水泥灌浆技术读刊.doc

水泥灌浆技术 1.1灌浆的定义 灌浆是将具有胶凝性和流动性的浆液按着规定的浆材配比，借用机械或浆液自重施加压力，通过钻孔或预埋管路输送到岩石裂隙或水工建筑物的空隙中的一种施工工艺。 灌浆的目的是用浆液填充裂（空）隙，起到固结、粘合、防渗的作用，从而提高基岩或建筑物的承载强度、抗变形能力和改善传递应力条件；改善坝基渗流条件和减少渗漏量 1.2灌浆分类 按灌浆作用 ：固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆、回填灌浆、接缝灌浆。 按灌浆材料：水泥灌浆、水泥粘土灌浆、水泥砂浆灌浆、化学灌浆等。 按岩石类别：岩石灌浆和砂砾石灌浆。 2 灌浆材料及灌注浆液 2.1灌浆材料的分类及特性 灌浆材料分为两类：一是固体颗粒材料，如水泥、粘土、粉煤灰、砂等，用固粒材料制成的浆液是悬浮液;二是化学灌浆材料，如甲凝、环氧树脂、氰凝等，用化学灌浆材料制成的浆液是真溶液。 一般讲的灌浆施工（如基岩固结、帷幕灌浆、隧洞回填、固结灌浆、混凝土坝接缝灌浆）均以水泥基浆液为主，只有在特殊部位（如地质断层、破碎带、微细裂隙、有涌动水的情况）才采用化学灌浆，作为补充灌浆。 2.1.1固粒浆材应具有的特性 ①颗粒细。浆材粒径小于裂缝宽度的1/3～1/5，才具有好的可灌性。《灌规》规定：帷幕灌浆和坝体接缝灌浆所用水泥细度宜为通过80um方孔筛的筛余量不大于5%。 ②稳定性好。浆液颗粒在一定时间内于浆液中要保持均匀分散的悬浮状态，具有较好的流动性，以利灌浆。 ③胶结性强。灌入空隙后经一定时间能胶凝成坚硬结石，并具有抗侵蚀的能力。 2.1.2化学浆材应具有的特性 ①粘度低。 ②可控凝固时间。 ③胶体强度。胶体具有一定的抗压、抗渗、抗挤性能。 ④易购易制。 ⑤无毒或低毒。浆材灌注后不得对环境造成污染，不得造成工作人员中毒。 2.2水泥 2.2.1水泥的品种 常用的灌浆水泥是普通硅酸盐水泥（代号P.O）。 2.2.2水泥细度 普通硅酸盐水泥颗粒粒径多为40～60um，只能灌入宽度大于0.5mm的裂缝。针对小于0.5mm的细微裂缝，采用干磨细水泥、超细水泥、湿磨细水泥浆液。干磨细水泥最大粒径在35um以下，超细水泥最大粒径在12um以下，湿磨细水泥平均粒径在40um以下。 2.3水泥浆 2.3.1浆液密度（比重） 浆液密度表示单位体积浆液的质量。 2.3.2浆液粘度（流动性） 浆液粘度表示浆液流动时，其内部流层间所产生的内摩擦力的大小。 2.3.3浆液析水率（稳定性） 水泥浆析水现象是因为水泥颗粒的沉淀引起的。析水沉淀是水泥浆的主要缺点。 2.3.4水泥浆凝结时间 初凝：水泥从加水搅拌制成浆液到开始凝结所需的时间。 终凝：从加水搅拌制成浆液到凝固完成所需的时间。 国标规定,硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min,终凝不得迟于12h。 2.3.5改性水泥浆液 ①细水泥浆液 ②稳定浆液：遇水性能易恶化的岩石或注入量较大的洞穴，通常采用稳定性浆液灌注。伴制成的水泥浆液2h内的析水率小于5%，即为稳定浆液。如水灰比为0.5：1的纯水泥浆。有的水泥浆中加入一定量的膨润土和减水剂就制成稳定浆液。 ③混合浆液：水泥砂浆、水泥粘土浆、水泥粉煤灰浆、水泥水玻璃浆等。 ④膏状浆液:塑性屈服强度大于20Pa的混合浆液 称为膏状浆液，适用于大孔隙、堆石体的灌浆。浆液由水泥、粉煤灰、粘土、减水剂等材料混合而成。 2.4化学浆液 2.4.1水利工程用于基础防渗方面的化学灌浆材料 ①丙凝 ②水溶性聚氨酯 2.4.2水工建筑物混凝土裂缝等缺陷处理 ①甲凝 ②环氧树脂 3 基岩灌浆技术 3.1一般规定 ①当同一地段既有岩石灌浆又有抬动观测孔、物探测试孔时，应按下列顺序施钻：抬动观测孔→物探测试孔→基岩灌浆孔。 ②同一地段的基岩灌浆必须按先固结灌浆，后帷幕灌浆的顺序进行。帷幕后的排水孔和扬压力观测孔必须在相邻部位的帷幕灌浆完成并检查合格后，方可进行。 ③灌浆在有盖重混凝土的条件下进行时，其混凝土应达到50%设计强度后，方可进行钻孔灌浆。 ④基岩灌浆必须按分序加密的原则进行。 ⑤帷幕线上每隔15m左右应布置帷幕先导孔。孔数也可以按基本灌浆孔的10%控制，孔深一般抵达设计帷幕底下以下5～6m。 ⑥帷幕灌浆相邻两孔灌浆段的高差不得小于15m。 ⑦帷幕灌浆应在库水位低于孔口高程时施工。 ⑧基岩灌浆孔段的施工按下列程序进行： 钻孔→洗孔→裂隙冲洗→压水试验→灌浆→封孔 3.2钻孔 3.2.1钻孔技术要求 ①孔径：《灌规》要求，帷幕灌浆孔孔径不得小于46mm，固结灌浆孔孔径不宜小于38mm。②孔位：实际开孔孔位与设计孔位偏差值不大于10cm。 ③孔深：符合设计要求。 ④孔斜：钻孔应保证孔向准确，按技术要求进行孔斜测量。《灌规》对孔斜要求见下表： 孔深（m） 20 30 40 50 60 允许偏差(m) 单排孔 0.25 0.45 0