朱继刚

（核工业南昌高级技工学校）

1 工程概况

1.1 工程概述

重庆玉滩水库大坝枢纽工程是在拆除原大坝后，在原坝上游约40m处修建新的主坝。项目由枢纽工程和灌区工程两部分构成。玉滩水库扩建工程枢纽由主坝、左岸溢洪道、左岸灌溉引水发电隧洞、右岸灌溉引水洞、水泵站及7座副坝组成，主坝坝体类型为沥青混凝土心墙石渣坝，最大坝高42.70m，水库总库容1.496亿m3。

1.2 水文地质和工程地质条件

1.2.1 水文地质条件

从含水介质类型看，地下水分为基岩孔隙裂隙水和第四系松散堆积物孔隙水两类；从赋存状态看，可将地下水分为基岩孔隙裂隙潜水、基岩孔隙裂隙承压水、孔隙潜水。

1.2.2 工程地质条件

主坝范围内有中生界侏罗系中统红色碎屑岩出露，为上沙溪庙组上段基岩地层。通过岩石特性组合将其划分为七层。防渗帷幕线内揭露的地层主要是第一至第三层，由老到新：第一层（J2s2-1）为夹杂泥质粉砂岩的紫红色、浅紫色粉砂质泥岩，层中普遍夹绿色条带及团块，局部含钙质结核，上部有石膏细脉分布；第二层（J2s2-2）浅灰～紫灰色厚层砂岩，底部普遍含石膏细脉；第三层（J2s2-3）紫红色、酒红色泥岩和紫红、浅紫红色粉砂岩，夹灰紫色砂岩，砂岩一般呈透镜状产出。

软弱夹层大部分为原生构造，在J2s2-3、J2s2-1泥岩层中较发育，其次为J2s2-2砂岩层中。

2 防渗帷幕设计

根据设计要求，主坝帷幕灌浆孔按单排布设，孔距为2m。钻孔按铅直孔布置，全部坝段均按III序组织施工。帷幕灌浆完成后，要求检查孔压水试验各试段透水率不超过5Lu。

3 灌浆试验施工

3.1 试验孔布置

帷幕灌浆试验区选在16#坝段，试验孔在下游排固结灌浆中心线上，分为三序（2个Ⅰ序1个Ⅱ序2个Ⅲ序），共计5个孔。

灌浆试验孔位见以下孔位布置图。

图1

3.2 施工工艺流程

变形观察孔-＞先导孔、Ⅰ序孔-＞Ⅱ序孔-＞Ⅲ序孔-＞质量检查孔。

单个钻灌孔施工步骤可分为：

钻孔放点→机台就位→定位开孔→钻成第1段→冲洗钻孔、单点法压水→灌注第1段→镶注孔口管→待凝72h→扫孔至钻成第2段→冲洗钻孔、单点法压水→灌注第2段→钻成第3段→冲洗钻孔、单点法压水→灌注第3段……钻至终孔孔深段→验收（测斜、测深）→冲洗钻孔、单点法压水→灌浆→浓浆封孔。

3.3 钻孔

钻孔采用清水钻进，φ91mm的金刚石钻头开孔，钻完第一段并且完成灌浆后，立即镶注φ89mm的孔口管，待凝3d以后，用φ76mm或φ56mm的钻头开始进行以下各段的钻孔施工，先导孔、质量检查孔采用孔径φ76mm钻头施工，其他钻孔使用φ56mm钻头施工。各灌浆段钻成后，用清水通过钻具冲洗钻孔，直到孔口返水澄清停止。

3.4 灌浆

3.4.1 灌浆方法

采用孔口封闭、孔内循环的工艺进行施工。

3.4.2 灌浆分段及灌浆压力

灌浆压力的选用直接关系到防渗帷幕能否达到设计的要求，钻孔灌浆及灌浆试验都是在有混凝土盖重的情况下进行的，各试验孔段长按2m、3m、5m划分，终孔段段长一般不超过8m。各试验孔段灌浆目标压力按Ⅰ序孔 0.6、0.8、0.8～1.2MPa，Ⅱ序孔 0.6、1.0、0.8～1.2MPa，Ⅲ序孔 0.7、1.2、0.8～1.2MPa逐渐升高。

