高效施工技巧：灌浆工艺优化

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：要求搅拌筒能连续地进行高速搅拌，保证灌浆不间断地工作，桶内水泥浆不产生分离和沉淀。此外，裂隙大则吸浆量大，灌浆泵不易达到冲洗和灌浆所需的压力，从而不能保证灌浆质量。经过待凝规定时间后，再钻开孔内水泥结石，继续向下钻第二孔段，进行第二孔段的冲洗、压水试验和灌浆工作。在实际工程中，由于具体条件千变万化，灌浆压力往往需要通过试验来确定，并在灌浆施工中进一步检验和调整。

（一）灌浆方法

砂砾石地基灌浆孔除打管外，都是铅直向钻孔，造孔方式主要有冲击钻进和回转钻进两类。地基防渗帷幕灌浆的方法可分为以下几种。

1.打管灌浆

灌浆管由钢管、花管、锥形管头组成，用吊锤或振动沉管的方法打入砂砾石地基受灌层。每段在灌浆前，用压力水冲洗，将土、砂等杂质冲出地表或压入地层灌浆区外部。采用纯压式或自流式压浆，自下而上、分段拔管、分段灌浆，直到结束。此法设备简单，操作方便，适于覆盖层较浅、砂石松散及无大孤石的临时工程。施工程序见图12-8。

2.套管灌浆

此法是边钻孔边下套管进行护壁，直到套管下到设计深度；然后将钻孔冲洗干净，下灌浆管，再拔起套管至第一灌浆段顶部，安灌浆塞，压浆灌注。自下而上、逐段拔管、逐段灌浆、直到结束。其施工程序见图12-9。

3.循环灌浆

循环灌浆是一种自上而下，钻一段灌一段，无需待凝，钻孔与灌浆循环进行的灌浆方法。钻孔时需用黏土浆固壁，每个孔段长度视孔壁稳定和渗漏大小而定，一般取1～2m。此方法不设灌浆塞，而是在孔口管顶端封闭。孔口管设在起始段上，具有防止孔口坍塌、地表冒浆，钻孔导向的作用，以提高灌浆质量。工艺过程见图12-10。

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图12-8　打管灌浆程序

（a）打管；（b）冲洗；（c）自流灌浆；（d）压力灌浆
1—管锥；2—花管；3—钢管；4—管帽；5—打管锤；6—冲洗用水管；7—注浆管；8—浆液面；9—压力表；10—进浆管；11—盖重层

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图12-9　套管灌浆程序

（a）钻孔下套管；（b）下灌浆管；（c）拔套管灌第一段浆；（d）拔套管灌第二段浆；（e）拔套管灌第三段浆
1—护壁套管；2—灌浆管；3—花管；4—止浆塞；5—灌浆段；6—盖重层

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图12-10　循环灌浆

1—灌浆管（钻杆）；2—钻机竖轴；3—封闭器；4—孔口管；5—混凝土封门；6—防浆环（麻绳缠箍）；7—射浆花管；8—孔口管下花管；9—盖重层；10—回浆管；11—压力表；12—进浆管

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图12-11　预埋花管灌浆

1—灌浆管；2—花管；3—射浆孔；4—灌浆段；5—双栓灌浆塞；6—铅丝（防滑环）；7—橡皮圈；8—填料

4.预埋花管灌浆

在钻孔内预先下入带有射浆孔的灌浆花管，花管外与孔壁之间的空间注入填料，在灌浆管内用双层阻浆器分段灌浆。其工艺过程为：钻孔及护壁→清孔更换泥浆→下花管和下填料→开环→灌浆，见图12-11。

一般用回转式钻机钻孔，下套管护壁或泥浆护壁；钻孔结束后，清除孔内残渣，更换新鲜泥浆；用泵灌注花管与套管空隙内的填料，边下料、边拔管、边浇筑，直到全部填满将套管拔出为止；孔壁填料待凝5～15d，具有一定强度后，压开花管上的橡皮圈，压裂填料形成通路，称为开环；然后用清水或稀浆灌注5～10min，开始灌浆，完成每一排射浆孔（即一个灌浆段）的灌浆后，进行下一段开环灌浆。

（二）灌浆段长与灌浆压力

灌浆段长决定于地层渗透性、孔壁稳定性及施工方法，一般均较基岩灌浆段要短。采用预埋花管法灌浆时，段长仅为0.33～0.50m；采用其他方法时，段长也不宜超过2～3m。

灌浆压力因灌浆段所处位置的不同也有所不同，一般讲，下部压力较上部压力大；后序孔较前序孔压力大；内排孔比外排孔压力大。

另外，要注意所使用的压力既要满足对灌浆质量的要求，又不致引起地表抬动过大，同时要防止浆液过度流失。灌浆过程中，主要根据砂砾石层各段吸浆量情况，相应地控制压力，一般由小到大，当有升压条件时，应尽快达到压力值。

（三）灌浆结束条件

灌浆结束条件有两种，第一种是灌浆直至不吸浆或最终吸浆量小于一定值时即结束灌浆。一般最终吸浆量控制在1～2L/min，然后继续灌注30min即可结束。此条件适用于渗透性较好和多排孔内的中排孔灌浆。第二种是不论压力大小，只要灌入孔段内的干料量已累计达到规定的限量时，即结束灌浆。

当帷幕由多排孔组成，且砂砾石层吸浆量大时，则其边排孔多采用限量灌注，中间排孔原则上仍应灌至不吸浆或吸浆量小于一定值，即第一种结束条件。

关于干料限量的多少，在一般地质条件下，孔距为3m的灌浆孔，其干料控制量多为3～5t/m。

（四）防止地表抬动措施

在灌浆时，如使用压力过大，常易产生一定量的地面抬动变形。防止或减少地表抬动的措施主要有以下几条：

（1）在靠近砂砾石层表面的灌浆段灌纯水泥浆，较快地造成坚固抗压的盖重层。

（2）增加表层灌浆孔密度，可增加上部地层的密实性。