工作任务二 岩基灌浆

灌浆是通过钻孔（或预埋管），将具有流动性和胶凝性的浆液，按一定配比要求，采用适当的压力压入地层或建筑物的缝隙中胶结硬化成整体，达到防渗、固结、增强的工程目的。灌浆按其作用可分为帷幕灌浆、固结灌浆、回填灌浆、接触灌浆、接缝灌浆、补强灌浆和裂缝灌浆等，按灌浆材料可分为水泥灌浆、黏土灌浆、沥青灌浆及化学材料灌浆等。灌浆技术在水利水电工程中应用甚为广泛。

【引例】三峡大坝基础固结灌浆及防渗帷幕工程。三峡大坝基础固结灌浆（图2-31）基本范围为坝踵和坝址各约1/4坝基宽，并对全坝基断裂构造及其交切区、裂隙密集带等地质缺陷部位加强灌浆；厂房机组段主要针对建基面上游斜坡段和下游封闭段帷幕挡水前缘进行固结灌浆。

三峡大坝防渗帷幕（图2-32）由上游侧的主帷幕和下游侧的封闭帷幕组成。上游侧主帷幕平行坝轴线布置，左端穿过大坝与船闸之间的山体接船闸防渗帷幕，右端穿过右岸地下厂房进水口至右岸山体；下游封闭帷幕左起左岸厂房机组段，右至右岸电站厂房机组段。主帷幕孔深一般60～80m，深槽坝段孔深达125m，在断裂构造等透水性较强部位，最大孔深达140m。封闭帷幕孔深一般为40～60m，深槽段孔深达84m。

左岸大坝主帷幕与封闭帷幕一般地段按单排布置，重点部位上游主帷幕按二排布置；右岸大坝主帷幕、封闭帷幕均按二排布置。对构造发育部位及灌浆异常部位进行补充加密处理。主帷幕孔距2.0m，封闭帷幕孔距2.5m；双排时排距为0.2～0.8m。钻孔孔径76mm。

一、岩基固结灌浆

大坝地基基础浅层一般破碎、多裂隙，整体性较差，为提高地基的弹性模量和抗压强度，提高其整体性，可以采用固结灌浆技术进行地基处理。

【引例】三峡大坝基础固结灌浆工程。三峡大坝基础固结灌浆基本范围为坝踵和坝址各约1/4坝基宽，并对全坝基断裂构造及其交切区、裂隙密集带等地质缺陷部位加强灌浆；厂房机组段主要针对建基面上游斜坡段和下游封闭段帷幕挡水前缘进行固结灌浆。

（一）钻探灌浆设备及灌浆材料

1.钻探灌浆设备

（1）钻探机。宜采用回转式钻机，如XY-2型液压立轴式钻机或其他各式适宜的钻机。

（2）搅拌机。常用搅拌机有ZJ-400L型、GZJ-200型高速搅拌机、NJ-100L型低速搅拌机和200L×2型双层储浆筒。

（3）灌浆泵。灌浆泵用来给浆液进行加压输送，其性能应与浆液类型、浓度相适应，容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍。

常用灌浆泵有TBW-100/100型灌浆泵或BW250/50型泥浆泵等。灌注纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵。容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍。

（4）压力表。灌浆泵和灌浆孔口处均应安设压力表测量压力值。使用压力宜为压力表最大标准值的1/4～3/4，压力表与管路之间应设隔浆装置。

（5）灌浆管路。输浆管主要有钢管及胶皮管两种，钢管适应变形能力差，不易清理，因此一般多用胶皮管，但在高压灌浆时仍须采用钢管。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。

（6）灌浆塞。灌浆塞（图2-33）又称灌浆阻塞器或灌浆胶塞，是用以隔离灌浆段和上下部联系，以免翻浆、冒浆以及不能升压而影响灌浆质量。灌浆塞的形式很多，一般应由富有弹性、耐磨性能较好的橡皮制成，应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，并且易于安装和卸除。

此外，还需自动记录仪、水泥湿磨机等设备。当灌浆压力大于3MPa时，应采用高压灌浆泵、高压灌浆塞、耐蚀灌浆阀门、钢丝编织胶管、大量程压力表、孔口封闭器或专用高压灌浆塞。

