长江三峡工程灌浆技术研究PDF电子书下载

1绪论 1

1.1 引言 1

1.1.1灌浆的概念 1

目录 1

1.1.2灌浆分类 2

1.1.3长江三峡水利枢纽的环保灌浆学雏形 3

1.2灌浆历史的简要回顾 3

1.3长江三峡工程灌浆研究的课题 4

1.3.1 1958～1994年三峡工程建设可行性科研论证期的灌浆研究课题 4

1.3.2 1994年开工兴建后的灌浆研究课题 5

1.4长江三峡工程灌浆研究的特点 7

1.5长江三峡工程灌浆研究的贡献 8

参考文献 9

2.1 引言 10

2.1.1灌浆载体的概念 10

2长江三峡工程灌浆载体性质 10

2.1.2长江三峡工程灌浆载体简述 11

2.2水泥与化学灌浆载体——闪云斜长花岗岩工程地质与水文地质特性 12

2.2.1 三峡工程坝基利用岩体与建基面的选择对帷幕与固结两种灌浆的影响 12

2.2.2三峡工程坝址区构造条件对坝基帷幕与固结两种灌浆的影响 15

2.2.3三峡工程坝区水文地质条件对灌浆的影响 19

2.3水泥与化学灌浆载体——闪云斜长花岗岩岩体物理——力学特性 21

2.3.1三峡工程坝基岩体质量与基础灌浆的影响要求 21

2.3.2坝基岩体弹性波速与灌浆的关系 21

2.4水泥与化学灌浆载体——大坝混凝土分块浇筑接缝特性 21

2.5化学灌浆载体——大坝混凝土浇筑过程中产生的裂缝特性 28

2.6化学灌浆载体——闪云斜长花岗岩岩体内断层破碎带的力学与化学特性 29

2.7水泥与化学灌浆载体——闪云斜长花岗岩岩体断层破碎带内的软弱泥化夹层的力学与化学特性 32

2.8三峡工程环境水的物理—化学特性 35

参考文献 37

3.1.1灌浆设计的概念 38

3.1 引言 38

3长江三峡工程灌浆设计 38

3.1.2长江三峡工程灌浆设计特点 39

3.2长江三峡水利枢纽主体建筑物基础灌浆设计原则 41

3.3坝基水泥帷幕灌浆设计 42

3.3.1帷幕轮廓设计 42

3.3.2帷幕结构设计 54

3.3.3三峡大坝坝基防渗及排水方案设计 56

3.3.4三峡工程灌浆帷幕的施工设计 59

3.4坝基水泥固结灌浆设计 59

3.5坝基固结／帷幕的水泥／化学复合灌浆设计 64

3.5.1水泥／化学复合灌浆设计要求 64

3.5.2水泥／化学复合灌浆材料设计 65

3.6软弱泥化夹层及断层破碎带的化学灌浆设计 66

3.6.1软弱泥化夹层及断层破碎带的化学灌浆设计目的要求 66

3.6.2化学灌浆的环保设计要点 67

3.7.2层面缝化学灌浆设计要点 69

3.7永久船闸地下输水隧道的混凝土层面缝化学灌浆设计 69

3.7.1设计前提 69

3.8混凝土裂缝与接缝的灌浆设计 71

3.8.1混凝土裂缝灌浆设计 71

3.8.2坝体接缝灌浆设计 73

3.9三峡工程二期围堰防渗墙与高压旋喷灌浆设计 73

3.9.1墙接幕灌浆设计前提 74

3.9.2墙接幕灌浆设计要求指标 74

3.9.3墙接幕灌浆设计要点 74

参考文献 76

4长江三峡工程灌浆理论基础 79

4.1 引言 79

4.1.1牛顿（Newton）体 80

4.1.2宾汉姆（Bingham）体 80

4.1.3圆管中粘性流（牛顿体）与粘—塑性流（宾汉姆体）的区别及其速度分布计算式 81

4.2.1渗透灌浆理论 83

4.2水利枢纽工程灌浆理论概述 83

4.2.2压密灌浆理论 89

4.2.3劈裂灌浆理论 92

4.2.4灌浆施工控制理论 95

4.3水泥固结灌浆理论简述 103

