水利工程岩溶区基础灌浆技术分析

王章美

（贵州水利实业有限公司，贵州 贵阳 550002）

1 水利工程岩溶治理问题分析

（1）岩溶地区多为水溶性岩石，由于水的流动性导致地形较为复杂，广泛分布有溶解断层、多溶洞，水库大坝极易出现渗漏问题。

（2）岩溶地区广泛存在山体大、坡度大、岩山多的特点，田地高程大部分高于水平面，堤坝、沟渠施工难度均较大。

（3）岩溶地区地下河系十分发达，岩溶地下水总量占比相对较大，开发利用难度大。

（4）岩溶地区地质条件较差，水利工程施工前必须落实相关调查与加固工作，防止因为爆破、打钻等作业产生不必要的岩溶坍塌问题。

（5）岩溶区水利工程兴建极易导致边坡稳定性条件恶化，引发滑坡等事故，做好相关治理工作十分关键。

2 水利工程岩溶区基础灌浆技术原理与运用要点

2.1 灌浆技术原理

结合相关理论与工程实践经验，可将灌浆技术分为以下多种类型，如表1 所示。

2.2 水利工程岩溶区基础灌浆技术要点

（1）岩溶地质勘察分析：岩溶区水利工程实施前，应采用多种勘探方法综合应用，包括物探、钻探、洞探等，查清楚岩溶地质构造、分布发育情况，然后科学评价岩溶渗漏条件，将实际情况结合起来，科学选择灌浆工法。

（2）落实灌浆试验工作：在大坝基础固结、帷幕灌浆实施之前，应对有代表性的地段或底层进行灌浆试验，在这个过程中应严格按照设计方案进行，研究的内容有灌浆压力、流量、水灰比；灌后岩体防渗效果等，将灌浆试验结果结合起来，分析灌浆施工中可能遇到的问题，切实提高灌浆质量，减少“串、冒、漏”等问题的出现。

（3）规范落实灌浆工序：水利工程岩溶区基础灌浆过程中，第一步应进行钻孔，第二步为灌浆浆液拌制，第三步为灌浆，然后再进行灌浆孔回填。钻孔分段与灌浆分段相对应，详细记录钻孔过程，根据返渣情况、钻进速度判断地层情况，以指导后续作业；合理选择灌浆材料，浆液拌制均匀，根据灌浆试验结果调整、优化浆液配合比；注意不要出现灌浆孔脱空问题。

（4）特殊情况处理：结合实践情况，水利工程岩溶区基础灌浆异常情况诸如大返水、掉钻、漏浆、串浆等问题出现，必须及时采取有效处理措施，包括遇反水和掉钻，需做好记录，需要对浆液配比及时调整；溶槽、裂隙法语区极易出现严重的漏浆问题，因此，需要将速凝膏浆、浓膏浆应用于实际中，还需要做好密度封堵工作；灌浆过程中会出现较小的串浆量，可在被串孔通入水流；在串浆量较大的情况下，可以同时与被串孔灌注，并控制好灌浆压力。

表1 灌浆技术分类情况

3 实例探析

3.1 工程概况

贵州省六枝特区懒龙河水库工程包括大坝枢纽工程、电站工程、管线工程，大坝为常态混凝土拱坝，大坝开挖揭露地质条件为1190.0m 以上为T1yn1-2 中厚至厚层灰岩，岩体完整；以下为T1yn1-1 极薄层泥质灰岩与极薄层灰岩互层。岩层缓倾上游略偏左岸，倾角8°～12°。帷幕下限进入紫红色泥岩相对不透水层。左右岸灌浆平洞开挖时，发现左岸0+200m 处有一个竖向发育的溶洞，如图1 所示；右岸0+185 及0+600 处有一沿岩层层面发肓的水平溶洞。

图1 溶洞

3.2 灌浆工程情况

基岩帷幕灌浆、深孔固结灌浆、基岩浅孔、岸坡接触灌浆、隧洞固结、坝体接缝灌浆、回填灌浆是组成灌浆工程的主要部分。目前开展基岩帷幕灌浆、基岩浅孔固结。

坝区固结灌浆，坝区固结灌浆共计480 个孔，3352m。其中坝基168 个1008m，孔深6m。左坝肩151 个1134m，右坝肩161 个1210m，孔深10m，左右岸倾角30°，0.5MPa 为固结灌浆压力指标，孔压水检查是质量检测的重要部分，不大于3 吕荣。

