灌浆的施工方法及技术要求

1 施工准备

本工程有帷幕灌浆2280m，固结灌浆900m，在施工排序上遵循逐渐加密原则，在有地下水或有水头压力情况下，要先灌下游排，后灌上游排。

施工前修通进场道路。

清除工作面障碍物，做好通风准备工作，所使用机具全部运至施工现场，所使用库存原材料试验合格，帷幕灌浆、固结灌浆后续项目检验设备完好到位。

通风设置:在廊道的进出口处各设一台进风机和抽风机，以保证廊道内通风良好。

2 材料

(1) 水泥

1）应根据施工图纸，选用灌浆用的水泥品种。水泥强度等级不应低于PC42.5。

2）帷幕灌浆的水泥细度要求通过80µm 方孔筛，其筛余量不大于5%或采用细水泥或超细水泥等特种水泥。

3）灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，已由有资质的试验单位试验合格，不得使用受潮结块的水泥。水泥不应存放过久，出厂期超过三个月的水泥不应使用。

(2) 水

灌浆用水应符合有关规定，拌浆水的温度不得高于40℃。

(3) 掺合料

在水泥浆液中掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃等掺合料时，各种掺合料质量应符合SL62-94 第2.1.6 条规定，其掺入量应通过试验确定后方可掺合。

(4) 外加剂

在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及其他外加剂时，各种外加剂的质量应符合SL62－94 第2.1.7 条规定，其最优掺加量应通过室内试验和现场灌浆试验确定后方可掺加。所有熔于水的外加剂应以水熔液状态加入。

3 设备

(1) 钻孔设备

1）使用气动钻孔设备时，带有消声器和除尘装置，不得使用内燃机驱动的钻孔设备。钻机规格为XT100-1 型钻机。

2）钻机和钻头的选用，帷幕灌浆的钻孔采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头。

3）取岩芯的各类灌浆孔、检查孔、抬动变形观测孔以及声波测试孔等的钻孔采用回转式钻机，按孔径要求采用金刚钻头或硬质合金钻头，不得使用碾砂钻头。

4）使用的钻孔冲洗和压水试验设备，水泵的工作压力应按施工图纸的要求或施工规范选定，并应保证在所有压力下都有足够的供水量，保证压力稳定、出水均匀、工作可靠。

5）准备足够的流量计、压力表、压力软管、供水管及阀门等备品。

(2) 灌浆设备

1）灌浆泵性能应与灌浆液的类型和浓度相适应，其容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5 倍，并应有足够的排浆量和稳定的工作性能；浇筑纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵.

2）灌浆需要配置高速和低速浆液搅拌机，搅拌机的转速和拌合能力应分别与搅拌的浆液类型及灌浆泵排浆量相适应，并应保证均匀、连续地拌制浆液。所有搅拌设备，在用于拌制浆液前应现场进行试运行。

3）灌浆管路应保证浆液流动畅通，并能承受1.5 倍的最大灌浆压力。

灌浆泵和灌浆孔口处安装压力表，进浆管路也安装压力表。所选用的压力表在使用前应进行确定，使用过程中应经常检查核对，不合格和已损坏的压力表严禁使用。压力表和管路之间设有隔浆装置。

4）灌浆塞与采用的灌浆方法、灌浆压力及地质条件相适应，胶塞具有良好的膨胀性和耐压性能，在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段，并易于安装和卸除。

5）灌浆压力大于3MPa 时，应配置下列灌浆设备和机具:

