20xx一级建造师水利水电专业讲义(编辑修改稿)

20xx一级建造师水利水电专业讲义(编辑修改稿)内容摘要：

能力差、沉陷大、 17 触变性强等特点，在外界的影响下很易变形。 二、水工建筑物对地基基础的基本要求 强度。 能够承受上部结构传递的应力。 整体性和均一性。 能够防止基础的滑动和不均匀沉陷。 抗渗性。 能够避免发生严重的渗漏和渗透破坏。 耐久性。 能 够防止在地下水长期作用下发生侵蚀破坏。 1F413012 掌握地基处理的方法 水利水电工程地基处理的基本方法主要有开挖、灌浆、防渗墙、桩基础、锚固，还有置换法、排水法以及挤实法等。 （一）开挖 开挖处理是将不符合设计要求的覆盖层、风化破碎有缺陷的岩层挖掉，是地基处理 最通用的方法。 （二）灌浆 灌浆是利用灌浆泵的压力，通过钻孔、预埋管路或其他方式，把具有胶凝性质的材料（水泥）和掺合料（如黏土等）与水搅拌混合的浆液或化学溶液灌注到岩石、土层中的裂隙、洞穴或混凝土的裂缝、接缝内，以达到加 固、防渗等工程目的的技术措施。 （三）防渗墙 防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，以泥浆固壁，孔内浇灌混凝土或其他防渗材料等，或安装预制混凝土构件，而形成连续的地下墙体。 也可用板桩、灌注桩、旋喷桩或定喷桩等各类桩体连续形成防渗墙。 （四）置换法 置换法是将建筑物基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，换填无侵蚀性及低压缩性的散粒材料，从而加速软土周结的一种方法。 （五）排水法 排水法是采取相应措施如砂垫层、排水井、塑料多孔排水板等，使软基表层或内部形成水平或垂直排水通道，然后在 土壤自重或外荷压载作用下，加速土壤中水分的排除，使土壤固结的一种方法。 （六）挤实法 挤实法是将某些 填料如砂、碎石或生石灰 等用 冲击、振动或两者兼而有之的方法 压入土中，形成 一个个的柱体 ，将原土层挤实，从而增加地基强度的一种方法。 （七）桩基础 可将建筑物荷载传到深部地基，起增大承载力，减小或调整沉降等作用。 桩基础有 打入桩、灌注桩、旋喷桩及深层搅拌桩。 将不同材料制作的桩，采用不同工艺打人、振入或插人地基。 向使用不同工艺钻出不同形式的钻孔内，灌注砂、砾石（碎石） 或混凝土，建成砂桩、砾（碎）石桩或混凝土灌注桩。 利用高压旋喷射流，将地层与水泥基质浆液搅动混合而成的圆断面桩。 以机械旋转方法搅动地层，同时注入水泥基质浆液或喷入水泥干粉，在松散细颗粒地层内形成的桩体。 1F413020 灌浆与防渗墙施工 1F413021 掌握灌浆施工要求 18 一、灌浆分类 （一）按灌浆材料分类 按浆液材料主要分为 水泥灌浆、黏土灌浆和化学灌浆 等。 （二）按灌浆目的分类 按灌浆目的分为 帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、接缝灌浆和回填灌浆 等。 帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成防水幕，以 减小渗流量或降低扬压力 的灌浆。 用浆液灌入岩体裂隙或破碎带，以 提高岩体的整体性和抗变形能力 的灌浆。 通过浆液灌入混凝土与基岩或混凝土与钢板之间的缝隙，以 增加接触面结合能力 的灌浆。 通过埋设管路或其他方式将浆液灌入混凝土坝体的接缝，以 改善传力条件增强坝体整体性的 灌浆。 用浆液填充混凝土与围岩或混凝土与钢板之间的空隙和孔洞，以 增强围岩或结构的密实性 的灌浆。 19 二、钻孔灌浆用的机械设备 （一）钻孔机械 钻孔机械主要有回转式、回转冲击式、冲击式三大类。 目前用得最多的是回转式钻机，其次是回转冲击式钻机，纯冲击式钻机用得很少。 （二）灌浆机械 灌浆机械主要有灌浆泵、浆液搅拌机及灌浆记录仪等。 三、灌浆方式和灌浆方法 （一）灌浆方式 灌浆方式有纯压式（图 1F413021— 1a）和循环式（图 1F413021— 1b）两种。 纯压式灌浆是指浆液注入孔段内和岩体裂隙中，不再返回的灌浆方式。 这种 方式 设备简单，操作方便；但浆液流动速度较慢，容易沉淀，堵塞岩层缝隙和管路，多用于吸浆量大，并有大裂隙存在和孔深不超过 15m 的情况。 循环式灌浆是指浆液通过射浆管注人孔段内，部分浆液渗入到岩体裂隙中，部分浆液通过回浆管返回，保持孔段内的浆液呈循环流动状态的灌浆方式。 这种方式一方面使浆液保持流动状态，可 防止水泥沉淀，灌浆效果好 ；另一方面可以 根据进浆和回浆液比重的差值，判断岩层吸收水泥的情况。 图 1F413021— 1 浆液灌注方式 （ a）纯压式；（ 6）循环式 1 一水； 2 一拌浆筒； 3 一灌浆泵； 4 一压力表 5 一灌浆管； 6 一灌浆塞； 7 一回浆管 （二）灌浆方法 灌浆方法可分为 全孔一次灌浆法、自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法和孔口封闭灌浆法 等。 全孔一次灌浆是将孔一次钻完，全孔段一次灌浆。 这 种方法施工简便，多用于孔深不深，地质条件比较良好，基岩比较完整的情况。 自下而上分段灌浆法是将灌浆孔一次钻进到底，然后从钻孔的底部往上，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔口的灌浆方法。 如图 1F413021— 2 所示。 自上而下分段灌浆法是从上向下逐段进行钻孔，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔底的灌浆方法。 20 综合灌浆法是在钻孔的某些段采用自上而下分段灌浆，另一些段采用自下而上分段灌浆的方法。 孔口封闭灌浆 法是在钻孔的孔口安装孔口管，自上而下分段钻孔和灌浆，各段灌浆时都在孔口安装孔口封闭器进行灌浆的方法。 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，可采用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法。 四、帷幕灌浆 帷幕灌浆施工工艺主要包括：钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆和灌浆的质量检查等。 （一）钻孔 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。 钻孔质量要求有： l0cm。 计规定。 ，钻孔孔壁应平直完整。 