摘要：帷幕灌浆施工是解决水利工程防渗的关键工作。小中句水利枢纽挡水工程帷幕灌浆通过选取两个试验 区开展生产性试验．对施工参数、施工方法、工艺流程进行了试验分析，提出合理建议，并为后续施工提供依据。
关键词：小中甸水利枢纽：帷幕灌浆；生产性试验：施工工艺
一、工程地质情况及处理 措施
1．工程地质情况
(1) 主坝坝基工程地质
小中甸水利枢纽主坝坝区岩石 为玄武岩夹灰岩．受区域构造运动及 区域动力作用影响．岩石内隐含微裂 隙发育．原生及次生节理裂隙较发 育．断层亦发育．导致岩体完整性较 差．浅部岩体透水性较强。基础开挖 结果显示．河床部位地质较好．两岸 岸坡较破碎。坝址区共发现有13条 小断层．节理裂隙比较发育。裂隙产 状在各部位差异较大。枢纽区节理裂 隙按其走向、倾向和倾角可分为12 组．以前7组最为发育．枢纽区各部 位一般发育其中的2-6组。
(2) 副坝坝基工程地质
副坝坝址基岩为二叠系上统下 段岩层．岩性为玄武岩夹灰岩。副坝坝基岩石透水性强．相对不透水层埋 藏较深．坝区浅表部岩体节理裂隙较 发育．完整性差．致使浅表部岩体透 水性强。基础开挖结果显示．河床部 位及两岸坡岩体较破碎。
(3) 主副坝间山体工程地质
主坝左岸至副坝之间的山包比 较单薄．厚120～250 m．岩体为玄武 岩。全、强、弱风化岩体均有分布，节 理裂隙较发育．存在一定的渗漏风 险。蓄水位以下中等透水带厚度在 16．9～29．6 m之间．宽度约220 mf除去 主、副坝防渗范围1。该渗漏带为强～ 弱风化状玄武岩岩体．由节理裂隙 透水所致．其节理多呈闭合～微张 状．无充填．部分节理充填铁质氧化 膜或岩屑。
2．主要问题及处理措施
坝基强、弱风化玄武岩透水率一 般在1．5～28．3 Lu之间．属弱～中等透 水岩体：灰岩岩体透水率在4．4～17．6Lu之间．属弱～中等透水性．存在坝 基及坝肩渗漏问题。特别是主坝2号 和3号坝段存在顺岩层溶蚀带渗漏 问题．针对该地段将分布在建基面以 下的溶蚀破碎带应尽可能全部挖除． 再采用混凝土回填．并进行帷幕灌浆 处理．主坝左岸至副坝之间的山包比 较单薄．水库正常蓄水位以下岩体为 强～弱风化状．透水率一般在0．3～ 28．4 Lu之间．属弱～中等透水，存在 一定的渗漏风险。根据水库渗漏量计 算公式．经分析剖面成果计算。渗漏 量较小．属轻微渗漏．不存在渗透变 形问题。该地段须进行帷幕灌浆防渗 处理．
二、帷幕灌浆生产性试验 设计
1．试验目的
通过帷幕灌浆生产性试验．进一 步了解小中甸水利枢纽的工程地质及水文地质条件．了解其可灌性和灌 浆效果．以确定灌浆具体方案．确定 帷幕灌浆采用灌浆方法处理在技术 上的可行性、效果上的可靠性及经济 上的合理性。整理分析各序孔的透水 率、单注量等试验资料．提出合理的 排距、孔距、孔深和有关施工定额参 数，选定灌浆分段、灌浆压力、浆液配 比等试验参数：确定施工材料、施工 方法和施工工艺及最优的灌浆配合 比：确定合理的工效和资源配置．为 后续施工的工期计划、质量控制提供 可靠依据．
2．试验区选择与布置
根据防渗帷幕地质剖面图和现 场坝基开挖揭露的地质状况．主坝河 床部位地质较好．两岸坡较破碎．坝 基持力层左岸及河床为玄武岩．右岸 为玄武岩夹灰岩条带。副坝河床中间 及两岸均为砂卵砾石层．渗透系数 大。坝基为玄武岩，岩层风化较深．裂 隙较发育。
根据挡水工程帷幕灌浆设计及 施工现场条件．选取主坝左岸及副坝 右岸具有一定代表性地段作为生产 性试验区．
第1试验区布设在主坝左岸观 景台帷幕线上(坝横向为Zo+150．00～ Zo+166．oo)。该区域节理裂隙等构造发 育．地下水水位低．坝基岩体透水率 变化较大。按单排孔布设．帷幕灌浆 孔9个，检查孔 2个．孔距为2．0 m。所 有钻孔均为铅直孔。
