1、第十一章 非巖溶地區大壩基巖帷幕灌漿工程實例本章介紹非巖溶地區5個大壩基巖帷幕灌漿工程實例，各工程實例均具有其代表性。潘家口水庫工程實例代表常規設計情況；紅楓水電站工程實例代表灌漿漿液采用抗剪塑性屈服強度大的膏狀漿液灌漿施工情況；長江三峽工程實例代表采用抽排方案設計和采用濕磨細水泥漿液灌漿施工情況；大黑汀水庫工程實例代表微弱透水性巖體采用干磨細水泥漿液灌漿施工情況；另介紹一個國外工程實例奈川渡工程，以為類比和參考。第一節 潘家口水庫大壩基巖帷幕灌漿潘家口水庫大壩為低寬縫混凝土重力壩，最大壩高107.5m，壩長1024m。 一、地質簡況 大壩基巖主要為角閃斜長片麻巖，堅硬、寬大裂縫不多。壩基在河

2、谷地段全部置于微風化巖石上，抗壓強度為70MPa，靜彈性模量為1215GPa。 壩基下有較大的斷層F1 2，其他的斷層均較小。基礎巖石透水性小，屬弱透水性。從勘探孔的壓水試驗資料來看，約80孔段的*單位吸水量值小于0.05L/min·m·m，見表11-1。 F1 2斷層兩側透水性大，連同其他一些斷層如f2、f22等部位以及斷層交匯區巖石破碎帶，均為防滲重點地段，需著重處理。（*注，當時透水性以單位吸水量表示）。表11-1 壩基巖石的滲透性情況 地 貌單 元壩 段勘探孔數（個）壓水試驗段數（段）深 度（自巖面起算）（m）單位吸水量L/（min·m·m）11

3、0.50.50.10.10.050.050.010.01區 間 段 數河床及漫灘1829944010102020303040405050606070111114325756511合計14930%2.39.120.468.2一級階地303587001010202030304040505060607011233111234644343457521合計11073824%1.414.3104034.3一級 及階 二地 級后 階緣 地36447620101020203030404050506060702135532413767733合計212336%3.31.637.158二、帷幕設計 帷幕設計的原則是

4、：巖石透水性小，地質條件良好的部位，采用阻排結合、以排為主的措施；在特殊地質條件，例如斷層和破碎帶等部位，采用以阻為主，結合排水的措施。1帷幕線的確定大壩基礎防滲帷幕在灌漿廊道內施工，廊道上游壁距上游壩面大于6m，廊道的底板厚度一般為47m。廊道斷面尺寸為3m×4.2m。兩岸基礎巖石相對不透水巖層埋藏較深，地下水位更低，水庫正常高水位與其相交處比較遠，約有200300m。根據水文地質和水位觀測資料，左岸帷幕自壩肩暫定向外延伸65m，右岸的帷幕延伸45m，故帷幕線全長為1150m。 2帷幕深度 帷幕深度主要根據下述原則綜合考慮而定： (1)高水頭的壩段，帷幕孔深度在相對隔水層(<

5、0.01)線以下10m左右；低水頭的壩段，在5m左右。（2）幕深 （HO為壩前最大水深，C值取10）。（3）高水頭壩段帷幕孔深度不小于0.5H（H為壩上下游水位差）。（4）根據國內一些高壩實踐經驗，帷幕深度平均值約為壩高的45%，據此，選定各壩段基巖面以下帷幕深度如表11-2所示。向左右兩岸壩肩外延伸的帷幕，暫定孔深為30m。表11-2 各壩段的帷幕深度壩 段112131718303137384445505156帷幕深度（m）283540左右40左右50553540455035403帷幕灌漿孔排數、排距和孔距的選定根據勘測階段的資料，灌漿試驗成果，結合壩前最大水深，以及水工建筑物設計要求等條件

6、，宏觀的看，將帷幕設計分為四類。（1）左、右岸建基高程在200m以上，壩前最大水深小于30m的部位和兩岸壩肩外帷幕的延長部分，帷幕孔暫布設一排孔，孔距2m。（2）特殊地質條件部位，例如3537壩段，因有F12通過；4648壩段，巖石特別破碎，在這幾個壩段帷幕設計為三排孔，排距0.60.8m、孔距2m。三排鉆孔灌漿完畢后，如仍不能滿足設計的要求，預計將中排孔加密或進行化學灌漿。（3）透水性小，巖石又比較完整且良好的部位，帷幕仍設計為兩排孔，第一排帷幕孔達到設計深度，第二排帷幕孔視巖石地質條件和第一排孔的灌漿情況，可考慮減少孔深。孔距則視承受水頭大小而定，水頭高的壩段，定為2m；水頭較低的壩段，定