4.3.1水泥固结灌浆采用的宾汉姆型浆液公式 103

4.3.2水泥固结灌浆结石体寿命公式 105

4.4水泥帷幕灌浆理论简述 105

4.4.1刘嘉材教授推导出的公式 105

4.4.2贝克（Baker）公式 109

4.5水泥／化学复合灌浆理论导论 111

4.5.1水泥／化学复合浆液在灌浆载体裂隙（缝）中的流动机理 111

4.5.2水泥／化学复合浆液在灌浆载体裂隙（缝）内的沉积排水机理 112

4.6化学灌浆通论 113

4.6.1化学浆液在低渗透载体中的流动特点 113

4.6.2电离子交换加固论 113

4.6.3用于断层破碎带及其泥化夹层的吸渗理论 121

4.6.4湿面粘结理论 124

4.6.5用拮抗作用消除化学灌浆的毒性 126

4.7灌浆载体裂隙分布蒙特卡洛模拟 127

4.7.1灌浆载体裂隙分布模拟理论探索 127

4.7.2灌浆过程模拟 128

4.7.3原始数据的处理 129

4.7.4程序各功能模块简介 129

4.7.5浆扩散的计算机模拟结果 129

4.7.6程序运行结果分析 129

参考文献 132

5长江三峡工程水泥固结灌浆研究 134

5.1 引言 134

5.1.1茅坪溪土石坝坝基固结灌浆简述 135

5.1.2三峡主体建筑物大坝坝基固结灌浆简述 135

5.1.3三峡工程大坝坝基水泥固结灌浆的优化设计研究要点 136

5.2.1早期的水泥固结灌浆研究试验依据 137

5.2水泥固结灌浆试验研究的依据 137

5.2.2后期的水泥固结灌浆试验研究依据 138

5.3水泥固结灌浆试验研究的目的 138

5.3.1早期固结灌浆的目的 138

5.3.2后期固结灌浆的目的 138

5.4水泥固结灌浆试验研究的任务 139

5.4.1早期的固结灌浆试验研究任务 139

5.4.2后期的固结灌浆试验研究任务 139

5.5水泥固结灌浆的室内试验研究 140

5.5.1早期的水泥固结灌浆室内试验研究 140

5.5.2后期的水泥固结灌浆室内试验研究 143

5.6水泥固结灌浆的现场试验研究 155

5.6.1早期的水泥固结灌浆现场试验研究 155

5.6.2后期的水泥固结灌浆现场试验研究 158

5.7无盖重水泥固结灌浆的进一步论证试验 192

5.7.1 3LG组论证试验 192

5.7.2无盖重固结灌浆可行性论证 194

5.7.3无盖重固结灌浆的优缺点 195

5.7.4无盖重固结灌浆的下一步实施建议 196

参考文献 198

6长江三峡工程水泥帷幕灌浆研究 200

6.1引言 200

6.1.1三峡工程水泥帷幕灌浆的试验简况 200

6.1.2三峡工程帷幕灌浆的技术准备 200

6.1.3三峡工程—期围堰基础的防渗灌浆试验 210

6.2水泥帷幕灌浆试验目的和要求 212

6.3帷幕灌浆试区的选择及其地质条件 212

6.3.1试区选择 212

6.3.2各试区地质条件 215

6.4帷幕灌浆现场钻孔布置及技术要求 216

6.4.1三峡工程帷幕灌浆试验钻孔现场布置 216

6.4.2帷幕灌浆现场施工主要技术要求 217

6.4.3帷幕灌浆效果检测要求 220

6.5 “小口径、孔口封闭、高压帷幕灌浆”试验研究 221

6.5.1 三峡工程坝基闪云斜长花岗岩裂隙型灌浆载体应用小口径、孔口封闭、高压帷幕灌浆的可行性试验研究 221

6.5.2帷幕灌浆R Ⅰ、RⅡ组使用的灌浆压力试验研究 225

6.5.3 RⅠ、RⅡ组帷幕灌浆的浅层（≤5m）爆破影响试验研究 228

