[摘要]卡塞法灌浆具有工效快、弃浆少等优点，灌浆塞是卡塞法灌浆的关键机具。掌握各种灌浆

  灌浆塞是用来将孔段与别的部分隔开，进行渗透试验或灌浆的装置，通常由穿在灌浆管

  上的膨胀件组成。灌浆塞的型式很多，如胶球压缩膨胀式、液（气）压胶囊式、内管固定式、

  内管可转式、单塞和双塞等，按膨胀力的作用方式又可分为机械式和液（气）压式。灌浆塞

  性能的优劣必然的联系到灌浆过程能否按设计的基本要求正常进行，因此针对不同的灌浆工程选用合

  适的灌浆塞是卡塞法灌浆工程成功的前提，对保证灌浆质量有着十分重要的意义。

  机械式灌浆塞的结构及形式很多，基本可分为四类（表1），实施工程单位大都自行制作或改

  （1）胶球式单塞结构相对比较简单，易于加工，是最常见的一种灌浆塞。常用于地质勘探中的

  压水试验和较低压力下的灌浆作业。可适用于套管内或岩石较坚硬、孔壁完整的孔段，适用

  （2）胶球式双塞通常用于砂砾石地层的花管法灌浆，在预埋花管内可灌注任意一段，

  （3）双液胶球塞是一种专门为化学灌浆或处理特大涌水、地下水流速很大、要求浆材

  凝结时间较短的特殊灌浆情况而制作的灌浆塞。这种灌浆塞的出口带有浆液混合器，将注入

  的A液和B液混合均匀。它适用于岩石较坚硬、孔壁完整、孔深不大于60m的孔段，适用

  （4）PL型灌浆塞是我局在天生桥二级水电站引水隧洞高压固结灌浆施工中发明的，并

  申请了专利。其所承受的浆液顶推力主要由膨胀螺栓与孔壁的摩阻力来平衡，因此这种灌浆

  塞宜卡在较坚硬岩石或混凝土上，它能承受很高的灌浆压力，使用中已达7MPa以上。它

  液、气压式灌浆塞的膨胀力是由专门机具将压力水（油）、压缩气体通过管路施加到灌

  浆塞上产生的，一般都能承受较高的灌浆压力，国外的灌浆工程大多数都用这种型式的灌

  浆塞。液、气压式灌浆塞大体上可分为三类（表2），实施工程单位通常不能自行制作，需要工

  液、气压式胶囊纯压塞有单塞（图4、图6）和双塞双种，本节主要讨论单塞。按胶囊

  的内筋材料不同又分为尼龙胶囊和钢丝胶囊。使用这种灌浆塞灌浆时，浆液通过中心灌浆管

  进入灌段。液体或气体通过专用塑料软管压入膨胀胶囊，使其膨胀。这种塞的囊体膨胀率高，

  尼龙胶囊灌浆塞的最大灌浆压力比钢丝胶囊相对要低，尼龙胶囊灌浆塞的接头套是直接

  扣压在胶囊的橡胶上，扣压力不能太大，否则会损坏橡胶，因此在高压下工作易产生脱套

  现象，其正常工作所承受的压力≤14Mpa。钢丝塞的外套卡在钢丝层上，扣押力大，结合牢固，在高

  压下不易脱塞，这是钢丝塞优于尼龙塞的特点之一，正常工作所承受的压力≤18Mpa。钢丝塞的抗划

  液、气压式胶囊纯压灌浆塞可适用于自上而下、自下而上分段法纯压式灌浆，适用的浆

  液主要是稳定性浆液，在国外的灌浆工程中应用极其广泛。此类塞简单易操作，作业时由灌浆

  管将液（气）压软管送入孔内预定的深度，然后用任何一种中性液体或气体使其膨胀，通常

  使用水或压缩空气。超过30m的孔段最好使用压缩气体，这样卸压时塞体回缩快，有利于

  提高工效，结束灌浆后将膨胀软管中的压力释放使塞复原。在小浪底灌浆工程中使用了法国

  地基公司生产和中国水利水电基础工程局科研所自行研制的两种灌浆塞，效果都很好。该塞

  最理想的充气（水）压力应由钻孔直径及塞的大小而定，在钻孔直径与灌浆塞的直径合

  适的情况下，灌浆塞的膨胀力应超过灌浆压力的10%或至少0.3MPa，选择正真适合的膨胀压力，

  在施工中十分重要。同样灌浆压力下，充气压力要比充水稍高。通常情况下，尽可能使用压

  液、气压胶囊循环塞与液、气压胶囊纯压塞的结构基本相同，所不同的是孔内灌浆管为

  同心双管，以适应浆液循环的要求。它不仅适用于稳定性浆液，也适用于非稳定的浆液。

  液压胶球灌浆塞是我局在小浪底灌浆施工中发明的，是将原机械塞的螺杆部分代之液压

  活塞缸体，因而能适应较深的灌浆孔。其工作原理是，用手压泵将高压水通过高压小油管送

  至液压缸体内，液压缸体伸长，将橡胶球压缩膨胀，达到密封效果。灌浆结束后，消除缸内

  与机械式灌浆塞相同，其密封能力依赖于橡胶球的压缩膨胀性能。橡胶球的膨胀系数一

  般在1.25～1.4 之间，如能选用性能优良的橡胶球，有效膨胀率可以大于1.5 倍。由于液体

  产生的压力大于机械塞的膨胀压力，因此灌浆塞中的胶球数量可以比机械塞多，塞子的有效

  卡塞法灌浆具有工效高、弃浆少等优点，我国八十年代以前的灌浆工程主要是采用卡塞法，

  近20 年来，由于孔口封闭法的推广，使用范围减少。但国外灌浆仍普遍采用此法。以前卡

  塞法灌浆主要使用的是机械塞，由于机械塞能适应的灌浆压力不高，安装灌浆塞的劳动强度

  较大，灌浆段的封闭效果也不理想，灌浆时易发生绕塞返浆现象而引发孔内事故。随着材

  料和工艺技术的进步，液压式灌浆塞也相继出现并逐渐完备，其性能的逐步的提升使得卡塞法

  （1）不同型式的灌浆塞都有各自的适合使用的范围和特点，主要根据岩石性质、卡塞深度、

  灌浆压力等分别选用。除PL 型灌浆塞外，机械式灌浆塞一般只适用较低压力的灌浆，且不

  太适合较深的灌浆孔。但由于它具有结构相对比较简单、容易制作、价格低等特点，多在分段压水

  试验中应用。为了更好的提高封闭效果，可在胶塞周围裹上遇水膨胀的材料（如海带）。

  （2）在灌浆作业中，可适当调整灌浆段长。如果遇有较破碎的地层，可以适当加长或

  缩短灌浆段，目的是将塞子卡在岩石相对完整的部位。采用自上而下灌浆法时，由于上部已

  灌段的透水性很小，可在卡好塞后向孔内注满水，通过孔口的水位变化判断灌浆段是否发生

  （3）卡塞法灌浆的主体问题是如何有效解决绕塞返浆的发生。由于液、气压胶囊式灌

  浆塞柔韧而富有弹性，膨胀率高，可适应灌浆孔超径和孔壁不规则的情况。塞子的长度一般

  为0.5～1m，可以有很大效果预防绕塞返浆的发生。在德国，曾使用过长2m 的灌浆塞，但1m 长

  的灌浆塞就可以获得满意的效果。液、气压胶囊式灌浆塞对地层的适应性最好，尤其是对于高

  压灌浆，由于其良好的封闭效果，使得卡塞法灌浆能代替孔口封闭法，这应是国内灌浆方