第ｏ７期（总第３５０期） ［文章编号】１００９－２８４６（２０１１）０７－００２４－－０３ 吉林水利 ２０１１年０７月 帷幕灌浆在团结水库大坝岩基防渗中的应用 姜喜峰 ．张继奎 （吉林省白城市洮儿河灌区管理局，吉林 白城１３７０００） 【摘要］在团结水库大坝岩基防渗工程中，根据大坝地层岩性的结构特点，采用帷幕灌浆的施工工艺，成功解 决了大坝岩基渗流稳定问题。使大坝岩基防渗体达到了设计标准。 ［关键词】帷幕灌浆；大坝岩基防渗；施工与应用 【中图分类号］ＴＶ＇４４１：ＴＶ＇６４０。３ 【文献标识码】Ｂ 帷幕灌浆简单的定义为：在大坝基岩中建造 的一道连续的、完整的、比大坝基岩渗透性低 的、平面上呈条带状、立面上形似舞台上的帷幕 的防渗结构。根据工程具体情况还要求幕体的渗 透性达到一定低的标准。 在岩石地基上筑坝，为了防止坝基渗漏，多 ２ 帷幕灌浆在团结水库大坝岩基防渗中的 应用 ２．１防渗方案施工工艺的选择 团结水库大坝坝基为强风化花岗岩，采用地 连墙型式开挖岩石层浇筑砼墙施工难度大．经过 对帷幕灌浆的施工工艺、施工设备的考察，以及 对工程造价的方案必选，选定坝基防渗采用帷幕 灌浆的施工方法。 ２．２帷幕灌浆防渗设计参数 坝基帷幕灌浆桩号１＋１５９—１＋７Ｏ３．长５４４ｍ． 单孔灌浆深度为６ｍ，单孔造孔深１７．９—１８．８ｍ， 采用灌浆方法建造防渗帷幕，简称“帷幕灌浆”， 利用这种防渗措施并结合排水是减少大坝基岩渗 漏、降低扬压力的主要的和有效的方法。 灌浆帷幕和排水设计的基本原则是先灌浆以 防渗，后排水以降压。也就是说，先通过帷幕灌 浆将坝基岩石渗漏减少到一定程度后。再做排 水，这样对基岩的防渗和稳定最为有效。 造孔位置布置在坝轴线上。布置一排帷幕灌浆 孔，间距１．５ｍ，灌浆压力为０．３ＭＰａ，透水率小 １工程概况 团结水库位于吉林省白城市查干浩特经济开 发区镇西境内，在镇西的东南部，团结水库是通 于５Ｌｕ，坝基灌浆处理后与岩基连接形成防渗体。 ２．３帷幕灌浆防渗设计 １）帷幕灌浆长度确定。根据地层岩性情况， 坝基帷幕灌浆桩号１＋１５９—１十７Ｏ３，长５４４ｍ。 ２）帷幕灌浆顶高程的确定。从经济、安全 方面考虑，本次确定坝基帷幕灌浆顶高程 ２０９．６—２０８．７ｍ，为强风化花岗岩层以上ｌｍ。 过引水干渠引洮儿河察镇区间的灌溉剩余水和察 尔森水库弃水进行调蓄兴利的旁侧水库。水库包 括一座主坝，两座副坝，一座坝下输水涵洞，一 条输水干渠和一条引水干渠。引水干渠左侧坡面 ３）帷幕灌浆底高程。根据地层岩性情况， 帷幕灌浆底高程２０３．６—２Ｏ２．７ｍ，为强风化花岗岩 层以下５ｍ。 及水库本身的流域面积为４０３ｋｉｎ ，水库是以灌溉 为主的中型水库。 团结水库大坝坝基在桩号１＋２３０－－－１＋５８０坝 基直接与基岩接触，岩性为强风化花岗岩，厚度 １ｏ－－ｌ５ｍ，属于强透水层，渗透系数Ｋ＝４．８１Ｘ １Ｏ一３ｃｍ／ｓ、渗透允许比降阴＝０．１，该坝段坝基 应采取防渗工程措施。 【收稿日期］２Ｏｌ１－０４－－２Ｏ ３帷幕灌浆施工 大坝基岩帷幕灌整个施工过程包括钻孔、冲 洗、压水试验、压力灌浆、封孔及灌浆质量检查 【作者简介ｊ姜喜峰（１９７２一），男，高级工程师，现从事水利工程管理与施工工作。 —．２４ ． 吉林水利 帷幕灌浆在团结水库大坝岩基防渗中的应用 姜喜峰等 ２０１１年ｏ７月 等步骤。 ３．１钻孔 ２）其它灌浆孔各孔段在灌浆前易进行简易 压水．查看各次序灌浆孔的透水率值有无随着灌 浆次序的增加而逐渐减小的规律。查看灌浆孔每 帷幕灌浆的钻孔是实现帷幕灌浆的先决条 件，只有通过特设的钻孔，才能进行帷幕灌浆。 