6.5.4 RⅠ、RⅡ组湿磨细水泥浆材与改性灌浆水泥浆材的比较研究 228

6.6“无塞灌浆技术”的防渗帷幕设计参数优化研究 231

6.6.1 “无塞灌浆技术”的概念及优点 231

6.6.2 LⅠ组试验浆材与帷幕灌浆参数 232

6.6.3 F7大断层“无塞灌浆技术”试验成果 232

6.6.4 LⅠ组帷幕“无塞灌浆”试验发生抬动变形分析 237

6.6.5 LⅠ组无塞帷幕灌浆试验的几点结论 237

6.7“灌浆强度数（GIN）”法在三峡工程帷幕灌浆中的应用试验研究 239

6.7.1 “灌浆强度数（GIN）”法的概念及特点 239

6.7.2 GIN法在三峡工程裂隙岩体中应用的可行性试验研究（RⅢ组） 239

6.7.3 GIN法在三峡工程裂隙密集带、大断层（F23）中应用的可行性试验研究（LⅡ组） 248

参考文献 254

7长江三峡工程断层水泥／化学复合灌浆研究 256

7.1 引言 256

7.2化学灌浆材料的研究与开发 256

7.2.1环氧树脂灌浆材料的开发 257

7.2.2丙烯酸盐化学灌浆材料的研究 258

7.2.3 MMA（甲凝）化学灌浆材料的开发 258

7.2.4弹性聚氨酯化学灌浆材料的研究 259

7.3三峡工程断层水泥／化学复合灌浆材料选择 261

7.4水泥／化学复合灌浆研究的试验依据与目的 264

7.5水泥／化学复合灌浆的室内试验研究 264

7.5.1室内试验研究内容 264

7.5.2改性湿磨水泥性能研究试验分析 265

7.5.3改性环氧树脂化学灌浆材料性能研究试验分析 266

7.5.4灌前F215原状试样理化分析 269

7.6.1化学灌浆设备开发研制的整体思路和实施方案 270

7.6水泥／化学复合灌浆专用化学灌浆设备的开发 270

7.6.2开发的化学灌浆设备——HGB—1(2)型化学灌浆泵的性能和主要技术参数 271

7.7高压水／气冲洗断层夹泥效果的研究 272

7.7.1高压喷水／气冲洗原理 272

7.7.2高压喷水／气冲洗工艺 278

7.7.3 F215灌浆前高压喷水／气效果 280

7.8.1现场试验布置 281

7.8.2试验设计参数 281

7.8水泥／化学复合灌浆的现场试验 281

7.8.3水泥／化学复合灌浆试验程序 285

7.9水泥／化学复合灌浆技术及工艺 285

7.9.1复合灌浆技术要点 285

7.9.2复合灌浆工艺要点 286

7.10 F215断层复合灌浆前透水性研究 288

7.11水泥／化学复合灌浆压力、灌入量与抬动关系研究 290

7.11.1水泥耗量及各序孔单位灌入量分析 290

7.11.3水泥灌浆采用压力与抬动观测值关系分析 291

7.11.2水泥灌浆各序孔段耗灰量与采用的压力分析 291

7.12化学灌浆中的环保创新 293

7.12.1化学灌浆材料的毒性和改进 293

7.12.2化学灌浆设备的革新与完善 294

7.12.3倡议 295

参考文献 296

8长江三峡工程混凝土裂缝补强灌浆研究 298

8.1引言 298

8.1.1裂缝调查 298

8.1.2混凝土灌浆裂缝补强的灌浆材料选择 299

8.1.3三峡工程混凝土裂缝灌浆补强缘由与要求 299

8.2裂缝补强灌浆材料应用研究 300

8.2.1国内商售混凝土裂缝补强灌浆材料 300

8.2.2用于水利水电工程混凝土裂缝补强灌浆材料的近期调查研究 301

8.2.3三峡工程永久船闸地下输水系统结构混凝土裂缝补强灌浆材料选择 306