2.灌浆材料

灌浆工程中所用的浆液是由主剂（原材料）、溶剂（水或其他溶剂）及各种外加剂混合而成的。通常所说的灌浆材料，是指浆液中所用的主剂。根据所制成的浆液状态的不同，灌浆材料可分为两类：一类是粒状灌浆材料，所制浆液的固体颗粒基本上处于分散的悬浮状态，为悬浊液，如水泥、黏土、砂等；另一类是化学灌浆材料，所制成的浆液是真溶液，如环氧树脂、聚氨酯、甲凝等。

灌浆材料应根据灌浆的目的和地质条件合理选择。作为灌浆用的材料，应具有的一般特性：颗粒细度高，以便能进入岩层的裂隙、孔洞、缝隙；稳定性要好，要求浆液中的颗粒在一定的时间条件下能保持均匀分散的悬浮状态，并具有良好的流动性；胶结性强，要求浆液灌入岩层中的裂隙经过一段时间能形成坚硬的结石体，起到充填和固结的作用，而且该结石体具有一定的强度和防渗性能。

（1）基本材料。

1）灌浆用水泥。水泥是固体颗粒灌浆材料中最主要和应用最广泛的灌浆材料（图2-34）。

水泥的品种很多，灌浆工程所采用的水泥品种应根据灌浆目的、基岩地质条件以及环境水的侵蚀作用等确定，《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148—2001）规定：一般情况下，应采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥。当有耐酸或其他要求时，可采用抗酸水泥或其他类特种水泥，使用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥灌浆时，应得到设计许可。灌浆浆液水灰比不应稀于1：1（质量比）。

灌浆用水泥应具备的主要条件是强度、细度和耐蚀性。对于强度和细度，《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148—2001）中有明确规定，即回填灌浆所用的水泥标号不应低于325号，帷幕和固结灌浆所用的水泥标号不应低于425号，坝体接缝灌浆所用的水泥标号不应低于525号。帷幕灌浆和坝体接缝灌浆，对水泥细度的要求为通过80μm方孔筛的筛余量不应大于5%；当坝体接缝张开度小于5mm时，对水泥细度的要求为通过71μm方孔筛的筛余量不应大于2%。

对小于0.2mm宽度的细微裂隙，用一般水泥灌浆是没有显著效果的，这一论点已被实践所证明。这是由于水泥颗粒受到了裂隙宽度的限制。在这种情况下，进行水泥灌浆，则应采用磨细水泥或超细水泥，即将普通水泥通过各种方法研磨成颗粒更细的水泥。磨细水泥的最大粒径Dmax在35μm以下，平均粒径D50为6～10μm。超细水泥Dmax在12μm以下，D50为3～6μm。

2）砂。在灌注大裂隙和溶洞时，为了避免浆液过大地扩散流失和节省水泥，在浆液中常加入砂（图2-35），制成水泥砂浆或水泥黏土砂浆。

砂应为质地坚硬的天然砂或人工砂。所选用砂的粒度主要应根据灌注岩石中裂隙的宽度、空洞的大小、要求浆液的性能、灌注条件以及灌浆目的等而定。一般要求灌浆用的砂的粒径不大于1.0mm。《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148—2001）中规定：粒径不宜大于2.5 mm，细度模数不宜大于2.0，SO3含量不宜大于1%，含泥量不宜大于3%，有机物含量不宜大于3%。

3）粉煤灰。依照水工混凝土掺用粉煤灰技术规定，粉煤灰（图2-36）按其品质分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级。灌浆用粉煤灰等级应根据灌浆目的和对浆液的要求而定，一般宜采用Ⅰ级或Ⅱ级。水泥粉煤灰浆中使用的粉煤灰的细度应小于水泥的细度。

4）黏土和膨润土。为了改善浆液性能和节约水泥，在帷幕灌浆，特别是在砂砾石地基帷幕灌浆的浆液中，常常加入黏土。

黏土类型有高岭黏土、蒙脱黏土、伊利黏土。选择灌浆用的黏土，一般要在塑性指数、黏粒含量、粉粒含量、含砂量等方面符合要求：塑性指数大于17；黏粒（粒径小于0.005mm）含量不少于40%～50%；粉粒（粒径0.005～0.05mm）含量一般不多于45%～50%；含砂量（粒径0.05～0.25mm）不大于5%。由于受灌岩层地质条件的不同，对黏土性能指标的要求也应因之而异。

膨润土（图2-37）作为水泥浆中的外加剂，可以提高浆液稳定性、触变性，降低析水性。作为水泥黏土浆中的掺合料，不仅可以大大地改善浆液性能，而且因其是干料，配浆工艺也简单。

