运用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入岩土体中，浆液通过填充、渗透、挤密等方式，赶走岩石裂隙或土颗粒中的水气后占据其位置，硬化形成结构新、强度大、防水性能高、化学稳定性良好的结石体的方法，称为灌浆。

灌浆所用的浆液大多由水泥、黏土、沥青以及它们的混合物制成，其中采用最多的为纯水泥浆、水泥黏土浆和水泥砂浆。水泥浆的水灰比一般为0.6～2.0，常用的水灰比是1∶1。为了调节水泥浆的性能，有时可以加入速凝剂或缓凝剂等附加剂。常用的速凝剂有水玻璃和氯化钙，其用量约为水泥重量的1%～2%。常用的缓凝剂有木质碳酸钙和酒石酸，其用量约为水泥重量的0.2%～0.5%。

根据灌浆的目的不同，可分为固结灌浆和帷幕灌浆。有时，还采用化学浆液进行灌浆，称为化学灌浆。下面分别对固结灌浆、帷幕灌浆和化学灌浆作一简单介绍。

12.1.2.1　固结灌浆

固结灌浆可以改善岩土体的力学性能，提高弹性模量（表12-1），增进岩体的整体性和均一性，减少变形和不均匀沉陷。同时，还可以加强帷幕的防渗效能。固结灌浆的特点是广、浅、密。

表12-1　灌浆前后岩体变形模量变化

（1）灌浆范围。在坝基岩土体性质普遍较差，而坝又较高时，往往进行全面固结灌浆。当基础岩体较好时，只在坝基的上、下游应力大的部位进行固结灌浆。对裂隙发育、岩体破碎和泥化夹层集中的地区要着重进行固结灌浆。拱坝两端坝肩拱座基础要加强固结灌浆。

（2）灌浆孔深。一般采用浅孔，孔深5～8m。国外中型坝孔深在10m以内，高坝在20m以内。

（3）灌浆孔距、排距。孔距和排距主要依据岩石的透水性和可灌性来确定，一般为3～4m。根据地质条件的差异，可以适当加密或放宽。进行固结灌浆时，要分片围堵，逐步加密。孔位布置成梅花形、六角形、方格形、三角形或三角链锁形等。梅花形与六角形可以多次序插补加密，因此较为常用（图12-1）。

（4）灌浆孔。固结灌浆孔一般是铅直孔。当岩层倾斜或为了穿过较多高倾角的裂隙时，最好采用斜孔。孔径一般为55～68mm，可采用风钻打孔。

（5）灌浆压力。固结灌浆的压力以不掀动基础岩体为原则，尽量取较大值。通常通过灌浆试验确定。一般无混凝土盖重时，灌浆压力为200～400kPa；有混凝土盖重时，灌浆压力为400～700kPa。

灌浆前，对岩体中的裂隙应冲洗干净。若裂隙中充填有黏土等杂质时，冲洗干净是保证固结灌浆质量的关键。

图12-1　灌浆帷幕示意图

12.1.2.2　帷幕灌浆

帷幕灌浆（图12-2）的主要作用是：①减少坝基和绕坝渗漏，防止其对坝基及两岸边坡稳定产生不利影响；②在帷幕和坝基排水的共同作用下，使帷幕后渗透压力降至允许值之内；③防止在软弱夹层、断层破碎带、岩石裂隙充填物以及抗水性能差的岩体中产生管涌。

帷幕灌浆是最常用的、效果可靠的岩基防渗处理措施。其特点是钻孔较深，呈线型排列，灌浆压力也较大，帷幕多由1～3排灌浆孔组成，一般在水库蓄水前完成主帷幕。灌浆材料一般采用水泥，在必要时使用化学材料。

（1）防渗帷幕的深度。防渗帷幕的深度可以根据下列原则确定：

1）当坝基下存在明显的相对隔水层时，一般情况下，防渗帷幕应伸入到该岩层内3～5m；不同坝高的相对隔水层的单位吸水量值标准如表12-2所示。

2）当坝基下相对隔水层埋藏较深或分布无规律时，帷幕深度应参照渗流计算和已建工程经验确定，通常可在0.3～0.7倍坝高范围内选择；局部裂隙渗漏严重地区应予加深。两岸与河床帷幕界线应保持连续、渐变过渡，不要有太大起伏。

（2）防渗帷幕两岸延伸长度。防渗帷幕两岸延伸长度可以根据下列原则确定：

1）与相对不透水层相连，从坝前正常高水位起计算其延伸长度。

2）当地下水位坡降较大，可从正常高水位与地下水位交点计算延伸长度。

3）无完整的相对隔水层，地下水位较平缓，不能满足上述要求时，可根据流网计算，在允许渗漏量、控制允许坡降和扬压力的条件下设计帷幕长度。

4）按式（12-1）确定。

式中：S——自岸边至帷幕终点距离（m）；

H——承受水头（m）；

C——经验值（m）。当H＜100m时，C=8～23m；当H＞100m时，C=15～45m。

（3）防渗帷幕的厚度。根据工程地质条件、作用水头及灌浆试验资料选定灌浆孔的排数，一般按坝高考虑，中、低坝为1～2排，高坝为2～3排。当裂隙密集并有充填或有软弱夹层时，适当增加排数。