7、為3m。（4）其他地區，原則上均布設兩排灌漿孔，孔距23m。4灌注次序為保證灌漿質量和減少工程量，要求嚴格按照灌注次序施工。（1）為進一步取得數據與經驗，先選擇有代表性的壩段，即先在巖石良好，透水性小，承受水頭高的28壩段及F12斷層通過地質條件復雜的35壩段進行生產性的試驗灌漿。驗證灌漿技術要求是否合宜，取得經驗，而后全面展開。（2）首先鉆進下游排中的導孔，其間隔為1215m，自上而下分段做壓水試驗并灌漿。若最后一段的壓水試驗的>0.01時，再延長一段，直至達到<0.01時止。據此確定本壩段相對不透水層（<0.01）的界限。（3）其次是鉆進下游排的其他各孔，分為兩上次序。各

8、孔深度原則上均應達到設計深度。自上而下分段做簡易壓水和灌漿，主要作用是查明在此深度范圍內有無集中滲流和透水性較大的部位。同時了解巖石的透水性、水泥灌漿的可灌性及灌漿效果。如果鉆灌完24個序孔，結合導孔的鉆灌情況，確認本壩段可以采用自下而上或自上而下與自下而上相結合的灌漿方法時，則本壩段其余各孔均可改變灌漿方法，唯接觸段仍需先行灌漿，其下各段再行自下而上逐段灌漿。在特殊地質條件的壩段，不管情況如何，均宜采用自上而下的灌漿方法。 (4)下游排所有的灌漿孔灌漿完畢后，即時分析鉆孔和灌漿的資料用以確定上游排各孔的深度、灌漿方法；灌注材料等，而后，開始鉆進上游排孔，也是分為兩個次序灌漿。 (5)帷幕若為

9、三排鉆孔時，灌完上游排孔后，再開始灌中排孔，仍是分為兩個次序灌漿。 (6)一個壩段的帷幕灌漿孔(包括需要補加的灌漿孔在內)全部完成后，鉆設12個檢查孔，檢查帷幕質量。經過全面、綜合分析，確認帷幕質量合格后，開始鉆設排水孔。 5灌漿條件和灌漿壓力 帷幕灌漿需在混凝土厚度達到20m后進行。初步擬定灌漿壓力(以孔口回漿管壓力為準)如下：接觸段采用1MPa。巖石第一段(即巖面以下27m)采用1.2MPa，自此段以下，巖石厚度每增加1m，灌漿壓力增加0.05MPa,最大值限為3MPa。 6灌注材料 設想仍以水泥灌漿為主，為確保灌漿質量，要求使用600號普通硅酸鹽水泥，細度要求通過4900孔cm2標準篩的

10、篩余量不超過2。 三、防滲帷幕質量標準 (1)帷幕透水性<0.01l/min.m.m。 (2)檢查孔各段的水泥注入量小于15kg/m。 (3)帷幕結合排水，a2<0.25。 四、帷幕灌漿施工 帷幕灌漿自1974年開始，截至1978年止，主體工程基本完成，其工程量見表11-3。 五、帷幕灌漿質量檢查(1)各壩段灌漿孔的單位吸水量和單位水泥注入量值均隨著灌漿次序的增加而逐漸減小，特殊地質條件的壩段尤為顯著，符合灌漿的正常規律。(2)共鉆了74個檢查孔，做了614段壓水試驗，其中<0.01的有604段，占98.4；>0.01 表11-3 完 成 的 灌 漿 工 程 量施 工

11、部 位總 量灌 漿 孔檢 查 孔進 尺（m）水泥注入量（kg）單 耗（kg/m）進 尺（m）水泥注入量（kg）單 耗（kg/m）進 尺（m）水泥注入量（kg）單 耗（kg/m）右岸壩頭壩段右岸陡坡壩段廠房壩段右溢流壩段底孔右溢流壩段左岸擋水壩段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 計48738.8306119.76.345493.8297734.36.53245.08385.42.6注：本工程完成的鉆孔工程量為：鉆孔1143個，進尺57288.9m。其中灌漿孔1069個，進尺53498 .7m；檢查孔94個，進尺3790.2m。的有10段，占1.6，最大的值為0.029。 (3)帷幕灌漿經檢查證明合格后，依照設計規定鉆設主排水孔，而后測定揚壓力衰減系數a2值，除44壩段

13、的a2=0.283外，其他壩段均小于設計允許值0.25。潘家口水庫大壩帷幕灌漿施工中，設計與施工相互密切配合，協同工作。根據鉆灌資料，驗證帷幕設計是否符合實際情況，切實可行，若發現問題，及時修改設計。例如3044壩段，針對處理F12的深層和f302 等緩傾角斷層，有些壩段的帷幕灌漿孔加深了1022m；5056壩段為處理深部斷層，大部分的灌漿孔加深了550m(均鉆到高程130m)；47和48壩段的基礎巖石為斷層交匯破碎帶，在完成原設計的三排灌漿孔后，又進行了加密灌漿；37和46兩壩段的基礎巖石較原設想的好，故將三排孔改為兩排孔，等等。采取這種“具體問題，具體分析，具體解決”的方法，起到“對癥下藥