(A)高压灌浆泵，其压力摆动范围不大于灌浆压力的20%；

(B)耐蚀灌浆阀门；

(C)钢丝纺织胶管；

(D)大量程压力表，其最大标值应为最大灌浆压力的2～2.5 倍；

(E)孔口封闭器或专用高压灌浆塞。

6）集中制浆站的制浆能力应满足灌浆进度高峰所有机组用浆需要，制浆站应配备除尘设备，当浆液需掺加掺合剂或外加剂时，应增设相应的设备。

7）所有灌浆设备、仪器、仪表均应始终保持正常工作状态，并应配有足够的备用设备。电力驱动的设备，应在接地良好并经确认能保证施工安全时，方可使用。

4 钻孔

(1) 施工程序：施工放线→安装钻机→检测钻杆垂直→开钻→复测钻杆垂直→继续钻进→反复复测纠正垂直、继续前进→测孔深待达到设计要求后拆钻→钻孔保护→验收质量。

1) 施工放线:严格按照施工图纸定出钻孔位、孔径、孔深。

2) 安装钻机时，钻头正对孔位，安装平整稳固，钻孔前正确埋设孔口管，钻杆安装垂直，要用垂直仪检测其垂直度，该工作在钻进过程中不断进行，保证钻孔垂直。

3) 孔深的控制:依据钻杆钻进的长度，可推测钻孔深度。

4) 所有钻孔要妥加保护，直到验收合格。

(2) 钻孔的质量要求

1) 开孔孔位应符合施工图纸要求，与设计位置的偏差≤10cm，并记录偏差，记录实际孔位。

2) 灌浆孔的施钻应按灌浆程序，分序分段进行。

3) 所有帷幕灌浆孔应全孔测斜，孔斜的允许偏差值符合规定数值:20m 孔深，最大允许偏差值0.25m，30m 孔深，最大允许偏差值0.5m。

4) 力求孔径上下均一，孔壁平顺，使钻进过程中产生的岩粉细屑较少。

5) 固结灌浆的孔底偏差不大于1/40 孔深。

(3) 勘探孔检查孔和排水孔的钻孔

1) 勘探孔及灌浆检查孔的孔位应按施工规范要求确定。

2) 灌浆检查孔的孔底偏差要求与灌浆孔相同，其他各类钻孔的孔底偏差应不大于1/40 孔深或符合施工图纸规定。

3) 在排水口周边30m 范围内（或符合要求的范围内）的灌浆孔未灌浆之前不得钻进排水孔。

4) 排水孔钻进过程中，如遇有断面破碎带或软弱岩体等特殊情况，应及时上报，待制定处理方案后处理。若钻进中排水孔遭堵塞，则应重钻。

(4) 钻孔取芯和芯样试验

1）勘探孔、灌浆先导孔、观测孔、检查孔以及其他钻孔，应予以钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。

2）芯样的最大长度应在3m 以内，一旦发现芯样卡钻或被磨损，应立即取出。对于1 m 或大于1 m 的钻进循环，若芯样获得率小于80%，则下一次应减少循环深度50%，以后依次减少50%，直至50cm 为止。如果芯样的回收率很低，应更换钻孔机具或改进钻进方法。

3）在钻孔过程中，应对钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度及其他能充分反映岩石或混凝土特性的因素进行监测和记录。

4) 对钻取的岩芯和混凝土芯进行试验，并详细记录。

5) 应对每盒或每箱芯样拍两张彩色照片，并做好钻孔操作的详细记录。

(5) 钻孔保护

施工图纸所示的所有钻孔，承包人应妥加保护，直到验收合格为止。

5 钻孔冲洗和压水试验

(1) 施工程序

钻孔成型→冲洗→压水试验

1) 待钻孔成型后，对所有灌浆孔（段）进行裂隙冲洗和压水试验。

2) 在岩熔、断层、大裂隙等地质条件较复杂的区域，其帷幕灌浆孔的裂隙冲洗，应按规范要求或通过现场试验确定的方法进行。

(2) 冲洗

1) 灌浆孔均应进行冲洗。采用风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗；裂隙冲洗方法应根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定。

2) 冲洗压力:冲洗水压采用80%的灌浆压力，压力超过1Mpa 时，采用1 MPa；冲洗风压采用50%灌浆压力，压力超过0.5Mpa 时，采用0.5MPa。

3) 裂隙冲洗应冲至回水澄清后10min 结束，且总的时间要求，单孔不少于30min，串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段，应继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。

4) 当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆结束不足24h 时，不得进行裂隙冲洗。

5) 灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）应立即进行连续灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h 者，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。

(3) 压水试验

1) 压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用“简易压水”、“单点法”及“五点法”进行压水试验。

2) 简易压水试验应在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。压力为灌浆压力的80%，该值若大于1 MPa 时，采用1 MPa；压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量作为计算流量，其成果以透水率表示。

五点法和单点法压水试验按SL62—92 附录A 执行。

3) 对帷幕灌浆，无论采用自上而下分段灌浆法，或自下而上分段灌浆法，导孔应自上而下分段卡塞进行压水试验，并按施工图纸要求采用五点法或单点法压水试验。其他各次序孔的各灌浆段，可进行简易压水试验。

检查孔应采用五点法压水试验。

4) 基岩固结灌浆的检查孔按SL62-94 附录A 的规定进行压水试验，检查孔的数量不少于灌浆总孔数的5%。

6 灌浆试验

(1) 说明

1) 灌浆作业开工前56d，编制详细的试验大纲。

2) 灌浆试验结束后，应对试验成果进行分析，并做试验的详细记录和试验分析成果报表。

(2) 浆液试验

1) 对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验:

