双乳山水库左岸帷幕灌浆试验成果分析

裴海蛟

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概况

双乳山水库位于南云中河干流的双乳山脚下，是一座灌溉、防洪、养殖等综合利用的中型水库。水库控制流域面积330km2，水库总库容1285万m3，最大坝高11.0m。双乳山水库左岸地层岩性主要为太古界变质岩，主要有花岗片麻岩、云母角闪片岩等，另外夹有伟晶岩脉等侵入岩体。表层风化强烈，节理裂隙发育，岩体破碎，属中等透水。为了解决左岸渗漏问题，设计对桩号0+000～0+180采用帷幕灌浆进行处理，帷幕灌浆设计为双排两序灌浆孔，排距1.0m，孔距1.5m，孔深37m，设计起始压力0.37MPa，透水率设计标准小于等于5Lu。

2 试验目的与任务

帷幕灌浆试验是帷幕灌浆施工前进行的重要工作，通过帷幕灌浆试验以论证拟采用的施工方法、施工参数在技术上的可行性、效果上的可靠性和经济上的合理性；推荐合理的施工程序，良好的施工工艺，适宜的灌浆材料和最优的浆液配合比；提供有关的技术数据，孔距、排距、防渗帷幕厚度和深度；选定合理的灌浆压力。

3 试验过程

3.1 试验依据

1)《合同文件》；

2)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL-T5148-2001；

3)《水利水电工程钻孔压水试验规范》（SL25-92）。

3.2 试验段施工方法

根据《合同文件》及现场施工条件，经监理、建设单位批准，选定在帷幕轴线桩号0+081.00～0+087.75之间进行双排两序孔帷幕灌浆试验。试验孔共10个，排距1.0m，孔距1.5m，孔深37m。施工时采用先灌下游排后灌上游排，先Ⅰ序后Ⅱ序的施工次序，采用孔口封闭、自上而下分段灌浆方法，钻孔采用XY-2地质钻机清水钻进，开孔孔径Φ89mm，终孔孔径Φ73mm。各灌浆孔（段）在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净后10min结束。冲洗压力为灌浆压力的80%，压力超过1MPa时，则采用1MPa。试验灌浆孔（段）在灌浆前宜进行简易压水，简易压水结合裂隙冲洗进行，压力为灌浆压力的80%，压力超过1MPa时，则采用1MPa。灌浆采用BW-250泵灌注，灌浆段长第一段为3m，其余段长采用5m。灌浆孔设计起始压力0.37MPa，每段递增压力0.2MPa,最大灌浆压力不超过3MPa。灌浆水泥采用阳曲县吉港水泥有限公司“晋港”牌P·O42.5普通硅酸盐水泥,浆液配比和浆液的比级采用（5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1）7个比级，开灌水灰比选用 5:1。灌注结束后按“全孔灌浆封孔法”进行封孔。试验段孔位布置见图1，试验步骤和工艺流程见图2。

图1 试验段孔位布置图

图2 试验步骤和工艺流程图

3.3 试验段效果检查

按照“帷幕灌浆检查孔的数量为灌浆孔总数的10%，一个单元工程内，至少布置一个检查孔”的原则，试验段灌浆结束14d后进行了一个检查孔的施工，检查孔开孔孔径108mm，终孔孔径89mm。压水试验采用“五点法”、自上而下分段进行，压力分别为0.3、0.6、1.0、0.6、0.3倍的坝前水头，共完成压水试验 6 段，透水率为1.18～2.66Lu，全部满足透水率q≤5Lu的设计指标。

4 试验成果的分析和评述

4.1 透水率的分析

1)通过对各次序孔的灌前压水试验资料分析，下游排I序孔的平均透水率为47.92Lu，II序孔的平均透水率为42.14Lu。上游排I序孔的平均透水率为37.22Lu，II序孔的平均透水率为30.38Lu。下游排孔的平均透水率为45.03Lu,上游排孔的平均透水率为33.80Lu,透水率随着孔序、排序的加密而减小，灌浆效果明显，符合灌浆的一般规律，也表明施工参数选择合理。

2)各次序孔透水率频率的分析：通过对各次序孔透水率频率的分析，下游排I序孔主要集中在10～50和50～100两个透水率（Lu）区间；II序孔主要集中在5～10、10～50和50～100三个透水率（Lu）区间；上游排I序孔主要集中在10～50、50～100两个透水率（Lu）区间；II序孔主要集中在10～50透水率（Lu）区间，通过各次序孔透水率频率的分析，可以看出随着孔序、排序的加密透水率逐渐减小，灌浆效果明显，符合灌浆的一般规律，说明施工参数适用于本工程。

试验段透水率统计情况见表1。

表1 试验段单位注入量和透水率统计表

4.2 单位注入量的分析

1）通过对各次序孔的灌浆资料分析，下游排I序孔单位注入量为254.19 kg/m，II序孔单位注入量为186.39 kg/m。上游排I序孔单位注入量为155.13kg/m，II序孔单位注入量为118.53kg/m。下游排孔平均单位注入量为227.08 kg/m，上游排孔平均单位注入量为140.49 kg/m。单位注入量随灌浆孔序、排序的加密而减小，符合灌浆的正常规律，灌浆效果较明显。

2）通过对各次序孔单位注入量频率的分析，下游排I序孔单位注入量主要集中在100～500区间；II序孔单位注入量主要集中在50～100和100～500两个区间；上游排I序孔单位注入量主要集中在50～100、100～500两个区间；II序孔单位注入量主要集中在10～50、50～100区间。通过各次序孔单位注入量分析，可以看出随着孔序、排序的加密单位注入量逐渐减小，符合灌浆的正常规律，灌浆效果明显。

4.3 检查孔成果分析

本试验段完成检查孔1个，压水试验6段，透水率最大2.66Lu，最小1.18Lu，合格率100%，满足透水率q≤5Lu的设计要求，表明严格按照试验施工参数进行施工能达到帷幕灌浆设计指标。

5 结论

通过帷幕灌浆试验分析，可以确定本试验段选用的排距、孔距、灌浆段长、灌浆压力、浆液配比以及施工方法在技术上可行、效果上可靠，经济上合理，可以在双乳山水库左岸帷幕灌浆施工中作为施工参数进行施工。