灌漿機(jī)具

鉆孔和灌漿使用的主要機(jī)具有:

①鑿巖機(jī),鉆孔孔徑為32～65mm,在巖石中鉆深小于15m；

②巖心鉆機(jī)，鉆孔孔徑為56～110mm，在巖石中鉆深大于15m；

③灌漿泵，按其構(gòu)造和工作原理分為往復(fù)式泵、隔膜泵和螺旋泵等，主要根據(jù)灌漿要求的壓力和流量選用；

④漿液攪拌機(jī)，分為旋流式、葉槳式和噴射式，攪拌機(jī)要保證機(jī)內(nèi)漿液不沉淀和施工不間斷；

⑤灌漿塞,用橡膠制成,緊套在灌漿管上，外徑略小于鉆孔直徑，加壓后，外徑增大可嚴(yán)密封堵灌漿段上部或下部。

⑥灌漿記錄儀，用來(lái)記錄每個(gè)孔段灌漿過(guò)程中每一時(shí)刻的灌漿壓力、注漿率、漿液相對(duì)密度（或水灰比）等重要數(shù)據(jù)。

設(shè)計(jì)前需做好工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘探，掌握巖性、巖層構(gòu)造、裂隙、斷層及其破碎帶、軟弱夾層、巖溶分布及其充填物、巖石透水性、砂或砂卵石層分層級(jí)配、地下水埋藏及補(bǔ)給條件、水質(zhì)及流速等情況。進(jìn)行壩體補(bǔ)強(qiáng)灌漿設(shè)計(jì)時(shí)，摸清裂縫、架空洞穴大小及分布情況。規(guī)模較大的灌漿工程需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)，以便確定灌漿孔的孔深、孔距、排距、排數(shù)，選定灌漿材料、 壓力、 順序、施灌方法、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢查方法等。灌漿壓力是一項(xiàng)重要參數(shù)，既要保證灌漿質(zhì)量，又要不破壞或抬動(dòng)被灌地層和建筑物。一般先用公式算出初定數(shù)值，通過(guò)灌漿試驗(yàn)最后選定灌漿壓力。

①按組成灌漿漿液材料劃分為：水泥灌漿、水泥砂漿灌漿、粘土灌漿、水泥粘土灌漿、硅酸鈉或高分子溶液化學(xué)灌漿；

②按灌漿所起的作用劃分為：防滲帷幕灌漿，巖石固結(jié)灌漿，填充隧洞混凝土襯砌層與巖石之間空隙的回填灌漿，混凝土壩體接縫灌漿，填充鋼板襯砌與混凝土之間縫隙、混凝土壩體與基巖之間縫隙的接觸灌漿，填充混凝土建筑物或土堤、土壩裂縫或空洞的補(bǔ)強(qiáng)灌漿；

③按被灌地層的構(gòu)成劃分為：巖石灌漿、巖溶灌漿（見(jiàn)巖溶處理）、砂礫石層灌漿和粉細(xì)砂層灌漿；

④按灌漿壓力劃分為:小于40×105Pa的常規(guī)壓力灌漿,大于40×105Pa的高壓灌漿;

⑤按灌漿機(jī)理劃分為:采用一般壓力的壓入式灌漿，采用較高壓力將巖石中原有裂隙撐大或形成新的裂隙的劈裂式灌漿。

巖心鉆機(jī)的鉆進(jìn)方法，根據(jù)巖石硬度及完整性，可選用硬質(zhì)合金、鋼粒或金鋼石鉆進(jìn)。鋼粒鉆進(jìn)時(shí)研磨的巖粉或鐵屑常易堵塞孔壁裂隙，影響灌漿質(zhì)量。在砂礫石層中鉆孔，多采用優(yōu)質(zhì)泥漿固壁。在巖基中鉆孔要分段測(cè)量孔斜，據(jù)以分析灌漿質(zhì)量。為保證巖石灌漿質(zhì)量,灌前要用有壓水流沖洗鉆孔,將裂隙或孔洞中的泥質(zhì)充填物沖出孔外，或推移到灌漿處理范圍以外。按一次沖洗的孔數(shù)分為單孔沖洗和群孔沖洗。按沖洗方法分為壓力水連續(xù)沖洗、脈動(dòng)沖洗和壓氣抽水沖洗。沖孔后灌漿前，每個(gè)灌漿段大都要做簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)，即一個(gè)壓力階段的壓水試驗(yàn)。其目的是：