灌浆所用膨润土的质量标准可参照《石油天然气行业标准钻进液用膨润土》（SY/T 5060—9311），将膨润土分为三个级别，一般可采用二级膨润土。

5）外加剂。灌浆工程中，为了改善浆液相关性能，可适当添加相应外加剂，如速凝剂、减水剂、稳定剂等。

速凝剂（图2-38）可以加速水泥水化作用的发生，缩短产生水化热时间，增进早期强度。在灌浆工程中，当需要水泥浆早期很快凝结时，可视具体情况，在浆液中掺加一定量的速凝剂。在水泥浆中，一般常用的速凝剂有氯化钙、水玻璃等。

减水剂可以改善浆体的流动性和分散性。《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148—2001）明确规定，拌制细水泥浆和稳定浆液应加入减水剂和采用高速搅拌机。灌浆施工中常用的有萘磺酸盐和木质素磺酸盐。

稳定剂经常用的是膨润土。

（2）灌注浆液。

1）黏土浆液。黏土浆液主要是黏性土（黏土、壤土、砂壤土）与水（有时还添外加剂和掺合料等）经过搅拌分散而成的悬浊的混合体浆液。黏土浆在灌浆和防渗墙工程中的应用有三个方面：造孔时泥浆固壁、充填和劈裂灌浆以及黏土防渗墙。泥浆固壁要求黏土颗粒越多越好，一般用纯黏土和膨润土；灌浆和黏土防渗墙以防渗为目的，用一般黏土，有时壤土也可满足要求。

泥浆的性能根据不同的用途、不同的地层和不同的施工情况，对其指标有不同的要求，详见表2-1。

表2-1中列出的泥浆流动状态指标是指新拌制的黏土浆，且是拌和均匀后即作试验取得的指标；凝结状态的指标为28d的试验指标。考虑到现场施工条件比实验室条件差，所以在选择灌浆材料性能时，应比实验室指标要求高一些。

黏土浆的配合比，可参考相关数据，干土配制泥浆每立方米泥浆用量可参考表2-2。

表2-2中，黏土土粒密度为2.72g／cm3，表中土重为干重。如采用湿土，应考虑含水量和湿土重。

黏土浆制作，可采用干法制浆法，可参考表2-2配制。第一种情况：已知泥浆水土比，查泥浆密度和每立方米泥浆所需的干土重和水重。第二种情况：已知泥浆密度，查水土比和每立方米泥浆所需的干土重和水重。

对于含水土的制浆，将具有天然含水量，并适于运输破碎过筛的细粒黏性土，投入高速搅拌机加水拌成泥浆。与干法不同的是要考虑天然含水量的影响。已知黏土含水量和水土比，求出加水系数K（配制泥浆的加水量与用来拌浆的湿土重之比），乘以湿土重即为加水量，计算比较方便。

2）水泥浆液。以水泥为主料，用水调剂成浆液或根据需要添加一定量的附加剂的浆液为纯水泥浆，是目前工程中最常用的灌浆材料。

改善纯水泥浆性能的方法如表2-3所示。

3）水泥黏土浆。在水泥中加黏土和水拌制或在黏土浆中加水泥配制成水泥黏土浆。黏土掺量视工程实际情况而定，一般黏土掺量占水泥量大于10%，有时黏土掺量是水泥量的3～4倍。

水泥黏土浆兼有黏土浆与水泥浆的优点，并且优缺点能得到一定程度的互补。水泥黏土浆有如下特点：

a.黏土颗粒比水泥颗粒细，具有特殊的物理化学作用，所以水泥黏土浆流动性、稳定性好，析水率低，可灌性比水泥浆好，可以灌入0.1～0.2mm的裂隙或孔隙。

b.结石强度比水泥浆低，渗透系数一般比纯水泥浆要小，强度、抗渗性能比纯黏土浆要高得多。

c.弹性模量较低，能适应土体变形，且又具有一定强度。

d.性能与配方调整范围大，渗透系数比较小且变化不大。

4）水泥砂浆及水泥黏土砂浆。

a.水泥砂浆。在有宽大裂隙、溶洞、地下水流速大、耗浆量大的岩层中灌浆时，采用水泥砂浆灌注。水泥砂浆具有浆液流动度较小，不易流失，结石强度高，黏结力强，耐久性和抗渗性好等优点。水泥砂浆中，水与水泥的比值宜等于或小于1：1，否则砂易沉淀。为防止和减少其沉淀，宜加入少量膨润土、塑化剂、粉煤灰等。