(A) 浆液配制程序及拌制时间；

(B) 浆液密度或比重测定；

(C) 浆液流动性或流变参数；

(D) 浆液的沉淀稳定性；

(E) 浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间；

(F) 浆液结合的密度、强度、弹性模量和渗透性；

(G) 其他重要试验内容。

2) 用于现场灌浆试验的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等品种及其掺量应通过浆液试验选择，并详细记录汇总试验成果。

(3) 现场灌浆试验

1) 根据工程建筑物布置和地质条件，选择地质条件与实际灌浆区相似的地段作为灌浆试验区。

2) 根据灌浆工程施工图纸的要求选定试验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆试验区。

3) 在每一灌浆试验区内，按批准的灌浆试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆试验检查灌浆的效果，整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位吨灰量等试验资料，并记录汇总灌浆试验成果。

4) 不得在帷幕灌浆线上进行灌浆试验。

7 制浆

(1) 制浆材料称量：制浆材料必须称量,称量误差应小于5%，水泥等固化材料应采用重量称量法。

(2) 浆液搅拌

1) 各类浆液必须搅拌均匀，测定浆液密度和黏滞度等参数，并做好记录。

2) 纯水泥浆液的搅拌时间:使用普通搅拌机时，应不少于3 min；使用高速搅拌机时，应不少于30s。浆液在使用前应过筛，从开始制备至用完的时间宜小于4h。

3) 拌制细水泥浆液和稳定浆液，应加入减水剂和采用高速搅拌机，高速搅拌机搅拌转速应大于1200r/min，搅拌时间应通过试验确定。细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间宜小于2h。

(3) 集中制浆

1) 集中制浆站宜制备水灰比为0.5:1 的纯水泥浆液，输送浆液流速应为1.4～2.0m/s，各灌浆地点应测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要调制使用。

2) 浆液温度应保持在5～40℃，低于或超过此标准的浆液应视为废浆。

8 灌浆

(1) 一般要求

1) 同一地段的基岩灌浆必须先完成固结灌浆，并经检查合格后才能进行帷幕灌浆。

2) 平洞内帷幕灌浆应在平洞的支护（锚杆、混凝土衬砌等）作业完成后进行。

3) 在岩石表面需要进行灌浆的区域，在灌浆前应将漏水的裂隙进行清理，并将松动岩石移走，以便堵漏。

4) 岩基固结灌浆宜在有混凝土盖重情况下进行，其钻孔和灌浆均需在相应中位混凝土达到50%设计强度后，方可开始灌浆；采用无盖重灌浆应经监理人批准。

5) 对设有抬动观测设备的灌区，须待抬动观测仪器安装完毕，并完成灌浆前测试工作后，方可进行灌浆作业。在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆施工过程中均应进行抬动监测，观测成果应报送监理人，抬动变形值超过设计值时应立即停止施工，并上报待有处理方案后处理。

6) 在已完成或正在灌浆的地区，其附近30M 以内不得进行爆破作业。

7) 在灌浆过程中出现灌浆中断、串孔、冒浆、漏浆、孔口涌水、吸浆量大等情况时，按国家规范要求处理，并上报处理方案后方可进行。

(2) 灌浆压力和灌浆方法

1) 灌浆压力按施工图纸要求确定，灌浆压力应尽快达到设计值，接触段和注入率大的孔段应分段升压。

2) 灌浆应按分序加密的原则进行。由三排孔组成的帷幕，应先进行边排孔的灌浆，然后进行中排孔的灌浆；由两排孔组成帷幕，应先进行下游排孔的灌浆，然后进行上游排孔的灌浆，每排孔应按分序、分段施工。

3) 灌浆孔的基岩段长小于6m 时，可采用全孔一次灌浆法；大于6m时，选用自上而下分段灌浆法、自上而下分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法。

4) 帷幕灌浆段长度采用5～6m，特殊情况下可适当缩减或加长，但不得大于10m。

5) 帷幕灌浆时，坝体混凝土和基岩的接触段应先进行单独灌浆并应待凝，接触段在岩石中长度不得大于2m。

6) 采用自上而下分段灌浆法时，灌浆塞应塞在已灌孔段段底以上0.5m 处,以防漏灌；孔口无涌水的孔段，灌浆结束后可不待凝。但在断层、破碎带等地质条件复杂地区则宜待凝，待凝时间应根据地质条件和工程要求确定。

