和顺县恋思水库灌浆试验成果分析

刘泽德

（平遥县惠柳瀴水利管理处，山西 平遥 031100）

1 工程概况

和顺县恋思水库是一座以城乡生活和工业用水为主，兼顾灌溉、防洪等综合利用的中型水库，是山西省“十一五”兴水战略35座新水源工程之一，位于清漳河东源主流张翼河上游，属漳河二级支流，坝址距和顺县义兴镇恋思村900m，总库容1600万m3，控制流域面积113km2，大坝坝型为均质土坝，坝高30.3m，坝顶长336.8m，坝顶宽6m。

本次试验主要是通过灌浆试验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，确定孔距、排距、防渗帷幕厚度和深度；选定合理的灌浆压力。

2 试验区域选择和孔位布置

2.1 试验场地选择

试验区域定在二马道，桩号坝0+133.00—坝0+145.00段之间进行单排孔帷幕灌浆生产性试验。

2.2 试验孔布置及编号

水库工程帷幕灌浆生产性试验孔布置情况如图1所示。

图1 恋思水库土坝工程帷幕灌浆生产性试验孔布置图

帷幕灌浆试验孔为垂直孔，分3序孔布置。本试验段共布置试验孔11个（其中先导孔1个），Ⅰ序孔3个，Ⅱ序孔2个，Ⅲ序孔4个，检查孔2个。先导孔用Ⅰ（S5）序孔代替。帷幕灌浆试验完毕后，通过灌浆资料的整理、分析，确定检查孔在S1～S2之间（坝0+134.00）、S4～S5之间（坝0+138.25）。

3 质量控制措施及施工

灌浆试验施工及质量控制措施严格按照规范执行。各段灌浆压力见表1。

表1 帷幕灌浆各段压力计算表 单位：MPa

灌浆最大灌浆压力不超过2.5MPa。

4 施工存在问题及处理措施

一是吸浆量大的孔段的灌浆处理。由于各项地质条件因素，在灌浆试验过程中存在有吸浆量大的一些孔段。例如：S1号孔第三段（22.80～27.80m），岩芯破碎严重，压水过程中无回水、无压力，单位注入量为852.60kg/m；S9号孔第二段（22.15～27.15m），岩芯破碎，裂隙发育，压水过程中无回水、无压力，单位注入量为524.63kg/m。遇此情况，在采用0.5∶1水泥浆灌注一段时间仍无回浆时，待凝24h，然后扫孔进行复灌，直至灌浆结束。各灌浆试验孔终孔段透水率均大于10Lu且小于50Lu。

二是关于J1透水率不满足设计要求的处理。J1位于S1号孔与S2号孔中间，本次试验S1与S2试验孔距为2m，在选定的压力下，经试验2m孔距不能满足设计要求，为此在J1压水完毕后，采用分段卡塞，自下而上进行灌浆，灌浆压力自下而上分别为2.5MPa，2.5MPa，2.1MPa，1.7MPa，1.3MPa，0.9MPa，0.5MPa。

5 灌浆质量效果检查

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1个检查孔。本试验段布置2个检查孔。帷幕灌浆检查孔压水试验在试验段灌浆结束14d后进行，本试验段于2012年4月20日开始进行压水试验。检查孔开孔孔径89mm，终孔孔径75mm。采用自上而下分段卡塞进行压水试验，试验方法采用五点法。帷幕灌浆检查孔压水试验结束后，按技术要求自下而上进行灌浆和封孔。

6 试验成果分析

6.1 透水率分析

通过对各次序孔的灌前压水试验资料分析，Ⅰ序孔的平均透水率为48.17Lu，Ⅱ序孔的平均透水率为27.90Lu，Ⅲ序孔的平均透水率为19.93Lu。透水率随灌序的加密而减小，灌浆效果明显，符合灌浆的一般规律，说明施工参数适合本工程的要求。

各次序孔透水率频率的分析：Ⅰ序孔压水试验共16段，10～50Lu透水率区间段数为11段，相应频率为69%；50～100Lu透水率区间段数为2段，频率为12%；大于100区间段数为3段，频率为19%。Ⅱ序孔压水试验12段，10～50Lu透水率区间段数10段，频率为83%；50～100Lu透水率区间段数为2段，相应频率为17%。Ⅲ序孔压水试验24段，10～50Lu透水率区间段数为20段，频率为83%，大于100Lu透水率区间段数为4段，频率为17%。通过对各次序孔透水率频率的分析，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ序孔透水率均主要集中在10～50Lu透水率区间，随着孔序的加密,透水率逐渐减小，灌浆效果明显，符合灌浆的一般规律，表明施工参数适合本工程的要求。

6.2 单位注入量的分析

通过对各次序孔的灌浆资料分析，Ⅰ序孔单位注入量为243.77kg/m，Ⅱ序孔单位注入量为154.61kg/m，Ⅲ序孔单位注入量为141.11kg/m。单位注入量随灌浆次序的加密而减小，符合灌浆的正常规律，灌浆效果较明显。

Ⅰ序孔灌浆共18段，50～100Lu透水率区间段单位注灰量区间段数为1段，相应频率为6%；100～500Lu透水率区间段数为15段，相应频率为83%；500～1000Lu透水率区间段数为2段，相应频率为11%。Ⅱ序孔灌浆12段，50～100Lu透水率区间段单位注灰量区间段数为1段，相应频率为8%；100～500Lu透水率区间段数为11段，相应频率为92%。Ⅲ序孔灌浆24段，50～100Lu透水率单位注灰量区间段数为3段，相应频率为13%；100～500Lu透水率区间段数为21段，相应频率为87%。通过对各次序孔单位注入量频率的分析，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ序孔单位注入量均主要集中在100～500Lu透水率区间段区间，随着孔序的加密，单位注入量逐渐减小，符合灌浆的正常规律，灌浆效果明显。

6.3 检查孔的分析

本试验段布置检查孔2个，压水试验13段，其中J1透水率最大为9.34Lu，最小为8.29Lu，均不满足设计要求的8Lu的防渗标准要求；J2透水率最大为5.66Lu，最小为3.07Lu，合格率100%，满足设计要求的8Lu的防渗标准要求。结果表明帷幕灌浆孔距2.0m无法达到设计要求的防渗标准，孔距1.5m施工参数下的帷幕灌浆可以满足设计要求。

6.4 第一段灌浆压力的分析

本次灌浆试验第一段压力采用了0.30MPa和0.50MPa两个压力。为了防止混凝土发生抬动，Ⅰ序孔开始灌浆时采用较小压力0.30MPa，发现该压力下地面不会出现冒浆现象，不会对基岩上面混凝土产生破坏。为达到最好的灌浆效果，从Ⅱ序孔开始第一段压力增加到0.50MPa，发现在0.50MPa的压力下，混凝土也不会被破坏，因此以后的第一段压力均按照0.50MPa执行。

7 结论及建议

本次试验采用的灌浆段长、灌浆压力在技术上可行、效果上可靠、经济上合理，取得了良好效果。为了更有效地保证灌浆效果和施工方便，建议灌浆起始压力采用0.5MPa，以后每加深一段压力递增0.40MPa，最大灌浆压力不超过设计最大值2.50MPa，孔距采用设计图纸的1.50m。