b.水泥黏土砂浆。水泥黏土砂浆中水泥起加大固结强度的作用，黏土起促进浆液稳定的作用，砂起填充裂隙空洞的作用。拌制水泥黏土砂浆时，宜先制成水泥黏土浆而后加入砂。

5）水泥水玻璃浆。水泥浆中加入水玻璃，有两种作用：一是将水玻璃作为速凝剂，促使浆液凝结；二是作为浆液的组成成分。水玻璃与水泥浆中的氢氧化钙起作用，生成具有一定强度的凝胶体——水化硅酸钙。水泥浆随水玻璃加入量的增加，凝结时间逐渐缩短，当超过一定比值后，凝结时间随水玻璃加入量的增加转变为逐渐延长。

（二）固结灌浆施工技术

固结灌浆是对水工建筑物基础浅层破碎、多裂隙的岩石进行灌浆处理，改善其力学性能，提高岩石弹性模量和抗压强度。

固结灌浆的范围主要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而定。对于重力坝，基础岩石比较良好时，一般仅在坝基内的上游和下游应力大的地区进行固结灌浆；坝基岩石普遍较差，而坝又较高的情况下，则多进行坝基全面的固结灌浆，有的工程甚至在坝基以外的一定范围内，也进行固结灌浆。

1.灌浆施工工艺

（1）钻孔的布置。

1）无混凝土盖重固结灌浆，钻孔的布置有规则布孔和随机布孔两组。规则布孔形式有方格形布孔和梅花形布孔两种，如图2-39、图2-40所示。

2）有盖重固结灌浆，钻孔布置按方格形和六角形布置，如图2-39、图2-41所示。一般在断层地区采用梅花形布孔。

（2）固结灌浆钻孔。钻孔方法要考虑孔深的情况。固结灌浆孔的深度一般是根据地质条件、大坝的情况以及基础应力的分布等多种条件综合考虑而定的。固结灌浆孔依据深度的不同可分为以下三类：

1）浅孔固结灌浆。是为了普遍加固表层岩石，固结灌浆面积大、范围广。孔深多为5m左右。可采用风钻钻孔，全孔一次灌浆法灌浆。

2）中深孔固结灌浆。是为了加固基础较深处的软弱破碎带以及基础岩石承受荷载较大的部位。孔深5～15m，可采用大型风钻或其他钻孔方法，孔径多为50～65mm。灌浆方法可采用全孔一次灌浆或分段灌浆。

3）深孔固结灌浆。在基础岩石深处有破碎带或软弱夹层，裂隙密集且深，而坝又比较高，基础应力也较大的情况下，常需要进行深孔固结灌浆。孔深15m以上，常用钻机进行钻孔，孔径多为75～91mm，采用分段灌浆法灌浆。

（3）钻孔冲洗。

固结灌浆施工，钻孔冲洗十分重要，特别是在地质条件较差、岩石破碎、含有泥质充填物的地带，更应重视这一工作。固结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%。地质条件复杂，多孔串通以及设计对裂隙冲洗有特殊要求时，冲洗方法宜通过现场灌浆试验或由设计确定。冲洗的方法有单孔冲洗和群孔冲洗两种。

1）单孔冲洗。单孔冲洗仅能冲净钻孔本身和钻孔周围较小范围内裂隙中的填充物，因此此法适用于较完整的、裂隙发育程度较轻、充填物情况不严重的岩层。

单孔冲洗有高压压水冲洗、高压脉动冲洗和扬水冲洗方法。

高压压水冲洗。整个过程在大的压力下进行，以便将裂隙中的充填物向远处推移或压实，但要防止岩层抬动变形。如果渗漏量大，升不起压力，就尽量增大流量，加大流速，增强水流冲刷能力，使之能携带充填物走得远些。

高压脉动冲洗。首先用高压冲洗，压力为灌浆压力的80%～100%，连续冲洗5～10min后，孔口压力迅速降到零，形成反向脉冲流，将裂隙中的碎屑带出，回水呈浑浊色。当回水变清后，升压用高压冲洗，如此一升一降，反复冲洗，直至回水洁净后，延续10～20min为止。

扬水冲洗。将管子下到孔底，上接风管，通入压缩空气，使孔内的水和空气混合，由于混合水体的密度轻，孔内的水向上喷出孔外。孔内的碎屑随之喷出孔外。该法适合于地下水位较高的情况，如果扬水冲洗时孔内水位下降较多，可适当通入部分水量，进行水气扬水冲洗。