14、”之功，既可保證帷幕灌漿質量，又能減少不必要的工程量。第二節紅楓水電站堆石壩體帷幕灌漿紅楓水電站堆石壩體帷幕灌漿，在我國首次采用塑性屈服強度大的膏狀漿液，大量地摻用了粉煤灰及少量的其它材料，取得了良好的灌漿效果。這是一項創新，開拓了灌漿的新領域。一、 工程概況紅楓水電站大壩為木斜墻堆石壩，1958年動工興建，1960年建成發電。最大壩高52.5m，壩長度416m，其中木斜防滲壩段長211m，余下的壩段為混凝土斜墻。壩體上游干砌石楔形體為不規則塊狀灰巖，體積11.2萬m3，孔隙率達30%；下游部位為堆石體，體積18.9萬m3，孔隙率高達38%， 壩體剖面見圖11-1。壩基巖石主要為白云質灰巖，設

15、置了單排孔灌漿帷幕。二、 防滲方案選擇木斜墻原設計使用年限1520年，截止1984年，水庫已運行20多年，木板開始腐爛，必須及時處理。由于該水庫需向多家工廠、企業供水，不允許放空水庫，只能在保持水庫正常運用的條件下進行處理。對各種防滲方案分析比較后，于1987年最終選定了壩體帷幕灌漿防滲方案。三、 帷幕灌漿的難點紅楓堆石壩壩體帷幕灌漿的主要難點為灌漿孔的可鉆性、可控性、可灌性和安全性，以及能否成幕。（1）鉆孔難。灌漿帷幕位于干砌石體內，鉆孔漏水量大，鉆進時孔口不回水，孔壁也不穩定。干孔鉆進，易發生事故，如使用泥漿護壁，可能會影響灌漿質量。鉆斜孔更加困難。為此首先必須解決鉆孔方法問題。（2）配制

16、漿液難。砌石體孔隙率高，孔隙大小懸殊。灌注大孔隙，耗漿量大，灌漿易失控；一旦漿液向下游擴散過遠，將影響壩體排水而危及工程安全；灌注細小孔隙，可灌性差，難以灌注。漿液的可控性和可灌性問題十分突出。（3）灌漿施工難。在水庫運行期間，高水頭作用下進行灌漿，難度大。更為困難的是，必須保證木斜墻絕對安全，砌石體孔隙率高，連通性好，而木斜墻防滲體系單簿，萬一遭受灌注漿液的抬動破壞，就會造成重大事故。因此必須嚴格控制灌漿壓力和限制注入率，制定詳細的灌漿施工細則，確保安全。（4）成幕難。在前述三大難點前提下，如何能保證帷幕的連續性和完整性，滿足防滲要求是最后一個大難題。四、 灌漿試驗先在室內做了大量漿材試驗，

17、共配制了幾十種漿液。測試其各項性能。而后在工地進行灌漿試驗，取得初步成果后，又在0+1770+209m和0+165.50+173.5m地段進行試驗性灌漿施工。經過兩年多的努力。灌漿試驗成功，證實壩體帷幕灌漿方案技術上切實可行。五、 防滲帷幕灌漿設計和施工防滲帷幕灌漿地段為0+010.750+253.00m，全長242.25m。（1）幕體防滲標準，見表11-4。表11-4 防滲標準孔深（m）022331010透水率q(Lu)101053（2）帷幕排數和灌漿孔深度。除大壩兩端為單排孔外，其余部位為三排孔或四排孔。三排孔各排鉆孔傾角：下游A排90°，上游D排83°，中間C排86&

18、#176;。邊排孔孔距12m，中間排孔孔距11.5m。四排孔鉆孔角度：A排90°、D排81°，中間的B、C排分別為87°和84°。見圖9-3。邊排孔孔距11.5m，中間排孔距1.5m。施工中個別地段少數排孔距加密到0.5m。C排孔深入基巖20m左右，作為基巖灌漿帷幕，其余各排孔均深入基巖1m。（3）灌注漿液。采用水泥、粉煤灰、黏土、赤泥和減水劑等多種材料配制成的膏狀漿液或穩定漿液，塑性屈服強度0值大，一般在20Pa以上，大值達84Pa；塑性黏度值高，一般在0.2Pa·s以上，大值達0.52Pa·s(原西德稠水泥漿，0=1035Pa，=

