一级建造师《水利水电工程管理与实务》考试讲义专题八水利水电工程地基与灌浆二.docx

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一级建造师《水利水电工程管理与实务》考试讲义专题八水利水电工程地基与灌浆二

2018年一级建造师《水利水电工程管理与实务》考试讲义

四、帷幕灌浆

帷幕灌浆施工工艺（如图）

帷幕灌浆施工工艺示意图

（一）钻孔

1．帷幕灌浆宜采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头钻进。

2．钻孔质量要求有：

（1）钻孔位置与设计位置的偏差不得大于10cm。

（2）孔深应符合设计规定。

（3）灌浆孔宜选用较小的孔径，钻孔孔壁应平直完整。

（4）钻孔必须保证孔向准确。

钻机安装必须平正稳固；钻孔宜埋设孔口管；钻机立轴和孔口管的方向必须与设计孔向一致；钻进应采用较长的粗径钻具并适当地控制钻进压力。

（二）钻孔冲洗、孔壁冲洗、裂隙冲洗和压水试验

1．钻孔冲洗

灌浆孔（段）在灌浆前应进行钻孔冲洗，孔内沉积厚度不得超过20cm。

2．裂隙冲洗

灌浆前宜采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止。

冲洗压力可为灌浆压力的80%，该值若大于1MPa时，采用1MPa。

3．压水试验

帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法时，先导孔应自上而下分段进行压水试验。

4．钻孔冲洗与裂隙冲洗的交集

各次序灌浆孔在灌浆前全孔应进行一次钻孔冲洗和裂隙冲洗。

除孔底段外，各灌浆段在灌浆前可不进行裂隙冲洗和简易压水。

5．压水试验与裂隙冲洗的关系

压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用五点法或单点法。

（三）灌浆

1．灌浆方式

帷幕灌浆应优先采用循环式，射浆管距孔底不得大于50cm。

2．灌浆方法

帷幕灌浆必须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。

边排孔宜分为三序施工，中排孔可分为二序或三序施工；由两排孔组成的帷幕，宜先进行下游排孔的灌浆，然后进行上游排孔的灌浆。

【注：

先下后上最后中间】

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

3．灌浆浆液

灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。

浆液水灰比可采用5：

1、3：

1、2：

1、1：

1、0.8：

1、0.6：

1、0.5：

1七个比级。

开灌水灰比可采用5:

1。

【注：

水灰比是指用水量与水泥用量的比】

4．灌浆浆液变换

（1）灌浆浆液变换原则

①当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；

②当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；

【注：

帷幕灌浆时涉及三个“1h”，此处为第一个】

③当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。

（2）灌注细水泥浆液，可采用水灰比为2:

1、1:

1、0.6:

1，或1：

1、0.8：

1、0.6：

1三个比级。

5．灌浆结束标准

（1）采用自上而下分段灌浆法时，在规定的压力下，当注入率不大于0．4L/min时，继续灌注60min；或不大于1L/min时，继续灌注90min，灌浆可以结束。

【注：

60min即为1h，与灌浆浆液变换时间相同，为第二个“1h”】

（2）采用自下而上分段灌浆法时，继续灌注的时间可相应地减少为30min和60min，灌浆可以结束。

【注:

60min即为1h，第三个“1h”】

（3）采用孔口封闭法时，灌浆结束应同时满足两个条件：

①在设计压力下，注入率不大于1L/min时，延续灌注时间不少于90min；②灌浆全过程中，在设计压力下的灌浆时间不少于120min。

【注：

孔口封闭法的结束灌浆标准①与自上而下分段灌浆法的结束灌浆标准相同】

6．封孔方法

①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”；

②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”。

7．特殊情况处理

①冒浆漏浆→采用嵌缝、表面封堵、间歇灌浆等方法处理；

②串浆→可以同时进行灌浆，应一泵灌一孔；

③灌浆工作必须连续进行，恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。

【注：

开灌水灰比可采用5:

