非岩溶帷幕灌浆实例

1、第十一章 非岩溶地区大坝基岩帷幕灌浆工程实例本章介绍非岩溶地区5个大坝基岩帷幕灌浆工程实例，各工程实例均具有其代表性。潘家口水库工程实例代表常规设计情况；红枫水电站工程实例代表灌浆浆液采用抗剪塑性屈服强度大的膏状浆液灌浆施工情况；长江三峡工程实例代表采用抽排方案设计和采用湿磨细水泥浆液灌浆施工情况；大黑汀水库工程实例代表微弱透水性岩体采用干磨细水泥浆液灌浆施工情况；另介绍一个国外工程实例奈川渡工程，以为类比和参考。第一节 潘家口水库大坝基岩帷幕灌浆潘家口水库大坝为低宽缝混凝土重力坝，最大坝高107.5m，坝长1024m。 一、地质简况 大坝基岩主要为角闪斜长片麻岩，坚硬、宽大裂缝不多。坝基在河

2、谷地段全部置于微风化岩石上，抗压强度为70MPa，静弹性模量为1215GPa。 坝基下有较大的断层F1 2，其他的断层均较小。基础岩石透水性小，属弱透水性。从勘探孔的压水试验资料来看，约80孔段的*单位吸水量值小于0.05L/min·m·m，见表11-1。 F1 2断层两侧透水性大，连同其他一些断层如f2、f22等部位以及断层交汇区岩石破碎带，均为防渗重点地段，需着重处理。（*注，当时透水性以单位吸水量表示）。表11-1 坝基岩石的渗透性情况 地 貌单 元坝 段勘探孔数（个）压水试验段数（段）深 度（自岩面起算）（m）单位吸水量L/（min·m·m）11

3、0.50.50.10.10.050.050.010.01区 间 段 数河床及漫滩1829944010102020303040405050606070111114325756511合计14930%2.39.120.468.2一级阶地303587001010202030304040505060607011233111234644343457521合计11073824%1.414.3104034.3一级 及阶 二地 级后 阶缘 地36447620101020203030404050506060702135532413767733合计212336%3.31.637.158二、帷幕设计 帷幕设计的原则是

4、：岩石透水性小，地质条件良好的部位，采用阻排结合、以排为主的措施；在特殊地质条件，例如断层和破碎带等部位，采用以阻为主，结合排水的措施。1帷幕线的确定大坝基础防渗帷幕在灌浆廊道内施工，廊道上游壁距上游坝面大于6m，廊道的底板厚度一般为47m。廊道断面尺寸为3m×4.2m。两岸基础岩石相对不透水岩层埋藏较深，地下水位更低，水库正常高水位与其相交处比较远，约有200300m。根据水文地质和水位观测资料，左岸帷幕自坝肩暂定向外延伸65m，右岸的帷幕延伸45m，故帷幕线全长为1150m。 2帷幕深度 帷幕深度主要根据下述原则综合考虑而定： (1)高水头的坝段，帷幕孔深度在相对隔水层(<

5、0.01)线以下10m左右；低水头的坝段，在5m左右。（2）幕深 （HO为坝前最大水深，C值取10）。（3）高水头坝段帷幕孔深度不小于0.5H（H为坝上下游水位差）。（4）根据国内一些高坝实践经验，帷幕深度平均值约为坝高的45%，据此，选定各坝段基岩面以下帷幕深度如表11-2所示。向左右两岸坝肩外延伸的帷幕，暂定孔深为30m。表11-2 各坝段的帷幕深度坝 段112131718303137384445505156帷幕深度（m）283540左右40左右50553540455035403帷幕灌浆孔排数、排距和孔距的选定根据勘测阶段的资料，灌浆试验成果，结合坝前最大水深，以及水工建筑物设计要求等条件

6、，宏观的看，将帷幕设计分为四类。（1）左、右岸建基高程在200m以上，坝前最大水深小于30m的部位和两岸坝肩外帷幕的延长部分，帷幕孔暂布设一排孔，孔距2m。（2）特殊地质条件部位，例如3537坝段，因有F12通过；4648坝段，岩石特别破碎，在这几个坝段帷幕设计为三排孔，排距0.60.8m、孔距2m。三排钻孔灌浆完毕后，如仍不能满足设计的要求，预计将中排孔加密或进行化学灌浆。（3）透水性小，岩石又比较完整且良好的部位，帷幕仍设计为两排孔，第一排帷幕孔达到设计深度，第二排帷幕孔视岩石地质条件和第一排孔的灌浆情况，可考虑减少孔深。孔距则视承受水头大小而定，水头高的坝段，定为2m；水头较低的坝段，定