19、0.10.4Pa·s)。漿液的可控性強，可灌性好，適合紅楓堆石壩體帷幕灌漿，而且省時、省料、成幕質量好。漿液配方及其性能見表11-5。（4）鉆孔。采用小口徑金剛石鉆具清水鉆進，供水要充足，成功地解決了干砌石壩體鉆孔的困難。（5）灌漿方法。采用孔口封閉、孔內循環灌漿法。（6）灌漿次序。先邊排孔，再中間排孔，最后為C排孔。每排孔分為三序。（7）灌漿段長。下、上游排孔，、序孔段長1m，序孔11.5m；中間孔，、序孔段長11.5m，序孔12m。基巖中灌漿段長度；第一段為2m，第二段為3m，第三段及其以下為5m。表11-5 灌注漿液主要配方及其性能部位漿名稱和配比水膠比密度（g/cm3）析水率

20、（%）滲變參數結石抗壓強度（Mpa）備注水泥粉煤灰黏土赤泥減水劑水塑性屈服強度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中間排1005060100.51680.70.81.622.021.40.253.1(7天)10060100.51051350.60.8基 巖10020150.50.61.2（8）灌漿壓力。下、上游排孔起始段0.200.25MPa，15m以下最大壓力分別達到0.7、0.8MP

21、a；中間排孔起始段0.250.3MPa，15m以下達到1.01.2MPa。六、工程量和灌漿質量檢查紅楓水電站工程于1988年開始灌漿試驗，1992年帷幕灌漿竣工，帷幕灌漿施工總計完成壩體帷幕鉆孔605個，灌漿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，減水劑38.8t），平均單位干料注入量1400kg/m。基巖帷幕鉆孔151個（其中140個孔是壩體帷幕孔延長的），灌漿3445m，注入干料452.3t（其中水泥310.4t,黏土94.8t，赤泥45.6t,減水劑1.5t），平均單位干料注入量131kg/m。防滲帷

22、幕共鉆檢查孔23個，壓水試驗455段，其中壩體部位393段，合格的383段，占97.5%，不合格部位均又做了補灌處理；基巖部位62段，全部合格。第三節大黑汀水庫壩基改性干磨細水泥補強灌漿設計與施工大黑汀水庫位于河北省遷西縣灤河干流上，距上游潘家口水庫35km，是開發灤河引灤入津的大型骨干工程。該工程于1973年文革期間興建，1986年竣工投入運行。大壩為低寬縫混凝土重力壩，最大壩高52.5m，壩頂高程138.8m，正常蓄水位133.0m，庫容3.37億m3，總裝機21.6MW。大壩主要建筑物自西向東布置依次為：西頭重力壩（XT7壩段），渠首電站（Q2）、放水洞（F2）、西重力壩（XZ2）、河床

23、電站（H1），底孔（D8），導墻1個壩段、溢流28個壩段和東重力壩31個壩段，共計82個壩段，壩頂全長1354.5m。（注：括號內短橫線后面的數字為壩段數目）一、地質簡況大黑汀水庫壩基主要為太古界上川組角閃斜長片麻巖和花崗片麻巖，片麻巖節理主要為南北向，傾向東或南西，傾角50°80°，另見有少量燕山期輝綠巖、偉晶巖基性侵入巖脈。壩基巖石節理裂隙發育，裂隙以高傾角為主，間距一般為2030cm，大多數張開度很小或閉合，充填以方解為主，局部見有泥質充填。壩基斷層也較發育，多達120余條，其中破碎帶寬度大于20cm的較大斷層有30余條，傾角多大于40，另外也存在一些緩傾角含夾泥的斷

24、層。建基面巖石風化程度，底孔溢流26號壩段為微風化巖體，局部存在弱風化巖體，其它壩段以弱風化巖體為主。由于壩基斷層、裂隙發育的差異性，巖體透水性在平面和剖面上顯現出明顯的不均一。1998年補強灌漿前進行的地質勘察工作資料中表明：共進行了111段的壓水試驗，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最大值為43.3 Lu，平均值為6.8 Lu。壩基巖體大部分屬微弱透水性。西頭重力壩（XT）第6壩段西重力壩（XZ）第2壩段、溢19號壩段，溢27號壩段以及東重力壩壩基巖體透水性相對較強，其它壩段相對較弱。另外，壩基淺層巖體透水性較強，