2）群孔冲洗。群孔冲洗是把两个以上的孔组成一组进行冲洗，可以把组内各钻孔之间岩石裂隙中的充填物清除出孔外，如图2-42所示。

群孔冲洗主要是使用压缩空气和压力水。冲洗时，轮换地向某一个或几个孔内压入气、压力水或气水混合体，使之由另一个孔或另几个孔出水，直到各孔喷出的水是清水后停止。

（4）压水试验。固结灌浆孔灌浆前的压水试验应在裂隙冲洗后进行，试验孔数不宜少于总孔数的5%，选用一个压力阶段，压力值可采用该灌浆段灌浆压力的80%（或100%）。压水的同时，要注意观测岩石的抬动和岩面集中漏水情况，以便在灌浆时调整灌浆压力和浆液浓度。

（5）灌浆施工。

1）固结灌浆施工时间及次序。固结灌浆，工程量也常较大，是筑坝施工中一个必要的工序。固结灌浆施工最好是在基础岩石表面浇筑有混凝土盖板或有一定厚度的混凝土，且在已达到其设计强度的50%后进行。

固结灌浆施工的特点是“围、挤、压”，就是先将灌浆区圈围住，再在中间插孔灌浆挤密，最后逐序压实。这样易于保证灌浆质量。固结灌浆的施工次序必须遵循逐渐加密的原则。先钻灌第Ⅰ次序孔，再钻灌第Ⅱ次序孔，依次类推。这样可以随着各次序孔的施工，及时地检查灌浆效果。

2）固结灌浆施工方法。固结灌浆施工以一台灌浆机灌一个孔为宜。必要时可以考虑将几个吸浆量小的灌浆孔并联灌浆，严禁串联灌浆。并联灌浆的孔数不宜多于四个。

固结灌浆宜采用循环灌浆法。可根据孔深及岩石完整情况采用一次灌浆法或分段灌浆法。

3）灌浆压力。灌浆压力直接影响着灌浆的效果，在可能的情况下，以采用较大的压力为好。但浅孔固结灌浆受地层条件及混凝土盖板强度的限制，往往灌浆压力较低。

一般情况下，浅孔固结灌浆压力，在坝体混凝土浇筑前灌浆时，可采用0.2～0.5MPa，浇筑1.5～3m厚混凝土后再灌浆时，可采用0.3～0.7MPa。在地质条件差或软弱岩石地区，根据具体情况还可适当降低灌浆压力。深孔固结灌浆时，各孔段的灌浆压力应提高，可参考帷幕灌浆孔压力。

固结灌浆过程中，要严格控制灌浆压力。循环式灌浆法是通过调节回浆流量来控制灌浆压力的，纯压式灌浆法则是直接调节压入流量。固结灌浆当吸浆量较小时，可采用“一次升压法”，尽快达到规定的灌浆压力；而在吸浆量较大时，可采用“分级升压法”，缓慢地升到规定的灌浆压力。

在调节压力时，要注意岩石的抬动，特别是基础岩石的上面已浇筑有混凝土时，更要严格控制抬动，以防止混凝土产生裂缝，破坏大坝的整体性。

4）浆液浓度控制。灌浆开始时，一般采用稀浆开始灌注，根据单位吸浆量的变化，逐渐加浓。固结灌浆液浓度的变换比帷幕灌浆可简单一些。灌浆开始后，尽快地将压力升高到规定值，灌注500～600L，单位吸浆量减少不明显时，即可将浓度加大一级。在单位吸浆量很大、压力升不上去的情况下，也应采用限制进浆量的办法。

5）固结灌浆结束标准与封孔。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。固结灌浆孔封孔应采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。

6）固结灌浆效果检查。固结灌浆完成后，应当进行灌浆质量和固结效果的检查，检查的方法和标准应视工程的具体情况和灌浆的目的而定。经检查不符合要求的地段，根据实地情况，认为有必要时，需加密钻孔，补充灌浆。

二、岩基帷幕灌浆

对于高水头大坝，地基渗漏是一个不可回避的问题，用工程手段进行渗流控制是目前较为可行的现实手段，如在大坝地基内布置灌浆孔，通过灌浆形成地下帷幕墙来进行渗流控制，这样，在空间上，地下帷幕与地上大坝共同组成一个很大的挡水面。