1】

（四）工程质量检查

1．灌浆质量检查应以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。

（12年单选）

2．灌浆检查孔应在下述部位布置：

（1）帷幕中心线上；

（2）岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；

（3）钻孔偏斜过大、灌浆情况不正常以及经分析资料认为对帷幕灌浆质量有影响的部位。

3．灌浆检查孔的数量宜为灌浆孔总数的10%。

一个坝段或一个单元工程内，至少应布置一个检查孔；

检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14d后进行；

同时应自上而下分段卡塞进行压水试验，试验采用五点法或单点法。

【例题8】帷幕灌浆施工工艺包括（）。

A.钻孔

B.孔内填充物

C.压水试验

D.灌浆

E.质量检查

【答案】ACDE

【解析】帷幕灌浆施工工艺包括：

钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆和质量检查等。

【例题9】灌浆时特殊情况处理说法不正确的是（）。

A.冒浆漏浆采用嵌缝、表面封堵进行处理

B.串浆时可以同时进行灌浆，应一泵灌一孔

C.灌浆工作必须连续进行

D.灌浆工作可以间断进行

【答案】D

【解析】灌浆工作必须连续进行，若因故中断，应及早恢复灌浆。

【例题10】帷幕灌浆施工完成后的质量检查应以检査（）为主。

【2012】

A.灌浆施工过程记录

B.灌浆结果标准

C.孔压水试验成果

D.孔岩芯获得率

【答案】C

【解析】帷幕灌浆质量检查应以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。

【例题11】根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001），下图所示的帷幕灌浆工程中，灌浆施工顺序应为（）。