25、36段壓水試驗成果顯示，透水率平均值為8.4 Lu。斷層影響帶透水性也較強。二、原防滲墻帷幕存在的主要問題1.主壩基礎灌漿廊道幕后主排水孔溢出大量沉淀物，大黑汀水庫自1988年正常蓄水投入運用以來，1989年發現幕后主排水孔排出異常物質，1992年起沉淀物逐年增多，析出物有乳白色絮狀物，黑色粉末狀和紅色糊狀漂浮物等。1998年實地調查，發現82個壩塊有729壩塊（長1238m）出現析出物，數量很多，從排水溝收集的析出物經干燥后，重達608kg。析出物成分主要是CaCO3，其次為Fe2O3、MnO2和有機質，SiO2、Al2O3及粘土礦物含量甚微。通過對防滲帷幕體鉆孔取芯和鉆孔內水下電視觀察，防

26、滲帷幕已受到較嚴重破壞，部分壩段基礎混凝土與壩基巖體脫離或結合較差，并且壩基淺層巖體破碎，透水性較強。2.由于壩基防滲帷幕是在文革期間施工的，帷幕設計和帷幕施工在某些方面不很規范，帷幕連續和完整性差，原帷幕設計大部分為單排孔，除樁號04300+450和03700410段灌漿孔距為1.5m外，其它部位孔距一般為3m。灌漿孔深變化也較大，除樁號097.4028段灌漿較深（一般為20m）外，其余各段孔深大多為68m，每間隔2040m，布置一較深灌漿孔（一般1618m）。灌漿用水灰比較大，多數灌漿孔灌漿結束時水灰比為10：1、8：1或6：1。灌漿壓力較小：孔深05m為0.3MPa；510m為0.550

27、.60 MPa；1015m為0.91.0 MPa。總體看來，孔距偏大，孔深偏小，灌漿壓力偏低，灌漿漿液偏稀。原工程帷幕灌漿檢查孔28個，壓水98段, 單位吸水量均值為0.017L/mim。0.02 L/min.m.m的占20%，主要集中在東重力壩段。三、補強帷幕灌漿設計和主要的技術要求1.帷幕防滲標準透水率q1Lu。2.帷幕位置補強帷幕布置在上游基礎灌漿廊道內，帷幕軸線距廊道上游壁0.6m。帷幕灌漿布置見圖13.帷幕孔的布置帷幕布置為單排孔，孔距2m，孔深一般為25m。4.孔位和孔斜鉆孔孔位偏差不大于10cm。孔斜要求：孔深10m，孔底最大偏差不超過10 cm；20m，不超過25 cm；30m

28、，不超過50 cm。5.沖洗和壓水試驗（1）鉆孔沖洗灌漿前需對灌漿孔進行鉆孔沖洗，孔內沉積厚度不得超過20 cm。（2）裂隙沖洗沖洗壓力為灌漿壓力的80%，但不大于1MPa。（3）壓水試驗先導孔、序孔和檢查孔自上而下分段進行五點法壓水試驗，其它灌漿孔各段在灌前進行簡易壓水。6.灌漿材料和漿液配比根據地質條件帷幕分為兩個灌區，第一灌區F第1壩段33號壩段，灌漿采用改性干磨細水泥，對其性能的要求見表1。漿液水灰比為2、1、0.6三個比級，第二灌區XT第4壩段Q第2壩段及34號58號壩段，灌漿采用冀東525號普通硅酸鹽水泥，對其細度要求為通過80m方孔篩篩余量不大于2%，漿液水灰比為5、3、2、1、

29、0.8、0.6和0.5等七個比級。表116改性水泥技術性能項目技術性能密度3.07t/m細度小于6m顆粒40%；小于30m顆粒95%凝結時間初凝不早于45min；凝不遲于270min強度抗壓強度：3天31.0MPa；28天62.5 MPa抗折強度：3天5.5 MPa；28天8.0 MPa膨脹率1天0.05%；28天0.6%漿體穩定性W/C=1.0時，自由沉降析水率5%漿體流動性W/C=1.0時，流時20s7.灌漿方法灌漿采用孔口封閉灌漿法，自上而下分段進行灌漿。孔口第一、二、三段的段長分別1m、2m、3m，以下各段長度一般為5m。灌漿分為三序施工。8.灌漿壓力孔深5m以內，灌漿壓力1.52.5

30、MPa；超過5m則為3MPa。9.灌漿結束標準灌漿應同時滿足下述兩條件，方可結束：（1）在設計壓力下，注入率不大于0.5 L/min，延續灌注時間不少于90 min；（2）灌漿全過程中，在設計壓力下的灌漿時間不少于120 min；10.灌漿記錄采用自動記錄儀記錄。11.封孔要求采用“置換和壓力灌漿法”封孔。四、灌漿試驗為了驗證設計方案的可行性、合理性，在工地選取巖體完整性相對較好、滲透性較小、析出物較多的10號壩段進行改性干磨細水泥灌漿試驗；選取巖體較破碎，完整性相對較差、幕后排水孔排水量較大，但析出物不多的42號壩段進行普通水泥灌漿試驗。灌漿孔布置、灌漿方法、灌技術要求與帷幕灌漿設計相同。兩