【引例】三峡大坝基础防渗帷幕工程。三峡大坝防渗帷幕由上游侧的主帷幕和下游侧的封闭帷幕组成。上游侧主帷幕平行坝轴线布置，左端穿过大坝与船闸之间的山体接船闸防渗帷幕，右端穿过右岸地下厂房进水口至右岸山体；下游封闭帷幕左起左岸厂房机组段，右至右岸电站厂房机组段。主帷幕孔深一般60～80m，深槽坝段孔深达125m，在断裂构造等透水性较强部位，最大孔深达140m。封闭帷幕孔深一般为40～60m，深槽段孔深达84m。

左岸大坝主帷幕与封闭帷幕一般地段按单排布置，重点部位上游主帷幕按二排布置；右岸大坝主帷幕、封闭帷幕均按二排布置。对构造发育部位及灌浆异常部位进行补充加密处理。主帷幕孔距2.0m，封闭帷幕孔距2.5m；双排时排距为0.2～0.8m。钻孔孔径76mm。

对于透水性强的基岩，采用灌浆帷幕防渗效果显著。根据多年实践经验，在透水性较大地段，防渗帷幕常能使坝基幕后扬压力降低到0.5H（H为水头）左右；防渗帷幕再结合排水则可降低到（0.2～0.3）H；若再采取抽排措施，扬压力将会更小，对坝体的稳定和防渗非常有利。

帷幕孔常布置在坝基内靠近上游侧，一般布置1～2排，通过向孔内灌注浆液，相邻孔内的浆液扩散后相互搭接，在地基内形成一道连续的地下帷幕墙。其施工工艺基本流程为钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆施工、质量检查等。

1.钻孔

帷幕灌浆孔宜采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头钻进（图2-43），钻孔位置与设计位置的偏差不得大于1%。孔深应符合设计规定，帷幕灌浆孔宜选用较小的孔径，钻孔孔径上下均一、孔壁平直完整；必须保证孔向准确；帷幕灌浆孔应进行孔斜测量，发现偏斜超过要求应及时纠正或采取补救措施。

垂直的或顶角小于5°的帷幕灌浆孔，其孔底的偏差值不得大于表2-4中的规定。

孔深大于60m时，孔底最大允许偏差值应根据工程实际情况并考虑帷幕的排数具体确定，一般不宜大于孔距。顶角大于5°的斜孔，孔底最大允许偏差值可根据实际情况按表2-4中规定适当放宽，方位角偏差值不宜大于5°。

钻孔遇有洞穴、塌孔或掉钻而难以钻进时，可先进行灌浆处理，而后继续钻进。如发现集中漏水，应查明漏水部位、漏水量和漏水原因，经处理后，再行钻进。钻进结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时，孔口均应堵盖，妥善保护。

钻进施工应注意：

按照设计要求进行孔位测量放样，孔位的偏差一般不宜大于10cm；钻进时，要严格按照规定的方向钻进，并采取一切措施保证钻孔方向正确；孔径力求均匀，以免灌浆或压水时栓塞塞不严，漏水返浆，造成施工困难。在各钻孔中，均要计算岩心采取率。检查孔中，更要注意岩心采取率，并观察岩心裂隙中有无水泥结石及其填充和胶结的情况如何，以便逐序反映灌浆质量和效果；检查孔的岩心一般应予保留。灌浆孔的岩心，一般在描述后再行处理，是否要有选择性地保留，应在灌浆技术要求文件中加以说明；凡未灌完的孔，在不工作时，一定要把孔顶盖住并保护，以免掉入物件；应准确、详细、清楚地填好钻孔记录。

2.钻孔冲洗

（1）洗孔。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。帷幕灌浆孔（段）在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，采用1MPa。

洗孔的目的是将残存在孔底岩粉和黏附在孔壁上的岩粉、铁砂碎屑等杂质冲出孔外，以免堵塞裂隙的通道口而影响灌浆质量。钻孔钻到预定的段深并取出岩心后，将钻具下到孔底，用大流量水进行冲洗，直至回水变清，孔内残存杂质沉淀厚度不超过10～20cm时，结束洗孔。

（2）冲洗。冲洗的目的是用压力水将岩石裂隙或空洞中所充填的松软、风化的泥质充填物冲出孔外，或是将充填物推移到需要灌浆处理的范围外，这样裂隙被冲洗干净后，利于浆液流进裂隙并与裂隙接触面胶结，起到防渗和固结作用。使用压力水冲洗时，在钻孔内一定深度需要放置灌浆塞，冲洗有单孔冲洗和群孔冲洗两种方式。