帷幕灌浆钻孔采用１５０型及３００型地质钻 机。钻头采用金刚石钻头。孔位偏差及钻孔位 灌浆段透水率和单位注入量的大致关系，借以 了解各段的灌浆情况。根据的地段岩石透水率大 一小和岩石完整情况，确定灌浆方法和灌浆开始时 浆液的配合比。 ３）质量检查孔进行压水试验，检查帷幕灌 浆质量是否达到设计要求．如透水率小于规定 置、孔斜率均应满足设计要求，在钻孔灌浆时应 对岩层、岩性及孔内各种特殊情况进行详细记 录。钻孔遇有洞穴、塌孔及掉块难以钻进时．先 进行灌浆处理，然后继续钻进，如发现漏水应及 时查明原因，及时处理，然后钻进。 ３．２冲洗 为了提高灌浆质量，取得良好的灌浆效果， 在灌浆前必须清除钻孔中残积的岩粉，清除裂隙 或空洞中所充填的粘土杂质等物。一般常用的方 法就是钻孔冲洗和裂隙冲洗。 １）钻孔冲洗。钻孔冲洗的目的是将残存在 孔底和粘附在孑Ｌ壁处的岩粉、碎屑等杂质冲出孔 外，以免堵塞裂隙的进口，影响浆液灌入。 钻孔钻到预定孔段的深度并取出岩心后．将 钻具下入至孔底，用大流量水进行冲洗，直到回 水变清，孔内残存杂质沉积厚度不超过１０—２０ｃｍ 时，结束冲洗。有时在钻具上装有锥粉管，便于 捞取沉淀的残渣。 ２）裂隙冲洗。裂隙冲洗的目的是用压力水 将岩石裂隙或空洞中所充填的松软的、风化的泥 质充填物冲出孔外。或是将充填物推移到需要灌 浆处理的范围以外，这样，将裂隙冲洗干净后， 利于浆液流进并与裂隙接触面胶结坚固。起到防 渗和固结作用。使用压力水进行裂隙冲洗时，在 钻孔内需要下入灌浆塞。 ３）冲洗压力的确定。冲洗压力为灌浆压力 的８Ｏ％，若该值大于１ＭＰａ时，应采用１ＭＰａ，直 至回水清净为止，先导孑Ｌ应自上而下分段进行钻 孔和压水试验。各次序灌浆孔的各灌浆段在灌浆 前宜进行简易压水。 ３．３压水试验 帷幕灌浆在施工中进行的压水试验主要分为 三个阶段。 １）先导孔兼起勘探孔的作用，应自上而下 分段进行钻孔、压水试验和灌浆，借以了解地质 条件、岩层分布和在设计灌浆压力下岩层吸水量 情况。 值，应认为帷幕灌浆质量合格，否则需要外加钻 孔，再进行补灌。 ３．４压力灌浆 １）灌浆自上而下分段灌注，灌浆设备采用 双筒立式搅拌机制浆，全液压式灌浆泵，灌浆材 料为纯水泥浆，配相应的搅拌机、水泵、高压管 路和胶管等。 ２）灌浆应按分序加密的原则进行。由三序 孔组成的帷幕，应按先Ｉ序再Ⅱ序最后Ⅲ序的原 则进行分序施工。 ３）帷幕灌浆段长度采用５—６ｍ，特殊情况下 可适当缩减或加长。但不得大于ｌＯｍ。 ４）灌浆压力和孑Ｌ距布置，各次序孔及每段 的灌浆压力及孔距布置都应在灌浆段试验确定， 设计灌浆孔距为１．５ｍ，灌浆压力为０．３ＭＰａ。 ５）灌浆浆液采用纯水泥浆，水泥标号可采 用普通硅酸盐水泥ＰＯ．４２．５。 ６）按灌浆试验确定的水灰比施灌，灌浆浆 液应由稀到浓逐级变换。本次帷幕灌浆水灰比采 用（５：１）、（３：１）、 （１：１）、 （０．８：１）等４个比 级，开灌水灰比宜采用５：１。当灌浆压力保持不 变，注入率持续减少时，或注入率保持不变而压 力持续升高时，不得改变水灰比。当某一比级浆 液的注入量以达３ｏｏＬ以上或灌注时间已达１小 时。而灌浆压力和注入率均元改变或改变不明显 时，应改浓一级。当注入率大于３０Ｌ／ａｒｉｎ时，可 根据具体情况越级变浓【１］。 ７）灌浆结束与封孔。在规定压力下，当注 入率不大于０．４Ｌ／ａｒｉｎ延续３０ｒａｉｎ或注入率不大于 １Ｌ／ａｒｉｎ继续灌注６０ｒａｉｎ，灌浆即可结束。验收合 格后进行封孔。封孔采用“分段压力灌浆封孔 法”进行。 在灌浆过程中发生回浆失水变浓时。结束时 的吸浆率可根据具体情况放宽到０．