第Ⅱ试验区布设在副坝右岸帷 幕线上(坝横向Z。一025．744．00～Z．一 09．744．001。该区域上部地层为砂卵石 层，间或含黏性土夹层，透水性较强： 下部地层为基岩．基本不透水。按单 排孔布设．设帷幕灌浆孔 9个．检查 孔 2个．孔距为2．0 m。所有钻孔均为 铅直孔．
3．灌浆试验实施过程
(1) 施工方法
第1、Ⅱ试验区均采用自上而下 孔内循环分段灌浆施工．灌浆孔按逐序加密的原则分3个次序施工．即I 序一Ⅱ序一Ⅲ序。为了缩短施工工 期．在严格按照灌浆次序施工的同时 进行交叉施工．但需满足以下条件： 先后两个次序的灌浆在铅直方向上 始终保持前一次序孔度超过后一次 序孔深度15 m以上f即两个次序保持 3个灌浆段的高差)，以防止邻孔串浆。
(2) 工艺流程
第1试验区灌浆段的施工程序 按下列顺序施工：钻孔一冲洗一压水 试验一灌浆(特殊孔段复灌)一下一 段钻孔……最后一段钻孔一测斜一 终孔。
第Ⅱ试验区灌浆段的施工程序 均按下列顺序施工：钻孔一冲洗一压 水试验一灌浆(特殊孔段复灌)一下 一段钻孔……钻孔压水至相对隔水 层5Ⅱ一测斜一灌浆一封孔．
(3) 施工要点
①造孔。根据该工程的地质条件， 采用150型回转地质钻机、200型回 转地质钻机钻进。帷幕灌浆孔钻进过 程中要提供合理的水量和钻进压力． 并且配置足够的供水钢管、阀门、水 表、压力表以及压力胶管等材料。
②冲洗。当钻完--孔段后，用压 力清水进行脉冲式洗孔．冲洗至回水 变清后10分钟结束：钻孔冲洗后．进 行孔深校核．然后下钻杆进行压水试 验和灌浆施工。灌浆孔(段)应在裂隙 冲洗后立即连续进行灌浆施工．若存 在中断时间超过24小时的情况．应在 灌浆前重新冲洗裂隙。
③压水试验。各次序灌浆孔在灌 浆前采用“单点法”进行简易压水试 验。简易压水试验结合裂隙冲洗进 行．安排在裂隙冲洗后进行．压力为 灌浆压力的80％且不大于1 MPa．
④灌浆。 a．帷幕灌浆方法采用孔口封闭． 孔内循环，自上而下分段灌浆，分I、 Ⅱ、Ⅲ序孔施工，本着逐序加密的原 则进行。
b．帷幕灌浆分段段长为5 m。遇特殊情况可以适当缩减或加长．但最 大长度不得超过10 m。破碎地层、大 裂隙地层可结合施工实际情况适当 缩减至3-4m。
c．灌浆压力。按下式计算：
在灌浆施工过程中．从小到大对 M区间值进行试验。通过观察耗浆量 情况．特别是观察灌浆临界压力值． 以及观察地表冒浆、地表岩石裂缝、 抬动等现象．确定出适合于该工程帷 幕灌浆的压力值。
d．浆液使用及变换标准。帷幕灌 浆采用P．0 42．5普通硅酸盐纯水泥 浆进行生产性灌浆试验。根据设计及 监理要求，浆液水灰比采用3：1、2：l、 l：1、0．8：l、0．6：l、0．5：1六个比级。开灌 水灰比3：1．遵循由稀至浓、逐级变换 的原则．
当灌浆压力保持不变．注入率 持续减小时．或当注入率不变而压 力持续升高时。不改变水灰比：当某 一级浆液的注入量已达到3130 L以 上或灌浆时间已达到30分钟．而灌 浆压力和注入率均无改变或改变不 明显时，改浓一级水灰比进行灌注： 当注入率大于30 L／min．可根据实 际情况越级变浓。若变浓一级水灰 比灌浆后．引起孔内吃浆突然减少 或不吃浆。马上恢复原灌的水灰比 进行灌注．或冲洗孔再由稀到浓重 灌。浆液变换的综合控制．原则上做 到浆液变换利于顺利灌浆．多灌进浆 和灌好浆。
e．灌浆结束标准及封孔。在设计 压力下．当注入率小于1 L／min时．继 续灌注60分钟以上即可结束灌浆。
采用0．5：1的浓浆进行置换和压力封 孔相结合．以封密实为准。
⑤检查孔施工。试验区灌浆施工 结束14天后．根据灌浆成果布设两个 检查孔．检查孔孔段作单点法压水试 验．全孔L取岩芯并进行岩芯编录．