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、裂隙冲洗和压水试验 （三）灌浆方式和灌浆方法 帷幕灌浆应 优先采用循环式 ，射浆管距孔底不得大于 50cm。 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。 每排孔宜分为三序施工；单排帷幕灌浆孔应分为三序施工。 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 l0m。 采用自上而下分段灌浆法时，灌浆塞应塞在已灌段段底以上 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。 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。 （四）灌浆压力和浆液变换 灌浆压力宜通过灌浆试验确定，也可通过公式计算或根据经验先行拟定，而后在灌浆施工过程中调整确定。 采用循环式灌浆，压力表应安装在孔口回浆管路上；采用纯压式灌浆，压力表应安装在孔口进浆管路上。 灌浆应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压。 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： 3： 2： 1： ： ： l、 ： 1 七个比级。 开灌水灰比可采用 5： 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；当某一比级浆液的注入量已达 300L 以上或灌注时间已达 1h，而灌浆压力和注人率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率大于 30L／ rain 时，可根据具体情况越级变浓。 灌注细水泥浆液，可采用水灰比为 2： 1： ： 1，或 l： ： ： 1 21 三个比级。 （五）灌浆结束标准和封孔方法 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 ／ 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。 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。 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 ”。 （六）特殊情况处理 （七）工程质量检查 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。 灌浆检查孔应在下述部位布置： ； 、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位； 、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。 灌浆检查孔的数量宜为 灌浆孔总数的 l0%。 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。 检查孔压水试验结束后，按技术要求进行灌浆和封孔；检查孔应采取岩芯，计算获得率并加以描述。 五、固结灌浆 （一）灌浆方式与施工工艺 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。 （二）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，直至回水清净时止。 冲洗压力可为灌浆压力的80%，该值若大于 1MPa 时，采用 lMPa。 六、化学灌浆 化学灌浆是一种以高分子有机化合物为主体材料的灌浆方法。 （一）化学浆液的特点 （二）化学浆液类型化学浆液主要有水玻璃类、 丙烯酰胺类（丙凝）、丙烯酸盐类、聚氨酯类、环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类（甲凝）等几种类型。 （三）化学灌浆施工 七、高压喷射灌浆 22 （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。 实践证明， 砂类土、黏性土、黄土和淤泥 等地层均能进行喷射加固，效果较好。 对粒径过大的含量过多的砾卵石以及有大量纤维质的腐殖土层 ，一般应通过现场试验确定施工方法。 对含 有较多漂石或块石的地层 ，应慎重使用。 （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、三管法和多管法等。 （三）浆液材料和施工机具 高喷灌浆最常用的材料为水泥浆，在防渗工程中使用黏土（膨润土）水泥浆。 化学浆液使用较少，国内仅在个别工程中应用过丙凝等浆液。 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。 （三）高压喷射灌浆的喷射形式 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。 上述三种喷射形式切割破碎土层的作用，以及被切割下来的土体与浆液搅拌混合，进而凝结、硬化和固结的机理基本相似，只是由于喷嘴运动方式的不同，致使凝结体的形状和结构有所差异。 （五）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。 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。 施工程序为 钻孔、下置喷 射管、喷射提升、成桩成板或成墙 等。 （六）高压喷射灌浆的质量检验 1F413022 熟悉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、布置方式和成槽方法分类。 （一） 按墙体结构形式分类 按墙体结构形式分，分为桩柱型防渗墙、槽孔型防渗墙和混合型防渗墙三类，其中 槽孔型防渗墙使用更为广泛。 （二）按墙体材料分类 按墙体材料分，主要有普通混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙、黏土混凝土防渗墙、 23 塑性混凝土防渗墙和灰浆防渗墙。 （三）按成槽方法分类 按成槽方法分，主要有钻挖成槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙和锯槽防渗墙。 二、成槽机械 三、深层搅拌防渗墙检。