3.压水试验

压水试验应在裂隙冲洗后进行。简易压水试验可在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。压力可为灌浆压力的80%，该值若大于1MPa，采用1MPa。压水20min，每5min测读一次压入流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。帷幕灌浆采用自下而上分段灌浆法时，先导孔仍应自上而下分段进行压水试验。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试验。

4.灌浆施工

（1）灌浆方法。

1）灌浆方法按浆液的灌注流动方式分为纯压式和循环式（图2-44）。纯压式浆液全扩散到岩石的裂隙中去，不再返回灌浆桶，适用于裂隙发育而渗透性大的孔段；循环式浆液在压力作用下进入孔段，一部分进入裂隙扩散，余下的浆液经回浆管路流回到浆液搅拌筒中去。循环式灌浆使浆液在孔段中始终保持流动状态，减少浆液中颗粒沉淀，灌浆质量高，国内外大坝岩石地基的灌浆工程大都采用此法。

2）按灌浆孔中灌浆程序可分为一次灌浆和分段灌浆两种方法。

一次灌浆用在灌浆深度不大，孔内岩性基本不变，裂隙不大而岩层又比较坚固的情况下，可将孔一次钻完，全孔段一次灌浆。

分段灌浆用在灌浆孔深度较大，孔内岩性又有一定变化而裂隙又大时，因为裂隙性质不同的岩层需用不同浓度的浆液进行灌浆，而且所用的压力也不同。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。在这种情况下，可将灌浆孔划分为几段，分别采用自上而下或自下而上的方法进行灌浆。灌浆段长度一般保持在5m左右。

自上而下分段灌浆法的施工步骤见图2-45。这种方法的灌浆孔只钻到第一孔段深度后，即进行该段的冲洗、压水试验和灌浆工作。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。依次反复，直到设计深度。此法的缺点是钻机需多次移动，每次钻孔要多钻一段水泥结石，同时必须等上一段水泥浆凝固后方能进行下一段的工作。其优点是：从第二孔段以下各段灌浆时可避免沿裂隙冒浆；不会出现堵塞事故；上部岩石经灌浆提高了强度，下段灌浆压力可逐步加大，从而扩大灌浆有效半径，进一步保证了质量。此外，也可避免孔壁坍塌事故。

自下而上分段灌浆的灌浆孔，可一次钻到设计深度。用灌浆塞按规定段长由下而上依次塞孔、灌浆，直到孔口，如图2-46所示。此法允许上段灌浆紧接在下段结束时进行，这样可不用搬动灌浆设备，比较方便。

上述分段灌浆的两种方法，如果地表岩层比较破碎，下部岩层比较完整，在一个孔位可将两种方法混合使用，即上部采用自上而下、下部采用自下而上的方法来进行灌浆。

（2）灌浆材料的选择和浆液浓度的控制。岩石地基的灌浆一般都采用水泥灌浆。水泥品种的选择及其质量要求：对无侵蚀性地下水的岩层，多选用普通硅酸盐水泥；如遇有侵蚀性地下水的岩层，以采用抗硫酸盐水泥或矾土水泥为宜。水泥的标号应大于32.5等级。为提高岩基灌浆的早期强度，我国坝基帷幕灌浆一般多用42.5等级水泥。对水泥细度的要求为水泥颗粒的粒径要小于1/3岩石裂隙宽度，灌浆才易生效。一般规定，灌浆用的水泥细度，应能保证通过0.08mm孔径标准筛孔的颗粒质量不小于85%～90%。

灌浆过程中，必须根据吸浆量的变化情况，适时调整浆液的浓度，使岩层的大小裂隙既能灌满又不浪费。开始时用最稀一级浆液，在灌入一定的浆量没有明显减少时，即改为用浓一级的浆液进行灌注，如此下去，逐级变浓直到结束。

（3）灌浆压力及其控制。一般均采用高压灌浆。大型工程和地质条件复杂时，灌浆压力宜通过灌浆试验确定。

灌浆压力通常是指作用在灌浆段中部的压力。确定灌浆压力的原则是：在不致破坏基岩和坝体的前提下，尽可能采用比较高的压力。使用较高的压力有利于提高灌浆质量和效果，但是灌浆压力也不能过高，否则会使裂隙扩大，引起岩层或坝体的抬动变形。灌浆压力的大小与孔深、岩层性质和灌浆段上有无压重等因素有关，国内工程目前常用下式进行计算：