三、试验成果分析
1．灌浆注入量
(1) 第1试验区
第1试验区帷幕灌浆分序灌浆 成果统计显示：I序孔注入水泥量 18 185．3 k g’平均单位注入量为165．3 kg,／m；1I序孔注入水泥量11 027．2 kg， 平均单位注入量147．0 kg／m：III序孔 注入水泥量1l 040．2 kg，平均单位注 入量为78．9 kg／m：各序孔最大、最小 及平均单位注入量随孔序呈逐序递 减．完全符合灌浆孔序问单位注入量 变化规律。可见设计灌浆区域基岩有 较好的可灌性．说明通过帷幕灌浆达 到了防渗效果．
(2) 第lI试验区
第Ⅱ试验区帷幕灌浆分序灌浆 成果统计显示：I序孔注入水泥量 23 444 952．4 k‰平均单位注入量为 262．8 kg／m：1I序孔注入水泥量15 369．8 kg，平均单位注人量227．3 kg／m；m序 孔注入水泥量24 044．2 kg．平均单位 注入量为212．0 kg／m；各序孔最大、最 小及平均单位注入量虽有逐序递减的 规律．但不明显。
2．平均透水率与单位注入量
(1) 第1试验区 第1试验区帷幕灌浆分序灌浆 成果统计显示：I序、Ⅱ序、Ⅲ序的灌前平均透水率分别为28．60 Lu、20．66 Lu、11．36 Lu；I序、Ⅱ序、Ⅲ序的平均 单位注入量分别为165．3 kg／m、147．0 kg／m、78．9 kg／m。
数据表明．第1试验区各序孔的 透水率较大．说明该部位基岩较破 碎，透水性强．平均透水率I序、Ⅱ 序、Ⅲ序逐序递减，反映出灌浆规律， 体现良好的灌浆效果。各序孔的平均 单耗较大．说明该部位基岩较破碎． 可灌性较好，平均透水率I序、Ⅱ序、 Ⅲ序逐序递减．反映出灌浆规律．体 现良好的灌浆效果。
(2) 第Ⅱ试验区
第Ⅱ试验区帷幕灌浆分序灌浆 成果统计显示：I序、Ⅱ序、Ⅲ序的灌 前平均透水率分别为51．95 Lu、51．16 Lu、31．72 Lu；I序、Ⅱ序、Ⅲ序的平均 单位注入量分别为262．8 kg／m、227．3 kg／m、212．0 kg／m。
数据表明．各序孔的透水率较 大．说明该部位基岩较破碎．透水性 强，平均透水率I序、Ⅱ序、Ⅲ序逐序 递减．反映灌浆规律．体现良好灌浆 效果。各序孔的平均单耗较大．说明 该部位基岩较破碎．可灌性较好．但 平均透水率I序、Ⅱ序、Ⅲ序逐序递 减并不明显。
3．质量检查
灌后按灌浆孔数10％在灌浆透 水率和注入量大部位布设取芯压水 检查孔。第1试验区布置2个检查 孔．压水15段。检查孔的各段透水率 均小于5．0 Lu．最大透水率为3．2 Lu． 完全满足设计要求。第Ⅱ试验区布置 2个检查孔．压水12段。最大透水率为35．41 Lu．透水率达到防渗标准(防 渗标准透水率q≤5Lu)的有4段．占 总段数的33．3％。检查孔压水试验成 果见表1．
4．存在问题的处理
第Ⅱ试验区中灌浆压力及浆液 的使用较为科学．但试验区检查孔的 孔段压水合格率仅达33％。为保证副 坝帷幕灌浆能有效达到防渗效果．最 终．经过参建四方会议确定：在原先 相邻孔中间新增6个孔．加上2个检 查孔共8个孔作为灌浆孔进行补灌 处理。其余部位不再进行调整．以I 序先导孔指导施工．现场施工中随时 跟进．最终以检查孔压水结果为准。
5．质量评价
帷幕灌浆材料各项主要技术、质 量指标均符合规范与设计要求：压水 及灌浆等主要工序采用自动记录仪 进行记录．仪器均检测率定合格，其 记录的数值真实、可靠；帷幕灌浆分 序统计显示．随着钻孔分序加密施工． 透水率和水泥单位注入量均呈递减趋 势．各项指标均符合合同及设计要求． 帷幕灌浆施工质量符合设计要求。
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