7、为3m。（4）其他地区，原则上均布设两排灌浆孔，孔距23m。4灌注次序为保证灌浆质量和减少工程量，要求严格按照灌注次序施工。（1）为进一步取得数据与经验，先选择有代表性的坝段，即先在岩石良好，透水性小，承受水头高的28坝段及F12断层通过地质条件复杂的35坝段进行生产性的试验灌浆。验证灌浆技术要求是否合宜，取得经验，而后全面展开。（2）首先钻进下游排中的导孔，其间隔为1215m，自上而下分段做压水试验并灌浆。若最后一段的压水试验的>0.01时，再延长一段，直至达到<0.01时止。据此确定本坝段相对不透水层（<0.01）的界限。（3）其次是钻进下游排的其他各孔，分为两上次序。各

8、孔深度原则上均应达到设计深度。自上而下分段做简易压水和灌浆，主要作用是查明在此深度范围内有无集中渗流和透水性较大的部位。同时了解岩石的透水性、水泥灌浆的可灌性及灌浆效果。如果钻灌完24个序孔，结合导孔的钻灌情况，确认本坝段可以采用自下而上或自上而下与自下而上相结合的灌浆方法时，则本坝段其余各孔均可改变灌浆方法，唯接触段仍需先行灌浆，其下各段再行自下而上逐段灌浆。在特殊地质条件的坝段，不管情况如何，均宜采用自上而下的灌浆方法。 (4)下游排所有的灌浆孔灌浆完毕后，即时分析钻孔和灌浆的资料用以确定上游排各孔的深度、灌浆方法；灌注材料等，而后，开始钻进上游排孔，也是分为两个次序灌浆。 (5)帷幕若为

9、三排钻孔时，灌完上游排孔后，再开始灌中排孔，仍是分为两个次序灌浆。 (6)一个坝段的帷幕灌浆孔(包括需要补加的灌浆孔在内)全部完成后，钻设12个检查孔，检查帷幕质量。经过全面、综合分析，确认帷幕质量合格后，开始钻设排水孔。 5灌浆条件和灌浆压力 帷幕灌浆需在混凝土厚度达到20m后进行。初步拟定灌浆压力(以孔口回浆管压力为准)如下：接触段采用1MPa。岩石第一段(即岩面以下27m)采用1.2MPa，自此段以下，岩石厚度每增加1m，灌浆压力增加0.05MPa,最大值限为3MPa。 6灌注材料 设想仍以水泥灌浆为主，为确保灌浆质量，要求使用600号普通硅酸盐水泥，细度要求通过4900孔cm2标准筛的

10、筛余量不超过2。 三、防渗帷幕质量标准 (1)帷幕透水性<0.01l/min.m.m。 (2)检查孔各段的水泥注入量小于15kg/m。 (3)帷幕结合排水，a2<0.25。 四、帷幕灌浆施工 帷幕灌浆自1974年开始，截至1978年止，主体工程基本完成，其工程量见表11-3。 五、帷幕灌浆质量检查(1)各坝段灌浆孔的单位吸水量和单位水泥注入量值均随着灌浆次序的增加而逐渐减小，特殊地质条件的坝段尤为显著，符合灌浆的正常规律。(2)共钻了74个检查孔，做了614段压水试验，其中<0.01的有604段，占98.4；>0.01 表11-3 完 成 的 灌 浆 工 程 量施 工

11、部 位总 量灌 浆 孔检 查 孔进 尺（m）水泥注入量（kg）单 耗（kg/m）进 尺（m）水泥注入量（kg）单 耗（kg/m）进 尺（m）水泥注入量（kg）单 耗（kg/m）右岸坝头坝段右岸陡坡坝段厂房坝段右溢流坝段底孔右溢流坝段左岸挡水坝段3642.55489.14264.56072.812996.714273.215898.323206.35863.925869.6102281.3133000.34.44.21.44.36.89.33226.15029.74065.25583.913862.413726.515588.422932.25753.124922.897950.5130587.

12、44.84.61.44.52.19.5416.4459.4199.3488.91134.3546.7309.9274.1110.9906.84330.82411.90.70.60.61.93.84.4合 计48738.8306119.76.345493.8297734.36.53245.08385.42.6注：本工程完成的钻孔工程量为：钻孔1143个，进尺57288.9m。其中灌浆孔1069个，进尺53498 .7m；检查孔94个，进尺3790.2m。的有10段，占1.6，最大的值为0.029。 (3)帷幕灌浆经检查证明合格后，依照设计规定钻设主排水孔，而后测定扬压力衰减系数a2值，除44坝段

13、的a2=0.283外，其他坝段均小于设计允许值0.25。潘家口水库大坝帷幕灌浆施工中，设计与施工相互密切配合，协同工作。根据钻灌资料，验证帷幕设计是否符合实际情况，切实可行，若发现问题，及时修改设计。例如3044坝段，针对处理F12的深层和f302 等缓倾角断层，有些坝段的帷幕灌浆孔加深了1022m；5056坝段为处理深部断层，大部分的灌浆孔加深了550m(均钻到高程130m)；47和48坝段的基础岩石为断层交汇破碎带，在完成原设计的三排灌浆孔后，又进行了加密灌浆；37和46两坝段的基础岩石较原设想的好，故将三排孔改为两排孔，等等。采取这种“具体问题，具体分析，具体解决”的方法，起到“对症下药