8.3.2混凝土裂缝补强灌浆试验方案 307

8.3.1混凝土裂缝补强灌浆试验区基本情况 307

8.3三峡工程永久船闸地下输水系统结构混凝土裂缝补强灌浆的生产性试验 307

8.3.3灌浆材料与设备 308

8.3.4灌浆材料室内试件试验 308

8.3.5灌浆孔布置及钻孔参数 309

8.3.6灌浆施工程序及工艺 310

8.4灌浆后质量检查 312

8.4.1灌浆后现场压水检查 312

8.4.2灌浆后取芯灌浆材料填充情况检查 312

8.4.3灌浆后芯样力学、抗渗试验 312

8.5三峡工程永久船闸地下输水系统结构混凝土裂缝补强灌浆生产性试验成果分析 315

8.6三峡工程永久船闸地下输水系统结构混凝土温控试验研究与裂缝原因分析 316

8.6.1输水系统结构混凝土性能试验 316

8.6.2输水系统结构混凝土温度、应变与应力观测 317

8.6.3输水系统结构混凝土温度应力初步估算 318

8.6.4输水系统结构混凝土裂缝原因综合分析与防裂措施 320

8.6.5混凝土裂缝补强灌浆的合理性与可靠性 321

参考文献 322

9长江三峡工程灌浆质量检查 324

9.1 引言 324

9.2灌浆质量检查方法 324

9.2.1灌浆前调查 325

9.2.2灌浆管的布置与施工方法研究 326

9.2.3灌浆质量效果试验 326

9.2.4灌浆材料质量检测 327

9.3灌浆质量检查标准 327

9.3.1三峡大坝坝基灌浆质量检查控制准则 327

9.3.2灌浆工程项目质量控制系统的检验工作程序 330

9.4灌浆质量检测效果及评判 331

9.4.1检测结果的归纳与评价 331

9.4.2灌浆载体典型F215的灌浆前性状 334

9.4.3 F215水泥／化学复合灌浆与检测孔布置 334

9.5.1压水试验检测值及其对比 337

9.5灌浆载体完整性检测效果及评价 337

9.5.3声波检测值及其对比 339

9.5.4灌浆载体完整性评价 339

9.5.2物探检测值及其对比 339

9.6灌浆载体连续性检测效果及评价 340

9.6.1灌浆浆液在载体裂隙中的胶结观察 341

9.6.2现场载体弹性模量检测值及其对比 341

9.6.3泊松比检测值及其对比 342

9.6.4灌浆载体连续性评价 342

9.7灌浆载体坚固性检测效果及评价 343

9.7.1灌浆后抗拉强度检测值与设计值对比 343

9.7.2灌浆后抗剪强度检测值与设计值对比 344

9.7.3灌浆后抗压强度检测值与设计值对比 344

9.7.4灌浆载体坚固性评价 344

9.8灌浆环保问题 344

参考文献 345

10.1 引言 347

10长江三峡工程“墙接幕灌浆”技术研究 347

10.2 “墙接幕”的概念 348

10.3 “墙接幕灌浆”技术要点 349

10.3.1塑性混凝土墙体内成孔施工方案比选 349

10.3.2预埋灌浆管成孔技术措施 349

10.3.3防渗墙塑性混凝土配比与性能 349

10.3.4基岩钻孔灌浆施工方法 350

10.3.5对施工过程中有关问题的处理措施 351

10.4三峡工程二期围堰“墙接幕灌浆” 351

10.4.1概述 351

10.4.2三峡工程塑性混凝土墙接灌浆帷幕施工实例（二期下游围堰） 353

10.4.3三峡工程塑性混凝土／高压旋喷复合墙接灌浆帷幕施工实例（二期上游围堰） 357

10.4.4预灌浓浆处理二期围堰漏失层 361

参考文献 363

附表 364