3.4.3 冲孔、裂隙洗孔与压水试验

冲洗钻孔在每试段钻成后开始，用大量清水冲洗钻孔，直到孔口回返水澄清，各试段灌浆之前都要求对裂隙进行冲洗，裂隙冲洗压力大小为该试段灌浆压力的80%，冲洗工作在孔口返水澄清后即可停止。

先导孔各试段都要求按单点法进行压水试验，压水压力为灌浆压力的80%，待压力、流量都稳定后，间隔5min记录一个读数，连续测读20min，如果读数能达到稳定标准，压水试验即可结束。其他各试验孔都宜在各试段灌前进行简易压水试验。

对于钻进中孔口无返水的试段，不宜进行钻孔冲洗和压水试验，应该对钻进过程中孔内出现的异常情况进行详细描述。

3.4.4 灌浆材料

采用普通硅酸盐水泥，要求强度等级为42.5，水泥细度符合水工建筑物水泥灌浆规范要求。

3.4.5 灌浆浆液水灰比及变换原则

水泥浆液的浓度一般由稀到浓，逐级进行变换。帷幕灌浆采用水泥浆液水灰比为 5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1 等 6 个比级。

浆液变换原则如下：

（1）当灌浆压力保持不变，注入率逐渐减小时，或当注入率保持不变而灌浆压力逐渐升高时，不得变换水灰比。

（2）当某一水灰比浆液的注入量达到300L时或灌注时间达到30min，而灌浆压力或注入率都无变化或变化不明显，宜加浓一个比级。

（3）当注入率大于30L/min时，宜视实际情况越一、二级加浓。

4 灌浆效果分析

4.1 灌前压水Lu值分析

帷幕试验共做了45段灌前简易压水试验，其成果图2所示。

从试验区灌前透水率统计分析，各序孔灌前平均透水率随着孔序的增大存在逐渐减小的现象，平均透水率Ⅰ序孔130.6lu、Ⅱ序孔21.9Lu、Ⅲ序孔5.2Lu，表明随着灌浆孔序的增大，岩石平均透水率逐渐减小，符合灌浆规律。

图2 透水率（Lu）值区间

4.2 单位注入量与孔序之间的关系分析

从试验区注入量统计分析，随着试验孔孔序的增大，注入量比较大的试段显著减少。从总体来看各次序的单位注入量随试验孔孔序的增大，其注入量也显著减小，符合灌浆规律。

4.3 各序孔单位注入量区间频率分析

从总体上来看，单位注入量大于100kg/m的孔段频率数在Ⅰ、Ⅱ序孔中出现的较多，这表明施工地段内的部分岩层层内裂隙较发育可灌性非常强，是防渗的重点部位。

4.4 质量检查效果分析

4.4.1 压水试验成果分析

检查孔压水9段，平均Lu值为1.19，最大3.72，最小为0，都小于5Lu，满足帷幕灌浆设计防渗标准。这说明帷幕灌浆试验的目的已达到，表明帷幕灌浆试验所采用的施工工艺和参数，完全可以应用于下步帷幕灌浆生产施工。

4.4.2 检查孔取芯情况分析

帷幕试验只布置了1个检查孔，岩芯平均采取率为89%，从钻孔取出的岩芯样品可以直接看到，混凝土与岩石面结合紧密，在孔深32.5m处可见看到有水泥结石充填在岩石裂隙内。

5 结语

通过以上分析可认为，帷幕灌浆试验达到了预期目的，试验成果满足一般灌浆工程科学规律，灌浆试验效果明显，使试验试段岩石原始的防渗性能获得显著提升，也完全满足了帷幕灌浆防渗设计的要求。为下一步帷幕灌浆施工的全面展开，提供了实践依据和指导。