14、”之功，既可保证帷幕灌浆质量，又能减少不必要的工程量。第二节红枫水电站堆石坝体帷幕灌浆红枫水电站堆石坝体帷幕灌浆，在我国首次采用塑性屈服强度大的膏状浆液，大量地掺用了粉煤灰及少量的其它材料，取得了良好的灌浆效果。这是一项创新，开拓了灌浆的新领域。一、 工程概况红枫水电站大坝为木斜墙堆石坝，1958年动工兴建，1960年建成发电。最大坝高52.5m，坝长度416m，其中木斜防渗坝段长211m，余下的坝段为混凝土斜墙。坝体上游干砌石楔形体为不规则块状灰岩，体积11.2万m3，孔隙率达30%；下游部位为堆石体，体积18.9万m3，孔隙率高达38%， 坝体剖面见图11-1。坝基岩石主要为白云质灰岩，设

15、置了单排孔灌浆帷幕。二、 防渗方案选择木斜墙原设计使用年限1520年，截止1984年，水库已运行20多年，木板开始腐烂，必须及时处理。由于该水库需向多家工厂、企业供水，不允许放空水库，只能在保持水库正常运用的条件下进行处理。对各种防渗方案分析比较后，于1987年最终选定了坝体帷幕灌浆防渗方案。三、 帷幕灌浆的难点红枫堆石坝坝体帷幕灌浆的主要难点为灌浆孔的可钻性、可控性、可灌性和安全性，以及能否成幕。（1）钻孔难。灌浆帷幕位于干砌石体内，钻孔漏水量大，钻进时孔口不回水，孔壁也不稳定。干孔钻进，易发生事故，如使用泥浆护壁，可能会影响灌浆质量。钻斜孔更加困难。为此首先必须解决钻孔方法问题。（2）配制

16、浆液难。砌石体孔隙率高，孔隙大小悬殊。灌注大孔隙，耗浆量大，灌浆易失控；一旦浆液向下游扩散过远，将影响坝体排水而危及工程安全；灌注细小孔隙，可灌性差，难以灌注。浆液的可控性和可灌性问题十分突出。（3）灌浆施工难。在水库运行期间，高水头作用下进行灌浆，难度大。更为困难的是，必须保证木斜墙绝对安全，砌石体孔隙率高，连通性好，而木斜墙防渗体系单簿，万一遭受灌注浆液的抬动破坏，就会造成重大事故。因此必须严格控制灌浆压力和限制注入率，制定详细的灌浆施工细则，确保安全。（4）成幕难。在前述三大难点前提下，如何能保证帷幕的连续性和完整性，满足防渗要求是最后一个大难题。四、 灌浆试验先在室内做了大量浆材试验，

17、共配制了几十种浆液。测试其各项性能。而后在工地进行灌浆试验，取得初步成果后，又在0+1770+209m和0+165.50+173.5m地段进行试验性灌浆施工。经过两年多的努力。灌浆试验成功，证实坝体帷幕灌浆方案技术上切实可行。五、 防渗帷幕灌浆设计和施工防渗帷幕灌浆地段为0+010.750+253.00m，全长242.25m。（1）幕体防渗标准，见表11-4。表11-4 防渗标准孔深（m）022331010透水率q(Lu)101053（2）帷幕排数和灌浆孔深度。除大坝两端为单排孔外，其余部位为三排孔或四排孔。三排孔各排钻孔倾角：下游A排90°，上游D排83°，中间C排86&

18、#176;。边排孔孔距12m，中间排孔孔距11.5m。四排孔钻孔角度：A排90°、D排81°，中间的B、C排分别为87°和84°。见图9-3。边排孔孔距11.5m，中间排孔距1.5m。施工中个别地段少数排孔距加密到0.5m。C排孔深入基岩20m左右，作为基岩灌浆帷幕，其余各排孔均深入基岩1m。（3）灌注浆液。采用水泥、粉煤灰、黏土、赤泥和减水剂等多种材料配制成的膏状浆液或稳定浆液，塑性屈服强度0值大，一般在20Pa以上，大值达84Pa；塑性黏度值高，一般在0.2Pa·s以上，大值达0.52Pa·s(原西德稠水泥浆，0=1035Pa，=