31、個試區灌漿情況見表2和表3。表11710號壩段改性水泥灌漿試驗資料分析表孔號工程量（m）水泥注入量（kg）單位注入量（xg/m）備 注最小值最大值平均值檢查孔2個，壓水試驗10段，透水率最小為0.04Lu,最大為0.80 Lu,合格率100%，滿足設計1 Lu的要求。75.611282.434.514.950.07924.737.915.899.715904.630.515.9合 計225.3351015.6檢查孔50.11212.4表11842號壩段普通水泥灌漿試驗資料分析表孔號工程量（m）水泥注入量（kg）單位注入量（xg/m）備 注最小值最大值平均值檢查孔2個，壓水試驗10段，合格率10

32、0%，滿足設計要求。74.626794.0151.335.950.018143.8152.436.3100.113231.431.213.2合 計224.7581625.9檢查孔50.11462.9五、灌漿施工補強帷幕灌漿于1999年10月開始，2001年4月全部竣工。1.完成的工程量補強帷幕共計完成灌漿孔626個，鉆孔進尺17905.53m，其中基巖15291.83m，注入改性干磨細水泥196549kg，綜合平均單位注入量24.8kg/m，詳見表4。2.改性干磨細水泥加工制作與質量檢測改性干磨細水泥采用中國建筑材料科學研究院和河海大學共同研制的配方，以冀東525號普通硅酸鹽水泥為主，加入分散

33、劑、膨脹劑、調凝劑、助磨劑等諸多外加劑，在工地通過研磨機磨制而成。施工過程中在現場對改性干磨細水泥每30t進行一次檢測，檢測成果見表5。改性干磨細水泥質量滿足設計要求。改性干磨細水泥漿液制備采用ZJ400高速攪拌機拌制。攪拌時間4560s。3.灌漿資料整理與分析（1）帷幕灌漿資料匯總表見表119。（2）透水率分析從先導孔壓水試驗資料分析，第一灌區透水率q1Lu的孔段占86%，透水率平均值為0.60；第二灌區占71.6%，平均值為0.95，兩個灌區基巖透水性均較小。前者巖體透水性更小一些，采用改性干磨細水泥灌注是適宜的。（3）各序孔資料分析，兩個灌區單位注入量均隨灌序的增加而較為明顯的減小，透水

34、率類同，符合灌漿一般規律，也表明灌注效果較好。（4）單位注入量分析第一灌區單位注入量大于50kg/m的段數僅占灌漿總段數的7%，單位注入量平均值為20.9kg/m；第二灌區則占10.2%，平均值為31.1，灌漿注入量不大，與地質條件基本相符。六、灌漿質量檢查與灌漿效果1.帷幕灌漿共布檢查孔69個，壓水試驗470段，透水率q1Lu的469段，合格率99.8%，不合格的1段，其值為1.04Lu，經補灌后，達到合格。2.從帷幕檢查孔取出的巖芯中可見水泥結石，顏色較深，寬度0.25mm的裂隙中，充填密實，強度較高，粘接較好，斷層部位充填也較良好。3.帷幕灌漿施工前，將灌漿廊道中的揚壓力觀測孔和幕后主排

35、水孔全部封堵，帷幕完工后，重新鉆設88個揚壓觀測孔和626個排水孔。觀測結果顯示：揚壓力很小，并且比較穩定，折減系數2均小于0.2（設計值為0.25）；626個排水孔排水總量48.45L/min，較灌前1991年所測排水總量342.1 L/min相比，有較大程度減小。626個排水孔中有涌水的465個，占總孔的74.3%，大于0.1L/min的82個，占13.1%。最大的兩個孔排水量分別為1.2和2.4L/min；小于0.1 L/min的383個，占61.2%，沒有涌水的161個，占25.7%。4.帷幕灌漿結束后，經過6個月的觀察，在原析出物較多的29號壩段和XZ2號壩段，析出物較灌前明顯減少。

36、七、小結1.根據地質條件和工程需要，分別選用改性干磨細水泥和525號普通硅酸鹽水泥進行灌漿是適宜的。補強帷幕灌漿質量良好，灌漿效果較明顯，滿足設計要求。設計和施工均是成功的。2.大黑汀水庫帷幕補強灌漿是目前國內首次較大規模地正式采用改性干磨細水泥進行灌漿的工程。實踐證明，改性干磨細水泥對于灌注微細裂隙和處理斷層是一種比較有效的灌注材料。該工程施工經驗可供其它類似工程參考應用。3.使用改性干磨細水泥的主要優點是灌漿過程中無需添加添加其它輔助外加劑，可以直接制備使用，制漿簡單。使用改性干磨細水泥數量超過400t時，可在工地自行加生產，質量穩定，也較經濟，運輸和儲存均很方便。4.建議（1）該工程使用