坝基帷幕灌浆总计884 个孔，58063m 为总进尺指标，110.5m为最大孔深孔指标，25.4m 为最小孔深指标，64.5m 为平均孔深指标，孔序分三序，孔口封闭法施工，最大压力2MPa，质量标准为不大于3 吕荣。由于大坝为薄拱坝，坝体内没有布景廊道。坝基帷幕灌浆是到大坝超过安全度汛高程5m 后停止坝体浇筑，再进行灌浆。单排孔共布置68 个（其中9 个为先导孔） 总进尺5660.5m。左岸帷幕在灌浆平洞内进行，洞全长1284m，共487 个（62 个先导）孔总进尺31486m，ZK0+0.00～ZK0+350.00，孔距2m，ZK0+350.00～ZK1+284.00，孔距3m。右岸帷幕在灌浆平洞内进行，洞全长737.5m，共329 个（42 个先导）孔总进尺20917m，YK0+0.00～YK0+500.00 孔距2m，YK0+500.00～YK0+737.5 孔距3m。

3.3 灌浆工程实施

灌浆工程于2016 年10 月1 日开始左右平洞内灌浆，截至2017 年7 月18 日，右岸完成19542m 占右岸设计总进尺20917m的93%，左岸完成18569m 占右岸设计总进尺31486m 的59%，左右两岸共完成38111m 占总进尺52403m 的73%，剩余17987m。

（1）施工组织规划：根据工程进度要求及工作面情况大小，测算需要配置钻机台数，供水管直径及高位水池容量大小，供电线路线容量及截面面积的大小，制浆站设备数量、水泥平台（水泥罐容量）大小，污水排放与处理。

（2）灌浆试验：帷幕灌浆开始前应进行灌浆试验，浆液配合比性能试验，测试密度、塑性粘度、析水率、粘结力、凝结时间、弹性模量、抗拉强度、渗透系数。浆液采用混合浆液成本较低，但市场上袋装粉煤灰少，采用纯水泥浆较为普遍。

（3）先导孔钻孔取芯及压水，重点关注最下一段透水率与岩芯岩性是否相符。

（4）人员机构组成：必须配备一个地质及灌浆方面有一定实践经验负责人，每班有人进行跟踪检查与现场值班，收集相关资料。施工队严禁采取计件方式管理工人。

（5）过程控制。①钻孔主要控制每段深度及孔斜。常规5m 每段，抽查累计孔深，作好掉钻、返水颜色，灌浆压力及串浆情况记录；②灌浆严格控制每段灌浆时长及每天总计完成段数，灌浆压力及吸浆量，防止资料造假现象，根据自动计录仪耗灰量与实际水泥进库量比较；③分析实际中存在的问题，为后期加孔及缺陷处理提供依据；④发现夹泥层采取相邻两孔同时挤泥施工；⑤资料每班签字完善，防止资料集压后出现签字难的事件；⑥技术交底及培训，组织对规范及设计技术要求进行学习。

3.4 质量检查与灌浆效果

①压水试验及（检测岩体弹性波）声波检查是灌浆质量检查的主要方法，压水是帷幕灌浆的重要部分，固结灌浆以声波为主，压水为辅；②检查孔孔深测量的测绳、压水的压力表、水表应由质检人员自带与进行压水试验，提倡引入第三方进行检测；③检查孔各段合格率反应真实，为后期处理留有余地。

固结灌浆完成780 个孔，划分为38 个单元工程，灌浆前基础共进行32 固结孔声波测试，检测结果为：平均声波区间值：2640～4494m/s，最小声波区间值：1077～3774m/s，最大声波区间值：3452～5218m/s，标准差区间值：229～809.9m/s。

固结灌浆完成后布置38 个孔进行声波检查及压水试验，检测结果为：平均声波区间值：3144～4398m/s，最小声波区间值：2635～4167m/s，最大声波区间值：3309～4886m/s，标准差区间值：77.6～246m/s。同时，采用压水实验法应用于38 个检查孔中，76 段为固结灌浆压水总检查段数，其中3 吕荣以下为61 段，占总检查段数的80.26%。5 吕荣以下为74 段，占总检查段数的97.37%。大于5 吕荣的为2 段，占总检查段数的2.6%。坝区固结灌浆通过灌浆前后声波测试对比分析，波速标准差显著变小，平均声波有所提高，达到固结灌浆目的。

4 结语

综上所述，水利工程项目施工中，难免遭遇岩溶地质问题，建设中应结合实际情况对灌浆施工方法合理选择，保证坝基承载力、防渗指标满足设计与规范要求。水利工程岩溶区基础灌浆作业过程中，需加强岩溶地质勘察，落实灌浆试验，合理选择施工参数，规范落实各道工序，加强特殊问题处理与质量检查工作，切实保证水利大坝安全、稳定运行。