19、0.10.4Pa·s)。浆液的可控性强，可灌性好，适合红枫堆石坝体帷幕灌浆，而且省时、省料、成幕质量好。浆液配方及其性能见表11-5。（4）钻孔。采用小口径金刚石钻具清水钻进，供水要充足，成功地解决了干砌石坝体钻孔的困难。（5）灌浆方法。采用孔口封闭、孔内循环灌浆法。（6）灌浆次序。先边排孔，再中间排孔，最后为C排孔。每排孔分为三序。（7）灌浆段长。下、上游排孔，、序孔段长1m，序孔11.5m；中间孔，、序孔段长11.5m，序孔12m。基岩中灌浆段长度；第一段为2m，第二段为3m，第三段及其以下为5m。表11-5 灌注浆液主要配方及其性能部位浆名称和配比水胶比密度（g/cm3）析水率

20、（%）渗变参数结石抗压强度（Mpa）备注水泥粉煤灰黏土赤泥减水剂水塑性屈服强度0（Pa）塑性黏度（Pa·s）上游排100100205700.251131230.50.551.672.271.40.2217.5下游排1001001505051000.251501600.50.61.691.884.00.5215.7中间排1005060100.51680.70.81.622.021.40.253.1(7天)10060100.51051350.60.8基 岩10020150.50.61.2（8）灌浆压力。下、上游排孔起始段0.200.25MPa，15m以下最大压力分别达到0.7、0.8MP

21、a；中间排孔起始段0.250.3MPa，15m以下达到1.01.2MPa。六、工程量和灌浆质量检查红枫水电站工程于1988年开始灌浆试验，1992年帷幕灌浆竣工，帷幕灌浆施工总计完成坝体帷幕钻孔605个，灌浆21406m，注入干料29974.5t（其中水泥15358.5t，粉煤灰6668.9t,黏土5925.8t，赤泥1982.5t，减水剂38.8t），平均单位干料注入量1400kg/m。基岩帷幕钻孔151个（其中140个孔是坝体帷幕孔延长的），灌浆3445m，注入干料452.3t（其中水泥310.4t,黏土94.8t，赤泥45.6t,减水剂1.5t），平均单位干料注入量131kg/m。防渗帷

22、幕共钻检查孔23个，压水试验455段，其中坝体部位393段，合格的383段，占97.5%，不合格部位均又做了补灌处理；基岩部位62段，全部合格。第三节大黑汀水库坝基改性干磨细水泥补强灌浆设计与施工大黑汀水库位于河北省迁西县滦河干流上，距上游潘家口水库35km，是开发滦河引滦入津的大型骨干工程。该工程于1973年文革期间兴建，1986年竣工投入运行。大坝为低宽缝混凝土重力坝，最大坝高52.5m，坝顶高程138.8m，正常蓄水位133.0m，库容3.37亿m3，总装机21.6MW。大坝主要建筑物自西向东布置依次为：西头重力坝（XT7坝段），渠首电站（Q2）、放水洞（F2）、西重力坝（XZ2）、河床

23、电站（H1），底孔（D8），导墙1个坝段、溢流28个坝段和东重力坝31个坝段，共计82个坝段，坝顶全长1354.5m。（注：括号内短横线后面的数字为坝段数目）一、地质简况大黑汀水库坝基主要为太古界上川组角闪斜长片麻岩和花岗片麻岩，片麻岩节理主要为南北向，倾向东或南西，倾角50°80°，另见有少量燕山期辉绿岩、伟晶岩基性侵入岩脉。坝基岩石节理裂隙发育，裂隙以高倾角为主，间距一般为2030cm，大多数张开度很小或闭合，充填以方解为主，局部见有泥质充填。坝基断层也较发育，多达120余条，其中破碎带宽度大于20cm的较大断层有30余条，倾角多大于40，另外也存在一些缓倾角含夹泥的断

24、层。建基面岩石风化程度，底孔溢流26号坝段为微风化岩体，局部存在弱风化岩体，其它坝段以弱风化岩体为主。由于坝基断层、裂隙发育的差异性，岩体透水性在平面和剖面上显现出明显的不均一。1998年补强灌浆前进行的地质勘察工作资料中表明：共进行了111段的压水试验，微透水（1Lu段占12.6%；弱透水（110 Lu）段占69.4%；中等透水（10 Lu）占18%，透水率q最大值为43.3 Lu，平均值为6.8 Lu。坝基岩体大部分属微弱透水性。西头重力坝（XT）第6坝段西重力坝（XZ）第2坝段、溢19号坝段，溢27号坝段以及东重力坝坝基岩体透水性相对较强，其它坝段相对较弱。另外，坝基浅层岩体透水性较强，

25、36段压水试验成果显示，透水率平均值为8.4 Lu。断层影响带透水性也较强。二、原防渗墙帷幕存在的主要问题1.主坝基础灌浆廊道幕后主排水孔溢出大量沉淀物，大黑汀水库自1988年正常蓄水投入运用以来，1989年发现幕后主排水孔排出异常物质，1992年起沉淀物逐年增多，析出物有乳白色絮状物，黑色粉末状和红色糊状漂浮物等。1998年实地调查，发现82个坝块有729坝块（长1238m）出现析出物，数量很多，从排水沟收集的析出物经干燥后，重达608kg。析出物成分主要是CaCO3，其次为Fe2O3、MnO2和有机质，SiO2、Al2O3及粘土矿物含量甚微。通过对防渗帷幕体钻孔取芯和钻孔内水下电视观察，防

