固结灌浆

1.1灌浆方式

固结灌浆灌浆方式有循环式和纯压式两种，灌浆施工工艺和帷幕灌浆基本相同。

1.2灌浆技术要求

灌浆孔的施工按分序加密的原则进行，可分为二序施工或三序施工。每孔采取自上而下分段钻进、分段灌浆或钻进终孔后进行灌浆。

灌浆孔基岩段长小于6m时，可全孔一次灌浆。当地质条件不良或有特殊要求时，可分段灌浆。灌浆压力不大于3MPa的工程，灌浆孔应分段进行灌浆。

灌浆孔应采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净。冲洗压力可为灌浆压力的80%，该值大于1MPa，应采用1MPa。

灌浆孔灌浆前的压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用单点法。试验孔数不宜少于总孔数的5%。

在不抬动基础岩体和盖重砼的原则下，固结灌浆压力宜尽量提高。

在规定的压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注30min，灌浆可以结束。

固结灌浆质量压水试验检查、岩体波速检查、静弹性模量检查应分别在灌浆结束3~7d、14d、28d后进行。

灌浆质量压水试验检查，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。

灌浆孔封孔应采用机械压浆封孔法或压力灌浆封孔法。

1.3施工工艺

岩石地质条件复杂时，一般先进行现场固结灌浆试验，确定技术参数（孔距、排距、孔深、布孔形式、灌浆次序、压力等）。浅层固结灌浆孔多用风钻钻孔；深层孔多用潜孔钻或岩心钻钻孔。平面布孔形式有梅花形、方格形和六角形。排距和最终孔距一般为3～6m,按逐渐加密方法钻灌。灌浆材料以水泥浆液为主，在岩石节理、裂隙发育地段,吃浆量很大时,常改灌水泥砂浆。灌浆时先从稀浆开始，逐渐变浓，直至达到结束标准。灌浆全部结束后，对固结效果的检查方法有：①钻检查孔进行压水试验和岩心检查；②测定弹性波速与弹性模量；③必要时开挖平洞或竖井直观检查。

其主要作用是：

①提高岩体的整体性与均质性;

②提高岩体的抗压强度与弹性模量;

③减少岩体的变形与不均匀沉陷。

对混凝土重力坝，多进行坝基全面积固结灌浆；对混凝土拱坝或重力拱坝，还要对受力较大的坝肩拱座岩体进行固结灌浆；对水工隧洞，常在衬砌后进行岩体固结灌浆。在破碎的岩层中开挖隧洞时,为避免岩体坍塌或集中渗漏,可在开挖前进行一定范围内的斜孔或水平孔超前固结灌浆。在土石坝防渗体底部设置混凝土垫层时，也常对垫层下部岩体进行固结灌浆。为保证灌浆质量，需在岩基表面浇筑混凝土盖板或有一定厚度的混凝土后才进行固结灌浆。

固结灌浆的范围主要是根据大坝基础的地质条件，岩石破碎情况，坝型和基础岩石应力条件等来确定的。

对于重力坝，当基础岩石比较良好时，有的工程仅在坝基内上游和下游应力大的地区进行固结灌浆。此外，在裂隙多、岩石破碎和泥化夹层集中的地区要着重进行固结灌浆。在坝基岩石普遍较差，而坝又较高的情况下，则多进行坝基全面积固结灌浆。

对于拱坝，因作用于基础岩石上的荷载较大，且较集中，因此，一般多是整个坝基进行固结灌浆，灌浆孔常较深，特别是两岸受拱坝推力大的坝肩拱座基础，更需加强固结灌浆工作。

固结灌浆孔的布设常采用的形式有方格形、梅花形和六角形，也有的采用菱形或其他各种形式。方格形布孔的主要优点是便于补加灌浆孔，在地质条件复杂、岩石破碎、多裂隙的地区多采用此形式。梅花形布孔的主要缺点是不便于补加灌浆孔，所以在地质条件较好、预计灌完浆后不需补加灌浆孔的地区多采用此形式。

由于岩石的破碎情况，节理发育程度，裂隙的状态、宽度和方向的不同，孔距亦随之而异，根据我国一些大坝的固结灌浆资料设计，最终孔距一般在3～6 m之间，而排距等于或略小于孔距。有的拱坝，除在基础全面积进行固结灌浆外，还在坝基应力大的部位布设灌浆孔，常常分为两期进行灌浆施工：第一期固结灌浆在基础全面积上布孔，孔深5～7 m，或更深一些，用较低压力灌浆；第二期固结灌浆从坝上、下游钻孔，钻孔较深，或是从灌浆廊道内钻进，钻孔呈放射状，待混凝土浇筑一定高度后，用较高的压力进行灌浆。

地质条件复杂的坝基或是高坝的基础，对岩石固结的程度要求较高时，应先进行灌浆试验，通过试验成果的分析、研究，才能比较正确地确定各项技术参数(如孔距、排距、孔深)，以及采取适当的布孑L形式、灌浆程序和灌浆压力等。

固结灌浆的目的在于提高基岩的整体性和弹模；减少基岩受力后的变形；提高基岩的抗压、抗剪强度；降低坝基的渗透性、减少渗透量。现场试验成果证明：在对节理裂隙较发育的基岩进行固结灌浆后，基岩的弹性模量可以提高30%～100%，有时可达1．5～2．0倍，甚至更多。在帷幕灌浆的平面内进行固结灌浆，有助于提高帷幕灌浆时的压力。