37、改性干磨細水泥約510t，而注入量約為200t耗損量大，建議今后在制漿和灌漿工藝等方面應研究改進，減少浪費，降低成本，以利推廣應用。(2)由于使用了自動記錄儀，灌漿結束標準可改為“注入率不大于1L/，延續灌注時間不少于90 min”。表1110改性水泥檢測成果表檢測項目檢測指標最大值最小值平均值備注細度D9530m28.6122.826.73取樣17組，兩個試樣初凝時間小于45min，3個試樣3天膨脹率小于0.05%，其他均滿足要求。D406m5.964.65.49 賓凝結時間初凝不早于45min1453266終凝不遲于270min20594127強度抗壓強度3天3168.551.557.92

38、8天62.590.067.878.2抗折強度3天5.59.87.58.528天811.49.610.4膨脹率3天0.05%0.070.030.0528天0.60%0.130.050.08漿體穩定性W/C=1.0自由沉降率5%4.83.64.4漿體流動性W/C=1.0流時20秒19.618.218.911表119帳幕灌漿資料匯總表部位灌漿次序孔數鉆孔深度（m）水泥注入量(kg)單位注入量(kg/m)單位注入量（kg0/m）段數/頻率（%）透水率（Lu）區間段數/頻率（%）平均透水率(Lu)砼基巖合計總段數5515155050100100總段數0.50.511221010第一灌區（F1F33壩段，

39、灌注改性干磨細水泥灌漿）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合計3761505.89426.110931.919654920.92632/501/1141/805/98/87/26321001943.430.63.73.3第二灌區（XT4Q2，3458壩段，灌注525號普通水泥漿）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合計2501107.95865.76973.718232831.11687/369/760/385/73/100/1687/10021.945.022.84.35.9總計6262613.715291.817905.537887724.8檢查孔6929716591956470/455/14/1/10096.83.00.2第四節 三峽工程左岸廠房壩段與泄洪壩段帷幕設計與施工三峽工程攔河大壩為

43、混凝土重力壩，壩軸線全長2309.47m，壩頂高程185.00m,最大壩高181.00m，水庫正常蓄水位175.00，總庫容393億m3，總裝機容量18200MW。攔河大壩主要建筑物自左至右依次為左岸非溢流壩段（含左連接段、升船機壩段、臨時船閘壩段）。左岸廠房壩段、泄洪壩段（含左導墻壩段與右縱壩段）、右岸廠房壩段、右岸非益流壩段及右岸地下電站。左岸非溢流壩段、左岸廠房壩段及泄洪壩段工程于2003年5月已經國家驗收。下面僅介紹左岸廠房壩段與泄洪壩段帷幕的設計與施工簡況。一 地質簡況三峽工程左岸廠房壩段與泄洪壩段大壩基巖為前震旦系閃云斜長花崗巖，巖體堅硬、完整、寬大裂隙少。大壩建基面主要為微風化巖

44、體，少數地段為弱風化下部巖體。壩基優、良質巖體占90%以上。飽和抗壓平均強度75100Ma，變形模量1540Ga，平均縱波波速大于5000m/s。壩基范圍內構造斷裂不發育，規模較大的斷層有F7、f10、F4、f20及斷層組（F410F413）等，為數不多。左廠1號5號壩段緩傾角裂隙相對發育，而壩下游由于布置電站廠房，存在較深的陡坡臨空面，對壩基抗滑穩定不利。本區段巖體屬裂隙透水巖體，以微透水巖體（q<1Lu）為主，透水率q大部分小于1Lu,少部分為0Lu，極少部分大于1Lu，勘探期間巖體透水性情況見表11-11，壩基開挖后，由于風化巖體的挖除，顯示出巖體透水性較原勘探期還小一些，見后五.

45、3.(1)中所述。透水性較大的部位多分布在性狀較差的斷層帶、斷層影響帶、裂隙密集帶。河床深槽部位地下水活動較強，斷層兩側巖體透水性也有明顯增加。總體看，建壩地質條件優良。表11-11 勘探期間巖體透水性統計表部 位統計孔數（個）透水性（Lu）分級及其所占百分比（%）<11551010100>100左廠壩段4775.816.74.62.90泄洪壩段3658.417.67.215.41.4相對隔水層巖體（q1 Lu）頂面高程與壩區河谷地形趨勢基本相同，河床深槽部位高程低，一般為40m50m；河床漫灘部位略高。一般為0m10m，左岸山體隨地形的增高相對隔水層巖體頂面高程也逐漸升高。本區段