26、渗帷幕已受到较严重破坏，部分坝段基础混凝土与坝基岩体脱离或结合较差，并且坝基浅层岩体破碎，透水性较强。2.由于坝基防渗帷幕是在文革期间施工的，帷幕设计和帷幕施工在某些方面不很规范，帷幕连续和完整性差，原帷幕设计大部分为单排孔，除桩号04300+450和03700410段灌浆孔距为1.5m外，其它部位孔距一般为3m。灌浆孔深变化也较大，除桩号097.4028段灌浆较深（一般为20m）外，其余各段孔深大多为68m，每间隔2040m，布置一较深灌浆孔（一般1618m）。灌浆用水灰比较大，多数灌浆孔灌浆结束时水灰比为10：1、8：1或6：1。灌浆压力较小：孔深05m为0.3MPa；510m为0.550

27、.60 MPa；1015m为0.91.0 MPa。总体看来，孔距偏大，孔深偏小，灌浆压力偏低，灌浆浆液偏稀。原工程帷幕灌浆检查孔28个，压水98段, 单位吸水量均值为0.017L/mim。0.02 L/min.m.m的占20%，主要集中在东重力坝段。三、补强帷幕灌浆设计和主要的技术要求1.帷幕防渗标准透水率q1Lu。2.帷幕位置补强帷幕布置在上游基础灌浆廊道内，帷幕轴线距廊道上游壁0.6m。帷幕灌浆布置见图13.帷幕孔的布置帷幕布置为单排孔，孔距2m，孔深一般为25m。4.孔位和孔斜钻孔孔位偏差不大于10cm。孔斜要求：孔深10m，孔底最大偏差不超过10 cm；20m，不超过25 cm；30m

28、，不超过50 cm。5.冲洗和压水试验（1）钻孔冲洗灌浆前需对灌浆孔进行钻孔冲洗，孔内沉积厚度不得超过20 cm。（2）裂隙冲洗冲洗压力为灌浆压力的80%，但不大于1MPa。（3）压水试验先导孔、序孔和检查孔自上而下分段进行五点法压水试验，其它灌浆孔各段在灌前进行简易压水。6.灌浆材料和浆液配比根据地质条件帷幕分为两个灌区，第一灌区F第1坝段33号坝段，灌浆采用改性干磨细水泥，对其性能的要求见表1。浆液水灰比为2、1、0.6三个比级，第二灌区XT第4坝段Q第2坝段及34号58号坝段，灌浆采用冀东525号普通硅酸盐水泥，对其细度要求为通过80m方孔筛筛余量不大于2%，浆液水灰比为5、3、2、1、

29、0.8、0.6和0.5等七个比级。表116改性水泥技术性能项目技术性能密度3.07t/m细度小于6m颗粒40%；小于30m颗粒95%凝结时间初凝不早于45min；凝不迟于270min强度抗压强度：3天31.0MPa；28天62.5 MPa抗折强度：3天5.5 MPa；28天8.0 MPa膨胀率1天0.05%；28天0.6%浆体稳定性W/C=1.0时，自由沉降析水率5%浆体流动性W/C=1.0时，流时20s7.灌浆方法灌浆采用孔口封闭灌浆法，自上而下分段进行灌浆。孔口第一、二、三段的段长分别1m、2m、3m，以下各段长度一般为5m。灌浆分为三序施工。8.灌浆压力孔深5m以内，灌浆压力1.52.5

30、MPa；超过5m则为3MPa。9.灌浆结束标准灌浆应同时满足下述两条件，方可结束：（1）在设计压力下，注入率不大于0.5 L/min，延续灌注时间不少于90 min；（2）灌浆全过程中，在设计压力下的灌浆时间不少于120 min；10.灌浆记录采用自动记录仪记录。11.封孔要求采用“置换和压力灌浆法”封孔。四、灌浆试验为了验证设计方案的可行性、合理性，在工地选取岩体完整性相对较好、渗透性较小、析出物较多的10号坝段进行改性干磨细水泥灌浆试验；选取岩体较破碎，完整性相对较差、幕后排水孔排水量较大，但析出物不多的42号坝段进行普通水泥灌浆试验。灌浆孔布置、灌浆方法、灌技术要求与帷幕灌浆设计相同。两

31、个试区灌浆情况见表2和表3。表11710号坝段改性水泥灌浆试验资料分析表孔号工程量（m）水泥注入量（kg）单位注入量（xg/m）备 注最小值最大值平均值检查孔2个，压水试验10段，透水率最小为0.04Lu,最大为0.80 Lu,合格率100%，满足设计1 Lu的要求。75.611282.434.514.950.07924.737.915.899.715904.630.515.9合 计225.3351015.6检查孔50.11212.4表11842号坝段普通水泥灌浆试验资料分析表孔号工程量（m）水泥注入量（kg）单位注入量（xg/m）备 注最小值最大值平均值检查孔2个，压水试验10段，合格率10