A.1→2→3

B.1→3→2

C.3→2→1

D.3→1→2

【答案】D

【解析】帷幕灌浆必须按分序加密的原则进行。

由三排孔组成的帷幕，应先灌注下游排孔，再灌注上游排孔，然后进行中间排孔的灌浆。

五、固结灌浆与化学灌浆

（一）固结灌浆

【注：

与帷幕灌浆的异同点】

1．灌浆方式与施工工艺

固结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。

2．灌浆技术要求

（1）灌浆孔的施工按分序加密的原则进行，可分为二序或三序施工。

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。

（2）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。

灌浆压力大于3MPa的工程，灌浆孔应分段进行灌浆。

【知识拓展：

灌浆压力在3MPa以上的灌浆称为高压灌浆】

（3）灌浆孔应采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止。

冲洗压力可为灌浆压力的80%，该值若大于lMPa时，采用lMPa。

【注：

与帷幕灌浆相同】

（4）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%。

【注：

帷幕灌浆是10%】

（5）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。

【注：

帷幕灌浆是60min】

（6）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。

（7）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。

（8）灌浆孔封孔应采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。

3．施工顺序

（1）有盖重的坝基固结灌浆应在混凝土达到强度后进行。

（2）基础灌浆宜按照先固结后帷幕顺序进行。

（3）水工隧洞中的灌浆宜按照先回填、后固结、再接缝顺序进行。

（二）化学灌浆

1．化学灌浆冻液的黏度低，流动性好，可灌性好。

2．化学灌浆一般都采用纯压式灌浆。

【例题12】某固结灌浆工程中，灌浆孔的总数为100个，则该试验孔数的数量不宜少于（）。

A.5

B.10

C.15

D.20

【答案】A

【解析】固结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。

不宜少于总孔数的5%。

【例题13】下列有关固结灌浆的施工顺序错误的是（）。

A.有盖重的坝基固结灌浆应在混凝土达到要求强度后进行

B.基础灌浆宜按照先固结后帷幕的顺序进行

C.水工隧洞中的灌浆宜按照先回填灌浆、后固结灌浆、再接缝灌浆的顺序进行

D.水工隧洞中的灌浆宜按照先帷幕灌浆、后固结灌浆、再接缝灌浆的顺序进行

【答案】D

【解析】水工隧洞中的灌浆宜按照先回填灌浆、后固结灌浆、再接缝灌浆的顺序进行。

六、高压喷射灌浆

（一）高压喷射灌浆的适用范围

高压喷射灌浆防渗和加固技术适用于软弱土层。

（二）高压喷射灌浆的基本方法

高压喷射灌浆的基本方法有：

单管法、二管法、三管法（如图1F413021-5）和新三管法等。

图1F413021-5高压喷射灌浆法施工方法

（a）单管法；（b）二管法；（c）三管法

1．单管法（14年单选）

单管法是用高压泥浆泵以20～25MPa或更高的压力。

这种方法形成凝结体的范围（桩径或延伸长度）较小，一般桩径为0.5～0.9m，板状凝结体的延伸长度可达1～2m。

其加固质量好，施工速度快，成本低。

2．二管法

二管法是用高压泥浆泵等高压发生装置产生20～25MPa或更高压力的浆液。

直径达0.8～1.5m。

3．三管法

三管法是使用能输送水、气、浆的三个通道的喷射管，从内喷嘴中喷射出压力为30～50MPa的超高压水流。

其直径一般有1.0～2.0m。

4．新三管法

新三管法是先用高压水和气冲击切割地层土体，然后再用高压浆和气对地层土体进行切割和喷入。

该法适用于含较多密实性充填物的大粒径地层。

（三）浆液材料和施工机具

1．浆液材料

高喷灌浆最常用的材料为水泥浆。

2．机具和设备

高压喷射灌浆的施工机械由钻机或特种钻机、高压发生装置等组成。

（四）高压喷射灌浆的喷射形式

高压喷射灌浆的喷射形式有旋喷、摆喷、定喷三种。

高压喷射灌浆形成凝结体的形状与喷嘴移动方向和持续时间有密切关系。

喷嘴喷射时，一面提升，一面进行旋喷则形成柱状体；一面提升，一面进行摆喷则形成哑铃体；当喷嘴一面喷射，一面提升，方向固定不变，进行定喷，则形成板状体。

三种凝结体如图1F413021-6所示。

（13、15年单选）

图1F413021-6高喷凝结体的形式