7) 采用自下而上分段灌浆法时，灌浆段的长度因故超过10m，对该段宜采取补救措施。

8) 为防止岩石面或混凝土面抬动，固结灌浆原则上一泵灌一孔，当相互串浆时，采用群孔并联浇筑，但并联孔数不宜多于3 个，并应控制灌浆压力。

(3) 浆液水灰比和变浆标准

1) 应按灌浆试验确定或要求的水灰比施灌，灌浆浆液应由稀到浓逐级变换。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。

2) 当某一比级浆液注入量已达300L 以上，或浇筑时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液浇筑；当注入率大于30L/ min 时，根据施工具体情况，可越级变浓。

(4) 灌浆结束标准

1) 帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，在规定压力下，当注入率不大于0.4L/ min 时，继续浇筑60min，或不大于1L/ min 时，继续浇筑90 min，灌浆即可结束。采用自下而上分段灌浆法时，继续浇筑时间相应减少为30 min 和60 min，灌浆即可结束。

2) 固结灌浆在规定压力下，当注入率不大于0.4L/ min，群孔灌浆不大于0.8 L/ min 时，继续浇筑30 min，灌浆即可结束。

3) 当长期达不到结束标准时，应报上级部门研究处理措施。

(5) 灌浆孔封孔

1) 每个帷幕灌浆孔全孔灌浆结束后，及时进行验收，验收合格的灌浆孔才能进行封孔。

2) 帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，灌浆孔封孔应采用“分段压力灌浆封孔法”；采用自下而上分段灌浆时，应采用“置换和压力灌浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。固结灌浆孔封孔应采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。

(6) 灌浆质量检查

其检查内容和方法如下。

1) 帷幕灌浆质量检查

(A) 帷幕灌浆质量检查应以分析检查孔压水试验成果为主，结合钻孔、取岩芯资料、灌浆记录和测试成果等评定其质量。

(B) 按要求布置检查孔，其钻孔位置应选在下列位置

(a)帷幕中心线上；

(b)岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；

(c)注入量大的孔段附近；

(d)钻孔偏斜过大的部位；

(e)灌浆情况不正常以及分析认为帷幕灌浆质量有问题的部位。

(C)帷幕灌浆检查孔的数量应为灌浆孔总数的10%，一个坝段或一个单元工程内至少应布置一个检查孔。

(D)帷幕灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14d 后进行。承包人应在灌浆结束后7d 或监理人指示的时间内，将有关资料提交监理人，以便拟定检查孔位置。

(E)帷幕灌浆检查应按本标书规定提取岩芯。

(F)帷幕灌浆的封孔质量应逐孔进行检查。

(G)帷幕灌浆压水试验合格标准:坝体混凝土与基岩接触段及其下一段的合格率应为100%；在以下各段的合格率应为90%以上；不合格段的透水值不超过设计规定值，且不集中，则灌浆质量可认为合格。否则，应按监理人的指示或批准的措施进行处理。

2) 固结灌浆质量检查

(A)采用测量岩体波速或静弹性模量，并结合分析灌浆孔钻孔取芯以及压水试验和灌浆试验成果为辅的方法进行综合评定。

(B)采用单点压水试验方法进行检查。其检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的5%，检查结束后应进行灌浆和封孔。

(C)采用压水试验、岩体波速、静弹性模量法进行质量检查，检查应分别在灌浆结束后3～7d、14d、28d 进行，检查和试验成果应报监理人，以便拟定检查孔的孔位。

(D)固结灌浆质量的压水试验检查，其孔段合格率应在80%以上；不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。若达不到上述合格标准要求，应按监理人批准的措施进行处理。

9 灌浆质量通病防治

(1) 灌浆中断

1) 现象:灌浆过程中，由于某种原因，常出现迫使灌浆暂时停顿的现象。

2) 原因:机械设备、输浆管、仪表失灵、地质方面或其他停水、停电原因。

3) 影响:灌浆连续性是取得良好灌浆质量的重要条件之一。

4) 预防

(A)灌浆泵保证在规定的最大压力下能长时期的连续运转。

(B) 输浆管材，连接件牢固，无破损。

(C) 压力表准确，注意验证，不合格的不要使用。

(D) 进行压水检查。

(E) 停水、停电时,提前24h 前通知，启动备用电机。

(F) 串浆:(a) 现象:在灌浆过程中，浆液从基他钻孔内流出。(b) 原因:岩石中裂隙较多。(c) 措施:加大第一次序孔间的孔距，适当增长相邻两个次序孔的先后施工的间隔时间，便于自上而下分段灌浆，也有利于避免串浆。