32、0%，满足设计要求。74.626794.0151.335.950.018143.8152.436.3100.113231.431.213.2合 计224.7581625.9检查孔50.11462.9五、灌浆施工补强帷幕灌浆于1999年10月开始，2001年4月全部竣工。1.完成的工程量补强帷幕共计完成灌浆孔626个，钻孔进尺17905.53m，其中基岩15291.83m，注入改性干磨细水泥196549kg，综合平均单位注入量24.8kg/m，详见表4。2.改性干磨细水泥加工制作与质量检测改性干磨细水泥采用中国建筑材料科学研究院和河海大学共同研制的配方，以冀东525号普通硅酸盐水泥为主，加入分散

33、剂、膨胀剂、调凝剂、助磨剂等诸多外加剂，在工地通过研磨机磨制而成。施工过程中在现场对改性干磨细水泥每30t进行一次检测，检测成果见表5。改性干磨细水泥质量满足设计要求。改性干磨细水泥浆液制备采用ZJ400高速搅拌机拌制。搅拌时间4560s。3.灌浆资料整理与分析（1）帷幕灌浆资料汇总表见表119。（2）透水率分析从先导孔压水试验资料分析，第一灌区透水率q1Lu的孔段占86%，透水率平均值为0.60；第二灌区占71.6%，平均值为0.95，两个灌区基岩透水性均较小。前者岩体透水性更小一些，采用改性干磨细水泥灌注是适宜的。（3）各序孔资料分析，两个灌区单位注入量均随灌序的增加而较为明显的减小，透水

34、率类同，符合灌浆一般规律，也表明灌注效果较好。（4）单位注入量分析第一灌区单位注入量大于50kg/m的段数仅占灌浆总段数的7%，单位注入量平均值为20.9kg/m；第二灌区则占10.2%，平均值为31.1，灌浆注入量不大，与地质条件基本相符。六、灌浆质量检查与灌浆效果1.帷幕灌浆共布检查孔69个，压水试验470段，透水率q1Lu的469段，合格率99.8%，不合格的1段，其值为1.04Lu，经补灌后，达到合格。2.从帷幕检查孔取出的岩芯中可见水泥结石，颜色较深，宽度0.25mm的裂隙中，充填密实，强度较高，粘接较好，断层部位充填也较良好。3.帷幕灌浆施工前，将灌浆廊道中的扬压力观测孔和幕后主排

35、水孔全部封堵，帷幕完工后，重新钻设88个扬压观测孔和626个排水孔。观测结果显示：扬压力很小，并且比较稳定，折减系数2均小于0.2（设计值为0.25）；626个排水孔排水总量48.45L/min，较灌前1991年所测排水总量342.1 L/min相比，有较大程度减小。626个排水孔中有涌水的465个，占总孔的74.3%，大于0.1L/min的82个，占13.1%。最大的两个孔排水量分别为1.2和2.4L/min；小于0.1 L/min的383个，占61.2%，没有涌水的161个，占25.7%。4.帷幕灌浆结束后，经过6个月的观察，在原析出物较多的29号坝段和XZ2号坝段，析出物较灌前明显减少。

36、七、小结1.根据地质条件和工程需要，分别选用改性干磨细水泥和525号普通硅酸盐水泥进行灌浆是适宜的。补强帷幕灌浆质量良好，灌浆效果较明显，满足设计要求。设计和施工均是成功的。2.大黑汀水库帷幕补强灌浆是目前国内首次较大规模地正式采用改性干磨细水泥进行灌浆的工程。实践证明，改性干磨细水泥对于灌注微细裂隙和处理断层是一种比较有效的灌注材料。该工程施工经验可供其它类似工程参考应用。3.使用改性干磨细水泥的主要优点是灌浆过程中无需添加添加其它辅助外加剂，可以直接制备使用，制浆简单。使用改性干磨细水泥数量超过400t时，可在工地自行加生产，质量稳定，也较经济，运输和储存均很方便。4.建议（1）该工程使用

37、改性干磨细水泥约510t，而注入量约为200t耗损量大，建议今后在制浆和灌浆工艺等方面应研究改进，减少浪费，降低成本，以利推广应用。(2)由于使用了自动记录仪，灌浆结束标准可改为“注入率不大于1L/，延续灌注时间不少于90 min”。表1110改性水泥检测成果表检测项目检测指标最大值最小值平均值备注细度D9530m28.6122.826.73取样17组，两个试样初凝时间小于45min，3个试样3天膨胀率小于0.05%，其他均满足要求。D406m5.964.65.49 宾凝结时间初凝不早于45min1453266终凝不迟于270min20594127强度抗压强度3天3168.551.557.92