①了解巖層滲透情況，并與地質(zhì)資料對(duì)照；

②根據(jù)滲透情況儲(chǔ)備一個(gè)灌漿段用的材料并確定開(kāi)灌時(shí)的漿液濃度；

③查看巖層滲透性與每米灌漿段實(shí)際灌入干料重量的大致關(guān)系，檢查有無(wú)異?，F(xiàn)象；

④查看各次序灌漿孔的滲透性隨次序增加而逐漸減少的規(guī)律。

各類灌漿施工都要按規(guī)定順序進(jìn)行，分為一序孔、二序孔、三序孔等,隨著序數(shù)增加,灌漿孔逐漸加密。

單孔灌漿方法有兩種：

①全孔一次灌漿法，以灌漿塞封閉孔口，有壓漿液灌入到全孔的巖層裂隙中，適于淺孔灌漿；

②全孔分段灌漿法,將全孔自下而上分成若干段，用灌漿塞將其中一段與相鄰段隔離，有壓漿液只灌入到該段巖石裂隙中，適于深孔灌漿。

按漿液注入方式，又分為:

①純壓式灌漿法,灌入的漿液都?jí)喝霂r石裂隙中，不讓其返回地面,如化學(xué)灌漿多為定量灌漿，常采用這種方式；

②循環(huán)式灌漿法，注入的漿量大于裂隙吸漿量，多余漿液經(jīng)回漿管返回?cái)嚢铏C(jī)。其主要優(yōu)點(diǎn)是漿液不易沉淀,有利于保證灌漿質(zhì)量，帷幕灌漿或固結(jié)灌漿多采用這種方式。

灌漿過(guò)程中可能出現(xiàn)的事故有：

①灌漿中斷；

②地面抬動(dòng)；

③串漿、冒漿或繞塞返漿。

發(fā)生事故后應(yīng)立即查明原因，及時(shí)采取處理措施，必要時(shí)停工處理。每個(gè)灌漿孔灌漿結(jié)束后都要用機(jī)械壓漿法封孔。封孔質(zhì)量非常重要，直接影響到建筑物的安全。

地基灌漿結(jié)束若干天后，通常要鉆一定數(shù)量的檢查孔，進(jìn)行壓水試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比灌漿前后地層滲透系數(shù)和滲透流量的變化，對(duì)施工資料和壓水試驗(yàn)成果逐孔逐段分析，再與其他試驗(yàn)觀測(cè)資料一起綜合評(píng)定才能得出符合實(shí)際的質(zhì)量評(píng)價(jià)。

檢查灌漿效果的方法還有：

①工程地球物理勘探檢查；

②從檢查孔采取巖心試驗(yàn)檢查；

③大口徑鉆孔直觀檢查；

④孔內(nèi)攝影或電視檢查。

灌漿是通過(guò)鉆孔(或預(yù)埋管)，將具有流動(dòng)性和膠凝性的漿液，按一定配比要求，壓入地層或建筑物的縫隙中膠結(jié)硬化成整體，達(dá)到防滲、固結(jié)、增強(qiáng)的工程目的。灌漿按其作用可分為帷幕灌漿、固結(jié)灌漿、回填灌漿、接觸灌漿、接縫灌漿、補(bǔ)強(qiáng)灌漿和裂縫灌漿等；按灌漿材料可分為水泥灌漿、黏土灌漿、瀝青灌漿及化學(xué)材料灌漿等。

1噴射灌漿前應(yīng)對(duì)高壓泵、空壓機(jī)、高噴臺(tái)車等機(jī)械和供水、供風(fēng)、供漿管路系統(tǒng)進(jìn)行檢查。下噴射管前，宜進(jìn)行試噴和3min～5min管路耐壓試驗(yàn)。對(duì)高壓控制閥門(mén)宜安設(shè)防護(hù)罩；