46、左廠7號壩段泄洪壩段位于河床，其中開挖高程最低的壩段為左導墻壩段、泄洪1號4號壩段，也就是深槽部位，其建基面高程分別為6.00m、4.00m、4.00m、4.00m和7.00m。泄洪壩段受斷層和深槽影響，相對隔水層巖體頂板起伏較大，在較深部位還存在有透水率q大于1Lu的孔段。二防滲帷幕設計根據大壩和電站廠房基礎防滲及穩定要求，結合壩基工程地質與水文地質的特點，通過現場灌漿試驗論證，確定壩基采用垂直灌漿帷幕和排水孔幕相結合的滲流控制方案。左岸非滲流壩段采用常規防滲排水方案；抽排方案，形成了一個大封閉的帷幕抽排區，見圖11-3。圖11-3 左廠壩段（含左岸廠房）、泄洪壩段封閉帷幕平面布置圖左廠1號

47、6號壩段；左廠壩段；左廠7號14號壩段；左導墻壩段；泄1號23號壩段；右縱壩段；安；1號6號機組；7號14號機組。主帷幕；封閉帷幕。1、帷幕防滲標準：透水率q1Lu2、帷幕灌漿孔的布置（1）主帷幕與封閉帷幕一般布置為單排孔，局部布置為雙排孔。主帷幕灌漿孔孔距，單排一般為2.0m，雙排孔為2.0 m2.5m，排距0.2 m0.8m。封閉帷幕孔距一般為2.5m，局部加密至1.25m。（2）結合固結灌漿，在主帷幕上游布置兩排各深10.0m和20.0m兼作輔助帷幕的固結灌漿孔；封閉帷幕下游布置一排深10.0m兼作輔助帷幕的固結灌漿孔；孔排距均為2.0m.3、帷幕灌漿孔孔深的確定（）灌漿孔深入基巖相對不

48、透水巖體頂板以下5.0m;（）帷幕深度滿足H1/3h+C, 其中h為幕前水深（主帷幕為上游水深，封閉帷幕為下游水深）；C為常數，取58。（）廠房壩段主帷幕灌漿孔深度達到壩后電站廠房基礎開挖高程以下10.0m20.0m。（）雙排孔部位，對透水巖體埋深在40m以內地段，要求第二排孔深入相對不透水巖體5m；透水巖體較深時，要求第二排孔深度不小于第一排孔深的2/3。（） 先導孔孔深按防滲帷幕底線以下10m控制（） 灌漿孔終孔段應為灌前透水率q1Lu，注入量C20kg/m，否則予以加深。三施工工藝與技術要求（） 施工方法帷幕灌漿采用小口徑鉆孔、孔口封閉灌漿法施工，自上而下分段進行灌漿。（）孔位、孔斜和孔

49、深開孔孔位與設計孔位偏差不大于10cm。垂直孔或頂角小于50的鉆孔，其孔底偏差值不得大于表11-12中的規定。表1112 鉆孔孔底最大允許偏差值孔 深（m）2030405060>60允許偏差值（m）0.250.50.81.151.5<2.0孔深應滿足設計的規定。（） 鉆孔沖洗和裂隙沖洗鉆孔沖洗要求回水澄清10min，孔底殘留物厚度不大于20cm。裂隙沖洗，灌漿孔第1段（接觸段）要求進行裂隙沖洗，至回水澄清10min，總沖洗時間不少于30min。不良地質地段沖洗時間不少于2h。沖洗壓力為灌漿壓力的80%, 最大值取為1MPa。其它灌漿段不進行專門的裂隙沖洗。（） 壓水試驗先導孔和檢查

50、孔采用單點法進行壓水試驗，特殊部位采用五點法。一般灌漿孔各灌漿段灌漿前進行簡易壓水，壓水壓力為1MPa，但不大于同段灌漿壓力的80%。（） 灌漿壓力主帷幕最大灌漿壓力為6.0MPa，孔口1、2、3段為1.54.5MPa；封閉帷幕最大灌漿壓力為4.0MPa，孔口1、2、3段為1.02.0MPa。（） 灌漿漿液根據灌漿試驗結論意見，帷幕灌漿一般情況下均采用濕磨細水泥漿進行灌注。灌漿水泥采用由荊門水泥廠生產的525#普通硅酸鹽水泥，拌制成水泥漿并加入減水劑后，通過濕磨機進行磨細后應用。濕磨細水泥漿的顆粒細度采用激光測試儀進行監測。要求顆粒細度達到D9540m。濕磨細水泥漿采用水灰比為21、11、0.61三個比級。當孔段吸水率大于40L/min或吸漿率大于30L/min時，先灌注普通水泥漿，待吸漿率減小至10L/min后，再灌注濕磨細水泥漿。（） 灌漿結束標準及封孔灌漿段的灌漿在設計壓力下注入率不大于1.0L/min，延續灌注90min；并且在設計壓