38、8天62.590.067.878.2抗折强度3天5.59.87.58.528天811.49.610.4膨胀率3天0.05%0.070.030.0528天0.60%0.130.050.08浆体稳定性W/C=1.0自由沉降率5%4.83.64.4浆体流动性W/C=1.0流时20秒19.618.218.911表119帐幕灌浆资料汇总表部位灌浆次序孔数钻孔深度（m）水泥注入量(kg)单位注入量(kg/m)单位注入量（kg0/m）段数/频率（%）透水率（Lu）区间段数/频率（%）平均透水率(Lu)砼基岩合计总段数5515155050100100总段数0.50.511221010第一灌区（F1F33坝段，

39、灌注改性干磨细水泥灌浆）E47198.51167.513664509438.6328/40/114/116/29/29/329/178/105/41/5/0.610012.234.835.48.88.810054.131.912.51.547187.21179.813672991025.4328/47/125/122/19/15/327/187/91/44/4/1/0.5810014.338.137.25.84.610057.227.813.51.20.394375.62356.92732.54804420.4658/117/292/210/19/20/658/402/180/65/11/0.

40、5210017.844.431.92.93.010061.127.49.91.7188744.54721.95466.47350015.61318/297/610/357/31/23/1318/816/362/119/21/0.4910022.546.327.12.41.710061.927.59.01.6合计3761505.89426.110931.919654920.92632/501/1141/805/98/87/26321001943.430.63.73.3第二灌区（XT4Q2，3458坝段，灌注525号普通水泥浆）E30135.8696.7832.53899756.0201/35/7

41、3/54/10/29/201/69/75/44/11/2/0.9510017.436.326.95.014.410034.337.322.05.51.032142.4749.4891.82997140.0215/40/86/59/12/18/215/87/69/37/22/0.9010018.640.027.410.28.410040.532.117.210.263278.51483.31761.84737331.9426/104/189/89/19/25/426/204/132/60/30/0.7510024.544.420.94.55.910047.931.014.17.0125551.2

42、2936.33487.66598622.5845/190/412/183/32/28/845/402/276/118/49/0.7310022.548.821.73.83.310047.632.714.05.8合计2501107.95865.76973.718232831.11687/369/760/385/73/100/1687/10021.945.022.84.35.9总计6262613.715291.817905.537887724.8检查孔6929716591956470/455/14/1/10096.83.00.2第四节 三峡工程左岸厂房坝段与泄洪坝段帷幕设计与施工三峡工程拦河大坝为

43、混凝土重力坝，坝轴线全长2309.47m，坝顶高程185.00m,最大坝高181.00m，水库正常蓄水位175.00，总库容393亿m3，总装机容量18200MW。拦河大坝主要建筑物自左至右依次为左岸非溢流坝段（含左连接段、升船机坝段、临时船闸坝段）。左岸厂房坝段、泄洪坝段（含左导墙坝段与右纵坝段）、右岸厂房坝段、右岸非益流坝段及右岸地下电站。左岸非溢流坝段、左岸厂房坝段及泄洪坝段工程于2003年5月已经国家验收。下面仅介绍左岸厂房坝段与泄洪坝段帷幕的设计与施工简况。一 地质简况三峡工程左岸厂房坝段与泄洪坝段大坝基岩为前震旦系闪云斜长花岗岩，岩体坚硬、完整、宽大裂隙少。大坝建基面主要为微风化岩

44、体，少数地段为弱风化下部岩体。坝基优、良质岩体占90%以上。饱和抗压平均强度75100Ma，变形模量1540Ga，平均纵波波速大于5000m/s。坝基范围内构造断裂不发育，规模较大的断层有F7、f10、F4、f20及断层组（F410F413）等，为数不多。左厂1号5号坝段缓倾角裂隙相对发育，而坝下游由于布置电站厂房，存在较深的陡坡临空面，对坝基抗滑稳定不利。本区段岩体属裂隙透水岩体，以微透水岩体（q<1Lu）为主，透水率q大部分小于1Lu,少部分为0Lu，极少部分大于1Lu，勘探期间岩体透水性情况见表11-11，坝基开挖后，由于风化岩体的挖除，显示出岩体透水性较原勘探期还小一些，见后五.