2下噴射管時(shí)，應(yīng)采用膠帶纏繞或注入水、漿等措施防止噴嘴堵塞；

3在噴射灌漿過(guò)程中，出現(xiàn)壓力突降或驟增、孔口回漿變稀或變濃、回漿量過(guò)大、過(guò)小或不返漿等異常情況時(shí)，應(yīng)查明原因并及時(shí)處理；

4噴射灌漿過(guò)程中應(yīng)有專人負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)高壓壓力表，防止壓力突升或突降；

5下噴射管時(shí)，遇有嚴(yán)重阻滯現(xiàn)象，應(yīng)起出噴射管進(jìn)行掃孔，不能強(qiáng)下；

6高壓泵、空壓機(jī)氣罐上的安全閥應(yīng)確保在額定壓力下立即動(dòng)作，應(yīng)定期校驗(yàn)安全閥，校驗(yàn)后不得隨意調(diào)整；

7單孔高噴灌漿結(jié)束后，應(yīng)盡快用水泥漿液回灌孔口部位，防止地下空洞給人身安全和交通造成威脅。

灌漿材料是防滲堵漏或加固地層的專用材料。有固體顆粒材料和化學(xué)材料兩種。前者有水泥、黏土、瀝青；后者有水玻璃類、木質(zhì)素類、丙烯酰胺類、丙烯酸鹽類、氨基樹(shù)脂類、環(huán)氧樹(shù)脂類、甲基丙烯酸酯類和聚氨酯類等。具有黏度低、流動(dòng)性好，通過(guò)注漿設(shè)備能順利地灌入地層或構(gòu)筑物的縫隙及空洞中；凝結(jié)硬化后，有良好的抗?jié)B性和耐久性，能填充空隙，起防滲堵漏固結(jié)作用。水利工程中主要用于基礎(chǔ)的防滲帷幕灌漿和構(gòu)筑物裂縫的防滲堵漏灌漿等。環(huán)氧樹(shù)脂類、甲基丙烯酸酯類及部分聚氨酯類，硬化后具有相當(dāng)高的強(qiáng)度，還能起到補(bǔ)強(qiáng)作用。水利工程中主要用于壩身、底孔、涵管、閘底板等受力部位裂縫的補(bǔ)強(qiáng)灌漿，或用于構(gòu)筑物之間的接縫補(bǔ)強(qiáng)灌漿。

灌漿施工的基本過(guò)程：鉆孔一洗孔與沖孔一壓水試驗(yàn)一灌漿一封孔一質(zhì)檢。

容許灌漿壓力定義

灌漿是通過(guò)鉆孔(或預(yù)埋管)，將具有流動(dòng)性和膠凝性的漿液，按一定配比要求，壓入地層或建筑物的縫隙中膠結(jié)硬化成整體，達(dá)到防滲、固結(jié)、增強(qiáng)的工程目的。灌漿按其作用可分為帷幕灌漿、固結(jié)灌漿、回填灌漿、接觸灌漿、接縫灌漿、補(bǔ)強(qiáng)灌漿和裂縫灌漿等；按灌漿材料可分為水泥灌漿、黏土灌漿、瀝青灌漿及化學(xué)材料灌漿等。按組成灌漿漿液材料劃分為：水泥灌漿、水泥砂漿灌漿、粘土灌漿、水泥粘土灌漿、硅酸鈉或高分子溶液化學(xué)灌漿；按灌漿所起的作用劃分為：防滲帷幕灌漿，巖石固結(jié)灌漿，填充隧洞混凝土襯砌層與巖石之間空隙的回填灌漿，混凝土壩體接縫灌漿，填充鋼板襯砌與混凝土之間縫隙、混凝土壩體與基巖之間縫隙的接觸灌漿，填充混凝土建筑物或土堤、土壩裂縫或空洞的補(bǔ)強(qiáng)灌漿；按被灌地層的構(gòu)成劃分為：巖石灌漿、巖溶灌漿（見(jiàn)巖溶處理）、砂礫石層灌漿和粉細(xì)砂層灌漿；按灌漿壓力劃分為：小于40×105Pa的常規(guī)壓力灌漿，大于40×105Pa的高壓灌漿；按灌漿機(jī)理劃分為:采用一般壓力的壓入式灌漿，采用較高壓力將巖石中原有裂隙撐大或形成新的裂隙的劈裂式灌漿。