式中 p——灌浆压力，Pa；

p0——基岩表层的允许压力，Pa，可由表2-5中查得；

D——灌浆段以上岩层的厚度，m；

M——灌浆段以上岩层每增加1m所能增加的压力，Pa/m，也可由表2-5查得；

h——灌浆孔以上压重的厚度，m；

γ——压重的密度，kg/m3；

K——系数，可选用1～3。

根据公式或以往类似工程经验所确定的灌浆压力，只能作为事先估算的一种依据。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。

灌浆的结束条件用两个指标来控制：一个是残余吸浆量，又称最终吸浆量，即灌到最后的限定吸浆量；另一个是闭浆时间，即在残余吸浆量的情况下，保持设计规定压力的延续时间。

国内帷幕灌浆工程中，大多规定：在设计规定的压力之下，灌浆孔段的单位吸浆量小于0.2～0.4L/min，延续30～60min以后，就可结束灌浆。

有的工程，由于岩层的细小裂隙过多，在高压作用下，后期吸浆量虽不大，但延续时间很长，仍达不到结束标准，且回浆有逐渐变浓的现象。这说明受灌的细小裂隙只进水不进浆，或只有细水泥颗粒灌入而粗颗粒灌不进。在这种情况下，或者改变水泥细度，或者经过两次稀释浓浆而仍达不到结束标准，确认只进水不进浆时，再延续10～30min，就结束灌浆。

5.回填封孔技术措施

在各孔灌浆完毕后，均应很好地将钻孔严密填实。回填材料多用水泥浆或水泥砂浆。砂的粒径不大于1～2mm，砂的掺量一般为水泥的0.75～2倍。水灰比为0.5：1或0.6：1。机械回填法是将胶管（或铁管）下到钻孔底部，用泵将砂浆或水泥浆压入，浆液由孔底逐渐上升，将孔内积水顶出，直到孔口冒浆为止。要注意的是软管下端必须经常保持在浆面以下。人工回填法与机械压浆回填法相同，但因浆液压力较小，封孔质量难以保证。

6.特殊情况的处理方法

（1）灌浆中断的处理方法。

1）因机械、管路、仪表等出现故障而造成灌浆中断时，应尽快排除故障，立即恢复灌浆。否则应冲洗钻孔，重新灌浆。

2）恢复灌浆时，如注入量较中断前减少较多，应使用开灌比级的浆液进行灌注。

3）恢复灌浆后，若停止吸浆，可用高于灌浆压力0.14MPa的高压水进行冲洗而后恢复灌浆。

（2）串浆处理方法。

1）相邻两孔段均具备灌浆条件时，可同时灌浆。

2）相邻两孔段有一孔段不具备灌浆条件，首先给被串孔段充满清水，以防水泥浆堵塞凝固，影响未灌浆孔段的灌浆质量，并用大于孔口管的实心胶塞放在孔口管上，用钻机立轴钻杆压紧。

（3）冒浆处理方法。

1）混凝土地板面裂缝处冒浆，可暂停灌浆，用清水冲洗干净冒浆处，再用棉纱堵塞。

2）冲洗后用速凝水泥或水泥砂浆捣压封堵，再进行低压、限流、限量灌注。

（4）漏浆处理方法。

1）浆液沿延伸较远的大裂隙通道渗漏在山体周围，可采取长时间间歇（一般在24h以上）待凝灌浆方法灌注。如一次不行，再进行二次间歇灌注。

2）浆液沿大裂隙通道渗漏，但不渗漏到山体周围，可采用限压、限流与短时间间歇（约10min）灌浆。如达不到要求，可采取长时间间歇待凝，然后限流逐渐升压灌注。一般反复1～2次即可达到结束标准。

7.质量检查

（1）质量评定。灌浆质量的评定，以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料测试成果的分析，进行综合评定。每段压水试验值满足规定要求即为合格。

（2）检查孔位置的布设。

1）一般在岩石破碎、断层、裂隙、溶洞等地质条件复杂的部位，注入量较大的孔段附近，灌浆情况不正常以及经分析资料，认为对灌浆质量有影响的部位。

2）检查孔在该部位灌浆结束3～7d后就可进行。采用自上而下分段进行压水试验，压水压力为相应段灌浆压力的80%。检查孔数量为灌浆孔总数的10%，每一个单元至少应布设一个检查孔。

（3）压水试验检查。坝体混凝土和基岩接触段及其下一段的合格率应为100%，以下各段的合格率应在90%以上；不合格段透水率值不得超过设计规定值的100%，且不集中，灌浆质量可认为合格。

（4）抽样检查。对封孔质量宜进行抽样检查。