45、3.(1)中所述。透水性较大的部位多分布在性状较差的断层带、断层影响带、裂隙密集带。河床深槽部位地下水活动较强，断层两侧岩体透水性也有明显增加。总体看，建坝地质条件优良。表11-11 勘探期间岩体透水性统计表部 位统计孔数（个）透水性（Lu）分级及其所占百分比（%）<11551010100>100左厂坝段4775.816.74.62.90泄洪坝段3658.417.67.215.41.4相对隔水层岩体（q1 Lu）顶面高程与坝区河谷地形趋势基本相同，河床深槽部位高程低，一般为40m50m；河床漫滩部位略高。一般为0m10m，左岸山体随地形的增高相对隔水层岩体顶面高程也逐渐升高。本区段

46、左厂7号坝段泄洪坝段位于河床，其中开挖高程最低的坝段为左导墙坝段、泄洪1号4号坝段，也就是深槽部位，其建基面高程分别为6.00m、4.00m、4.00m、4.00m和7.00m。泄洪坝段受断层和深槽影响，相对隔水层岩体顶板起伏较大，在较深部位还存在有透水率q大于1Lu的孔段。二防渗帷幕设计根据大坝和电站厂房基础防渗及稳定要求，结合坝基工程地质与水文地质的特点，通过现场灌浆试验论证，确定坝基采用垂直灌浆帷幕和排水孔幕相结合的渗流控制方案。左岸非渗流坝段采用常规防渗排水方案；抽排方案，形成了一个大封闭的帷幕抽排区，见图11-3。图11-3 左厂坝段（含左岸厂房）、泄洪坝段封闭帷幕平面布置图左厂1号

47、6号坝段；左厂坝段；左厂7号14号坝段；左导墙坝段；泄1号23号坝段；右纵坝段；安；1号6号机组；7号14号机组。主帷幕；封闭帷幕。1、帷幕防渗标准：透水率q1Lu2、帷幕灌浆孔的布置（1）主帷幕与封闭帷幕一般布置为单排孔，局部布置为双排孔。主帷幕灌浆孔孔距，单排一般为2.0m，双排孔为2.0 m2.5m，排距0.2 m0.8m。封闭帷幕孔距一般为2.5m，局部加密至1.25m。（2）结合固结灌浆，在主帷幕上游布置两排各深10.0m和20.0m兼作辅助帷幕的固结灌浆孔；封闭帷幕下游布置一排深10.0m兼作辅助帷幕的固结灌浆孔；孔排距均为2.0m.3、帷幕灌浆孔孔深的确定（）灌浆孔深入基岩相对不

48、透水岩体顶板以下5.0m;（）帷幕深度满足H1/3h+C, 其中h为幕前水深（主帷幕为上游水深，封闭帷幕为下游水深）；C为常数，取58。（）厂房坝段主帷幕灌浆孔深度达到坝后电站厂房基础开挖高程以下10.0m20.0m。（）双排孔部位，对透水岩体埋深在40m以内地段，要求第二排孔深入相对不透水岩体5m；透水岩体较深时，要求第二排孔深度不小于第一排孔深的2/3。（） 先导孔孔深按防渗帷幕底线以下10m控制（） 灌浆孔终孔段应为灌前透水率q1Lu，注入量C20kg/m，否则予以加深。三施工工艺与技术要求（） 施工方法帷幕灌浆采用小口径钻孔、孔口封闭灌浆法施工，自上而下分段进行灌浆。（）孔位、孔斜和孔

49、深开孔孔位与设计孔位偏差不大于10cm。垂直孔或顶角小于50的钻孔，其孔底偏差值不得大于表11-12中的规定。表1112 钻孔孔底最大允许偏差值孔 深（m）2030405060>60允许偏差值（m）0.250.50.81.151.5<2.0孔深应满足设计的规定。（） 钻孔冲洗和裂隙冲洗钻孔冲洗要求回水澄清10min，孔底残留物厚度不大于20cm。裂隙冲洗，灌浆孔第1段（接触段）要求进行裂隙冲洗，至回水澄清10min，总冲洗时间不少于30min。不良地质地段冲洗时间不少于2h。冲洗压力为灌浆压力的80%, 最大值取为1MPa。其它灌浆段不进行专门的裂隙冲洗。（） 压水试验先导孔和检查

50、孔采用单点法进行压水试验，特殊部位采用五点法。一般灌浆孔各灌浆段灌浆前进行简易压水，压水压力为1MPa，但不大于同段灌浆压力的80%。（） 灌浆压力主帷幕最大灌浆压力为6.0MPa，孔口1、2、3段为1.54.5MPa；封闭帷幕最大灌浆压力为4.0MPa，孔口1、2、3段为1.02.0MPa。（） 灌浆浆液根据灌浆试验结论意见，帷幕灌浆一般情况下均采用湿磨细水泥浆进行灌注。灌浆水泥采用由荆门水泥厂生产的525#普通硅酸盐水泥，拌制成水泥浆并加入减水剂后，通过湿磨机进行磨细后应用。湿磨细水泥浆的颗粒细度采用激光测试仪进行监测。要求颗粒细度达到D9540m。湿磨细水泥浆采用水灰比为21、11、0.61三个比级。当孔段吸水率大于40L/min或吸浆率大于30L/min时，先灌注普通水泥浆，待吸浆率减小至10L/min后，再灌注湿磨细水泥浆。（） 灌浆结束标准及封孔灌浆段的灌浆在设计压力下注入率不大于1.0L/min，延续灌注90min；并且在设计压