容許灌漿壓力灌漿技術(shù)

灌漿技術(shù)是當(dāng)前水利水電工程中一種常用的加固水庫(kù)、 防滲大壩的技術(shù)， 灌漿技術(shù)的種類相對(duì)較為繁多， 因此在使用的過(guò)程中， 需要結(jié)合水庫(kù)的實(shí)際情況， 采取適合施工現(xiàn)場(chǎng)的灌漿技術(shù)提高水庫(kù)的性能。

巖溶地區(qū)灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用

施工人員在處理巖溶地區(qū)地基的過(guò)程中，通常都是按照自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的施工，缺乏統(tǒng)一的管理，因此在會(huì)在一定程度上影響灌漿技術(shù)應(yīng)用的效果。水利水電工程的大壩施工有兩種，一種是無(wú)填充施工，一種是有填充施工。在管理上，有填充施工要比無(wú)填充施工要求高。在技術(shù)的選擇上，一般情況下會(huì)根據(jù)巖溶的大小以及深度進(jìn)行選擇。

高壓灌漿技術(shù)的應(yīng)用

施工人員在對(duì)有填充大壩進(jìn)行灌漿的過(guò)程中，不會(huì)對(duì)高壓灌漿技術(shù)進(jìn)行沖洗，因?yàn)檫@樣可以使大壩內(nèi)的填充物更加密實(shí)，從而提升大壩的防滲能力，提高大壩的穩(wěn)定性與堅(jiān)固性。不僅如此，不對(duì)高壓灌漿技術(shù)進(jìn)行沖洗，還會(huì)在灌漿的過(guò)程中使水泥漿的結(jié)構(gòu)成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使大壩的抗劈裂能力更強(qiáng)，讓大壩變得更加的結(jié)實(shí)與穩(wěn)固。

高壓旋噴灌漿技術(shù)的應(yīng)用

施工人員在巖溶地區(qū)對(duì)大壩的基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的處理時(shí)，除高壓灌漿技術(shù)以外，還可以使用高壓旋噴灌漿技術(shù)對(duì)大壩進(jìn)行灌漿。高壓旋噴灌漿技術(shù)需要借助機(jī)械設(shè)備的力量對(duì)大壩進(jìn)行灌漿，施工人員使用在頂端裝有噴嘴的鉆井，利用高壓泵，使其深入到土層中，直至達(dá)到事先設(shè)計(jì)好的深度，然后在上提的同時(shí)進(jìn)行水泥噴射工作，從而在達(dá)到破壞周邊土壤，對(duì)其進(jìn)行攪拌的目的， 而使用這種施工方法，還有助于堅(jiān)實(shí)的樁體的形成，從而增強(qiáng)大壩的強(qiáng)度， 提升大壩的穩(wěn)定性。

淺層巖溶區(qū)灌漿技術(shù)的應(yīng)用

施工人員在巖溶地區(qū)進(jìn)行大壩的灌漿工作時(shí)，如果面對(duì)的是淺層的巖溶區(qū)，可以將巖溶區(qū)內(nèi)的砂石進(jìn)行挖掘，將其從所需要灌漿的施工區(qū)挖掘出來(lái)，然后使用水泥砂漿對(duì)需要回填的地方進(jìn)行填補(bǔ)，從而保證大壩基礎(chǔ)的堅(jiān)實(shí)性，保證大壩修建的質(zhì)量，提升大壩的性能，從而使其更好地發(fā)揮自身的功能， 造福于一方人民。