单排孔的幕厚为0.7～0.8倍孔距，双排孔为孔中心距加0.6～0.7倍边排孔的孔距。幕厚的设计应通过幕后剩余水头计算允许水力坡降确定。一般规定，当幕厚＜1m时，允许水力坡降为10；幕厚1～2m时，允许水力坡降为18；幕厚＞2m时，允许水力坡降为25。

根据岩体单位吸水量确定允许水力坡降（表12-3），与实际水力坡降对比，如不安全，再加宽帷幕。(www.daowen.com)

（4）防渗帷幕的孔距。孔距取决于灌浆孔的扩散半径，其确定原则是使各孔的灌浆范围相互搭接。一般根据水头、基岩孔隙率和现场试验确定，约等于单孔灌浆影响半径的1.6～1.8倍，为2～4m。

图12-2　灌浆帷幕剖面图

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ.均为灌浆孔，采取逐渐加密孔距办法，先Ⅰ后Ⅱ、Ⅲ，孔深先深后浅

表12-2　相对隔水层的单位吸水量标准

孔距也可以用式（12-2）确定：

表12-3　允许水力坡降的确定

式中：K——灌浆前岩石的渗透系数（m/s）；

n——灌浆前岩石的孔隙率；

u1、u2——水和水泥浆的运动黏滞系数；

t——灌浆的持续时间（s）；

H——灌浆压力（MPa）；

r——灌浆孔的半径（m）。

（5）灌浆孔的方向。灌浆孔方向应尽可能多地穿过裂隙面，在河床部位，如果主要裂隙的倾角较平，最好采用垂直钻孔；如裂隙倾角较陡而倾向下游，亦可将钻孔稍许倾向上游。但钻孔角度过缓（小于75°）时施工不便，质量难以保证。特别是深孔，方向稍有偏离，将会影响到深部帷幕不能形成连续的整体。

（6）帷幕灌浆的压力。通过试验来确定。在帷幕表层段不宜小于1～1.5倍坝前静水头，在孔底段不宜小于2～3倍坝前静水头，但以不破坏岩体为原则。帷幕灌浆必须在坝体浇筑一定高度后施工，可利用混凝土作为盖重。

12.1.2.3　化学灌浆

化学灌浆是一种将化学材料制成的浆液灌入细微裂隙，经胶凝固化后起堵漏、防渗作用的技术措施。优点是可灌性比水泥灌浆好，可灌入0.1mm以下的细微裂隙或粒径小于0.1mm的粉砂层，具一定的黏结强度。对坝基断层带、节理密集带、粉细砂层大量渗水的处理以及在动水压力下堵漏，均可收到良好效果。缺点是在配制浆液或灌浆过程中有一定毒性，当地下水温太低或被水稀释而不聚合时，反应物被析出，会污染环境。

目前，我国已经比较广泛地应用在大坝基础防渗处理上面的是丙凝灌浆。有的工程采用丙凝灌浆来处理坝基渗漏，还多将甲凝灌浆、环氧树脂灌浆用于坝体混凝土裂隙的补强处理。对聚氨酯（氰凝）等新型灌浆材料也有一定应用。

（1）丙凝。水溶性好，黏度低，防渗性强，聚合时间可准确控制，用于岩基防渗处理效果显著。但凝胶体的抗压强度低，固结砂的抗压强度只有0.5MPa，不适用于补强或固结灌浆。

（2）丙强。丙强是在丙凝基础上发展起来的，主要以脲醛树脂与丙凝混合而成。丙强浆液及其聚合体兼具丙凝和脲醛树脂的优点，克服了脲醛树脂的抗渗性能差和丙凝强度低的缺陷。因此，具有防渗和固结的双重作用。

（3）甲凝。以甲基丙烯酸甲酯为主体，加入引发剂等组成。黏度低，可灌性好，渗透力很强，硬化时间可以控制，聚合后的强度和黏结力很高，适用于岩体内细裂缝的补强处理。

（4）环氧树脂。环氧树脂是以环氧树脂为主体，加入一定比例的固化剂、稀释剂等混合而成。能灌入宽0.2mm的裂隙，硬化后黏结强度高（可达1.4～1.9MPa），收缩性小，稳定性好，常温固化。在抗渗、抗冲、抗气蚀方面亦有良好效果。对一般缝隙均有黏合力，但缝内如有夹泥层则效果较差，用以加固岩石裂缝效果较好。

（5）聚氨酯（氰凝）。氰凝防渗堵漏能力强，遇水不被稀释或冲走，固结强度较高，固结砂的抗压强度大都在13MPa以上，可进行单液灌浆，操作简便。对断层破碎带性能的改进有较好效果。