２—０．４Ｕ（ｍｉｎ． 一２５— 吉林水利 帷幕灌浆在团结水库大坝岩基防渗中的应用 姜喜峰等 ２０１１年０７月 ｍ），但其延续时间不得少于２ｈ。 ３．５灌浆质量检查 ４结束语 １）帷幕灌浆质量检查应以分析检查孔压水 试验成果为主，结合钻孔、取岩芯资料、灌浆记 团结水库大坝岩基防渗采用帷幕灌浆施工工艺 录和测试成果等评定其质量。 是成功的，帷幕灌浆体质量完全满足设计标准， ２）选帷幕灌浆检查孔，本工程设计为帷幕 并且工期短、投资少、防渗效果显著，是目前可 灌浆总孔数的１０％，即１５ｍ设置一个检查孔，也 靠和成熟的大坝岩基防渗处理方法。在水利工程 可以根据施工时的实际情况而定。在帷幕灌浆部 建设中有着广阔的发展和应用前景。口 位灌浆结束１４天后进行压水试验。共钻了３５个 孔进行压水试验， 参考文献： 试验结果为灌浆后基岩的透水率均小于设计 【１］许厚材 光华，齐润固．鸟江渡发电厂扩建工程防渗帷幕灌浆 要求值５Ｌｕ。检查结果表明，坝基帷幕灌浆质量 试验研究ｆＪ】贵州水力 ￣，２００４－－０２－２９ 完全满足设计要求。 （上接第１７页） 响明显。时效分量的变幅和占总变幅的比例分别 （２）垂直位移分析 为：Ｊ１的变幅为０．６１ｍｍ，占总变幅１８．６％；Ｊ２ 正如３．１．２节所述。疑２００２年接入自动化系 的变幅为３．２２ｍｍ，占总变幅８３．２％；Ｊ４的变幅为 统时有失误，闸坝垂直位移测值前后规律不统 ０．４１ｒａｍ，占总变幅８５．４２％。温度分量是影响测 一，数学模型无法合理区分解读，本次虽对闸顶 点Ｊ２、Ｊ４最主要的因素，但温度因子对测点Ｊｌ 的１Ｏ个测点均进行了回归分析。但回归分析相 的影响比较弱。 关系数Ｒ相对较小。 Ｃ３）坝段相对位移分析 ５ 结语 闸坝测缝计测值变化规律较为明显，除Ｊ３ （已损坏）外，另外３个测点的回归分析相关系 冷竹关水电站闸坝自建成至今已安全运行９ 数均大于０．７（测点Ｊ４的回归分析相关系数最小 年。期间安全监测系统整体运行良好，未出现大 为０．７４１，ｊ１的回归分析相关系数为０．９６６，测点 的监测事故；大坝监测系统布置合理、安设可 Ｊ２的回归分析相关系数为０．７７）。 靠、维护良好，能够反映坝体的工作性态，满足 ①伸缩缝均受当天水位影响。水位分量的变 该工程的安全运行要求；电厂根据大坝安全监测 幅和占总变幅的比例分别为：Ｊｌ的变幅为 有关规范规程，长期设有专门的安全监测管理人 ０．０２ｒａｍ，占总变幅０．１６％；１２的变幅为０．０４ｍｍ， 员。监测管理较为规范。此外，在２００２年接入 占总变幅１．０３％；Ｊ４的变幅为０．０３ｒａｍ，占总变幅 自动化系统以来，垂直位移的波动规律反相，不 ６．２５％。水位因子对伸缩缝影响较为不明显。 符合坝工相关原理，建议管理人员联系静力水准 ②冷竹关水电站伸缩缝不仅受当前温度的影 系统厂家进行深入核查。口 响显著．而且对温度影响有明显的滞后性。温度 分量的变幅和占总变幅的比例分别为：Ｊ１的变幅 参考文献： 为２．６５ｍｍ，占总变幅８０．７９％；Ｊ２的变幅为 【１】张琦，秦世傻，冷竹关水电站枢纽总布置设计概要【Ｊ】．水电 ０．６１ｒａｍ，占总变幅１５．７６％；Ｊ４的变幅为 站设计。２０ｏ１，１７（２）：１９．２１ ０．０４ｒａｍ。占总变幅８．３３％。温度分量是影响测点 【２】昊中如，水工建筑物安全监控理论及其应用【 ．北京：高等 教育出版社。２０ｏ３ Ｊ１最主要的因素，但温度因子对测点Ｊ２、Ｊ４的影 【３】陈久宇，林见。监测资料处理方法【Ｍ】．上海：上海交通大学 响都比较弱。 出版社．１９８６ ③时间效应基本收敛，伸缩缝受时间效应的影 一２６一