深層巖溶區(qū)灌漿技術(shù)的應(yīng)用

通常情況下，施工人員將巖溶深度大于 50m 的巖溶區(qū)稱之為深層巖溶區(qū)，如果在該區(qū)域使用淺層巖溶區(qū)的灌漿方法，需要花費(fèi)較高的成本，因此不提倡使用。而如果使用高壓旋轉(zhuǎn)技術(shù)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行灌漿，又會(huì)存在較大的施工難度， 因此對(duì)于該區(qū)域的大壩灌漿，通常會(huì)使用普通的灌漿方法，這樣不僅有助于施工單位保證施工的質(zhì)量，對(duì)成本進(jìn)行合理的控制，同時(shí)施工人員在灌漿的過(guò)程中，會(huì)將水泥漿灌注到更深的層次，對(duì)需要填充的地方進(jìn)行填補(bǔ)，內(nèi)部巨大的排擠力會(huì)使填充物更加密實(shí)地與水泥砂漿進(jìn)行融合，對(duì)大壩起到加固的作用，延長(zhǎng)大壩的使用期限 。2100433B

將具有膠凝性的固體顆粒漿液或化學(xué)溶液，按規(guī)定的濃度用機(jī)械壓力或漿液自重壓力，通過(guò)鉆孔或其他設(shè)施，壓送到巖石裂隙、砂礫石空隙、混凝土壩段間的接縫、巖石與混凝土接觸帶或其他需要灌漿的部位中的一種工程技術(shù)措施。用以達(dá)到防滲、固結(jié)巖體或其他一些預(yù)期目的。

灌漿的分類按灌漿作用分為：帷幕灌漿、固結(jié)灌漿，接觸灌漿、回填灌漿、接縫灌漿、混凝土缺陷或裂縫補(bǔ)強(qiáng)灌漿等；按灌漿材料，分為：水泥灌漿、水泥黏土灌漿、水泥砂漿灌漿、黏土灌漿、化學(xué)灌漿等；按灌漿對(duì)象，分為：巖石灌漿、砂礫石(或砂層)灌漿、混凝土灌漿、土體灌漿等；按灌漿壓力，分為常壓灌漿和高壓灌漿；按灌漿機(jī)理，分為滲入性灌漿和張裂式灌漿。

灌漿工程的特點(diǎn)：由于是隱蔽性工程，必須嚴(yán)格地依照施工技術(shù)要求進(jìn)行施工，同時(shí)，還應(yīng)詳細(xì)如實(shí)地做好施工記錄，并及時(shí)地對(duì)記錄資料進(jìn)行整理和分析，繪制成圖表，供指導(dǎo)施工和在竣工后進(jìn)行質(zhì)量檢查與驗(yàn)收之用。各類灌漿在設(shè)計(jì)之前，均應(yīng)將與灌漿有關(guān)的各方面的情況摸清，將有關(guān)資料搜集齊全。在設(shè)計(jì)中對(duì)灌漿質(zhì)量檢查的方法和應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)需做明確規(guī)定。帷幕灌漿和固結(jié)灌漿由于設(shè)計(jì)中的未知因素較多，為了使設(shè)計(jì)盡可能地符合實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)之前往往需在工地進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，以試驗(yàn)所得的成果作為制訂設(shè)計(jì)和編制施工技術(shù)要求的主要參考資料。

灌漿方法：帷幕灌漿和固結(jié)灌漿施工應(yīng)遵循逐漸加密的原則，每一灌漿孔應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行灌漿。

單孔灌漿的方法分為兩類：①全孔一次灌漿，適用于深度小于6m的淺孔。②全孔分段灌漿，適用于深孔。

全孔分段灌漿，根據(jù)灌漿孔內(nèi)各段的鉆進(jìn)和灌漿的相互順序，又分為：①自上而下逐段灌漿法，適用于裂隙發(fā)育且較為破碎的巖石。②自下而上逐段灌漿法，適用于完整且裂隙少的巖石。③綜合分段灌漿法，適用于巖石地質(zhì)條件比較復(fù)雜且灌漿孔較深的情況。④孔口封閉、無(wú)栓塞、自上而下分段灌漿法(簡(jiǎn)稱孔口封閉灌漿法)，適用于大壓力深孔灌漿施工。每一段灌漿的方式有填壓式灌漿和循環(huán)式灌漿兩種。

灌漿系統(tǒng)由制漿、輸漿和灌漿三部分組成