（a）旋喷体（桩）；（b）摆喷体（板墙）；（c）定喷体（薄板墙）

（五）高压喷射灌浆的施工程序

1．高压喷射灌浆的施工程序

高喷灌浆应分排分序进行。

在坝、堤基或围堰中，由多排孔组成的高喷墙应先施工下游排孔，后施工上游排孔，最后施工中间排孔。

【注：

与帷幕灌浆施工顺序一样，先下后上最后中间】

在同一排内如采用钻、喷分别进行的程序施工时，应先施工I序孔，后施工Ⅱ序孔。

先导孔应最先施工。

2．高压喷射灌浆的施工流程（如图）（16年案例）

图高压喷射灌浆施工流程示意图

（六）高压喷射灌浆的质量检验

检验内容：

包括固结体的整体性、均匀性和垂直度；有效直径或加固长度、宽度；强度特性（包括轴向压力、水平推力、抗酸碱性、抗冻性和抗渗性等）；溶蚀和耐久性能等几个方面。

检测方法：

有开挖检查、室内试验、钻孔检查、载荷试验以及其他非破坏性试验方法等。

【例题14】对于成桩直径为0.6m的高压喷射灌浆，施工方法宜采用（）。

【2014】

A.单管法

B.二管法

C.三管法

D.新三管法

【答案】A

【解析】单管法形成凝结体的范围（桩径或延伸长度）较小，一般桩径0.5～0.9m，板状凝结体的延伸长度可达1～2m。

【例题15】形状如下图所示的高压喷射灌浆凝结体，其喷射形式属于（）。

【2015】

A.旋喷

B.摆喷

C.定喷

D.混喷

【答案】C

【解析】高压喷射灌浆的喷射形式有旋喷、摆喷、定喷三种。

其中，当喷嘴一面喷射，一面提升，方向固定不变，进行定喷，则形成板状体。

题干中所示图形为定喷体。

【例题16】高压喷射灌浆凝结体形状如下图所示，其喷射形式为（）。

【2013】

A.旋喷

B.摆喷

C.定喷

D.混喷

【答案】B

【解析】高压喷射灌浆的喷射形式有旋喷、摆喷、定喷三种。

其中，喷嘴喷射时，一面提升，一面进行摆喷则形成哑铃体。

题干中所示图形为摆喷体。

1F413022防渗墙分类及施工质量检测方法

一、防渗墙的类型

水工混凝土防渗墙的类型可按墙体结构形式、墙体材料、布置方式、成槽方法和布置方式分类。

具体分类见表1F413022-1。

防渗墙的类型表表1F413022-1

分类方法

类型

墙体结构形式

桩柱型防渗墙、槽孔型防渗墙和混合型防渗墙（如图）

墙体材料

普通混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙、黏土混凝土防渗墙、塑性混凝土防渗墙和灰浆防渗墙

成槽方法

钻挖成槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙和锯槽防渗墙

布置方式

嵌固式防渗墙、悬挂式防渗墙和组合式防渗墙

水工混凝土防渗墙的结构形式

（a）槽孔型防渗墙；（b）桩柱型防渗墙；（c）混合型防渗墙

1、2、3-槽孔编号

【例题17】防渗墙的类型按墙体材料分为（）。

A.普通混凝土防渗墙

B.钢筋混凝土防渗墙

C.黏土混凝土防渗墙

D.塑性混凝土防渗墙

E.脆性混凝土防渗墙

【答案】ABCD

【解析】防渗墙按墙体材料分类：

普通混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙、黏土混凝土防渗墙、塑性混凝土防渗墙和灰浆防渗墙。

二、成槽机械

槽孔型防渗墙的施工程序：

平整场地→挖导槽→做导墙→安装挖槽机械设备→制备泥浆注入导槽→成槽→混凝土浇筑成墙等。

三、深层搅拌防渗墙检测方法

1．开挖检验。

2．取芯试验。

在墙体中取得水泥土芯样，室内养护28d，作无侧限抗压强度和渗透试验，取得抗压强度、渗透系数和渗透破坏比降等指标，试验点数不少于3点。

（16年案例）

3．注水试验。

4．无损检测。

为探测状体完整性、连续性以及判别是否存在墙体缺陷。

【例题18】【2016】

【背景资料】

某引调水枢纽工程，工程规模为中型，建设内容主要有泵站、节制闸、新建堤防、上下游河道疏浚等，泵站地基在高压旋喷桩防渗墙。

高压旋喷桩防渗墙施工方案中，高压旋喷桩的主要施工包括：

①钻孔，②试喷，③喷射提升，④下喷射管，⑤成桩。

为检验防渗墙的防渗效果，旋喷桩桩体水泥土凝固28d后，在防渗墙体中部选取一点进行钻孔注水试验。

【问题】

指出事件中，高压旋喷桩施工顺序（以编号和箭头表示）；指出并改正该事件中防渗墙注水试验做法的不妥之处。

【答案】

高压旋喷桩施工方法为钻孔①→试喷②→下喷射管④→喷射管提升③→成墙⑤。

事件中防渗墙注水试验做法不妥之处：

在防渗墙体中部选取一点钻孔进行注水试验。

改正：

应在旋喷桩防渗墙水泥土凝固前，在指定位置贴接加厚一个单元墙，待凝固28天后，在防渗墙和加厚单元墙中间钻孔进行注水试验，试验点数不少于3个点。

小结

1.软土地基分两种，特性区别莫混淆；

2.地基处理方法有很多，注意特殊与通用；

3.灌浆分类有很多，定义区分就可以；

4.帷幕与灌浆，常用注区分；

5.高压喷射灌浆很重要，工艺与图示一个都不丢；

6.防渗墙有分类，检测才是最关键。