改建扩建，还有一批病险水库需要整修加固。在这些工程中很多都需要应用水泥灌浆技术对地基进行加固或防

4、渗处理。1.2灌浆的分类在水利工程中从大类来划分，灌浆可分为：基岩灌浆和砂砾石地基灌浆。按灌浆目的和要求不同，基岩灌浆粗略的可分为：固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆、回填灌浆和接缝灌浆五大类。由于因地质营力或爆破开挖在基岩上部必然形成孔隙、裂隙和破碎带等不良地质条件，它不能满足大坝对地基的要求，固结灌浆的主要目的就是通过浆液固化以后形成结石，提高基岩的整体性和力学性能，达到提高坝基的均匀性和承载能力。同时固结灌浆特别是深孔固结灌浆（孔深10~15m）也能提高基岩的抗渗性能。帷幕灌浆的主要目的是为了在透水性较强的坝基中，通过灌浆形成一道阻水帷幕，减

5、少坝基的渗漏量，防止渗透破坏。对混凝土坝还可起到降低扬压力的作用。接触灌浆的主要目的加强混凝土结构物（如混凝土坝、隧洞衬砌等）与地基的结合能力，同时也提高地基的强度和防渗性能。回填灌浆旨在通过较浓的浆液，对地基中的较大孔洞进行回填处理。按灌浆材料又可划分为：水泥灌浆、水泥粘土灌浆、水泥水玻璃灌浆和化学灌浆等。在水利工程中水泥灌浆应用最为广泛，因其灌浆效果比较可靠，成本较低。按灌浆压力，还可分为高压灌浆（3MPa以上）、中压灌浆（0.5MPa~3MPa）和低压灌浆（0.5MPa以下）。1.3坝基灌浆（或灌浆试验）前的准备工作1.3.1灌浆前应进

6、行的工程地质及水文地质调查工作灌浆是与坝基地质条件相伴的工程措施，因此，灌浆的成败很大程度上取决于对坝基地质情况的掌握程度，在灌浆开展前必须深入了解坝基工程地质和水文地质条件，这对确保灌浆效果是至关重要的，包括：（1）了解坝址区的地质构造情况，如断层、裂隙、破碎带的分布、产状及其性质；V（2）了解坝基中的不良地质构造分布，如大裂隙、破碎带、软弱夹层、岩溶洞穴和充填物性质等；（3）查清坝址区水文地质条件，如基岩透水性、地下水流速、含水层的埋深和地下水水质等。1.3.2坝基工程性质研究为了编制灌浆试验工作计划，初步制定灌浆技术要求，确定灌浆材料和

7、浆液试验的项目，还应针对灌浆的主要目的继续深入地做一些研究工作。1．岩性的研究对于岩石种类、成分、岩层构造、岩性特征要做仔细的了解和研究，因为这些因素对选择钻孔方法和灌浆技术措施有很大的影响。实践表明钻孔的结构、钻进方法和钻孔方向，在很大程度上决定于岩石的硬度。岩层的完整性或松散程度以及层面和裂隙的倾斜方向。灌浆的方法和灌浆压力的大小，在一定程度上也是根据岩石的种类和层面的方向而定的。2．裂隙和空洞性质的研究裂隙和空洞是灌浆的直接对象，要取得良好的灌浆效果，必须首先对裂隙和空洞做详尽的研究，搞清它们的性质，如裂隙的宽度尺寸，裂隙的方向，分布的

8、情况；空洞的大小，分布的情况，洞隙中填充物的种类和填充的密实程度等。这些对选择灌浆方法、灌注材料、钻孔方法、冲洗措施均有着很大的影响。例如，为了减少钻孔工程量增进灌