云南省某水电站大坝基础帷幕灌浆试验报告.doc

云南省xx水电站
大坝基础帷幕灌浆试验报告

1 前言

xx水电站位于云南省西部云县和景东县交界的澜沦江中游河段，是漫湾水电站下游的一座大型梯级电站，坝址区距上游漫湾电站131Km，距昆明公路里程630Km。
xx水电站枢纽以发电为主，大坝坝顶高程Ñ906m，最大坝高109m，坝顶轴线长472.39m，分23个坝段，控制流域面积为1.21×105Km2，正常蓄水位Ñ899m，汛期限制水位Ñ882m，总库容量为9.4×108m3，水库回水长度91.2Km。6台水轮机组发电，装机总容量为1.35×106KW。枢纽工程由碾压混凝土重力坝，右岸地下发电厂房系统组成。
坝址区两岸山势陡峻，河谷成V字形，左岸坡度约为400，右岸坡度约为350度。坝基岩体岩性主要为坚硬的玄武岩，玄武质角砾熔岩及凝灰岩。两岸断层发育，断层大部向山内倾斜，倾角较陡，断层破碎带宽约1～4m。

2 帷幕灌浆试验区的选择与布置

试验本着为有代表性，应选择在中等偏劣的地质条件部位，故选在地质条件相对较差的13#坝段基础灌浆廊道内坝左0+066.00m，至0+078.00m的帷幕线上做为灌浆试验区，灌浆试验形成的帷幕做为永久帷幕的一部分，试验区的布置见附图“13#坝段帷幕灌浆试验平面布置图”。

3 帷幕灌浆试验的目的

3.1了解本工程坝基玄武岩的可灌性以及论证采取灌浆处理方法防渗在技术上的可行性，效果上的可靠性和经济上的合理性。
3.2 为灌浆帷幕结构设计提供合理的结构参数及确定灌浆帷幕应达到透水率小于1吕荣的防渗标准所应采取的灌浆工艺措施。
3.3 编制帷幕灌浆施工进度计划提供依据。
3.4 为帷幕灌浆竣工验收提供合宜的质量标准。

4 完成试验工程量

帷幕灌浆试验完成工程量表
表1
工程项目
名称
孔数
钻孔深(m)
灌段长(m)
灌段数(m)
压水段数
砼
基岩
合计
先导孔
1
3.0
57.0
60.0

抬动观测孔
2
6.0
4.0
10.0

下游排帷幕孔
7
21.8
188.2
210.0
188.2
43
43
上游排帷幕孔
4
12.8
212.2
225.0
212.2
45
45
检查孔
2
6.0
79.0
85.0
79.0
4
17

5 帷幕灌浆试验概况

5.1 灌浆试验时间
自99年4月22日开始将灌浆试验设备陆续搬迁至试区内，并做试验前的准备工作，至99年7月21日检查孔完工，历时3个月。

5.2 灌浆试验投入资源
A、XY—2PC型回转式地质钻机2台
B、2×200L立式双层泥浆搅拌机1台
C、1m3储浆搅拌机1台
D、ZJ—400型高速搅拌机1台（置于左Ñ906公路边制浆站）
E、100/100型高压灌浆泵1台
F、GJY—Ⅲ三参数灌浆自动记录仪1套

G、GY—IV型灌浆自动记录仪1套
H、KXP—1型电测斜仪1套

5.3 试验前的准备
4月22日至4月30日为设备进场，水、电、浆线管路的铺设及孔位放样，钻地锚孔及镶地锚等试验前的准备。
5月1日至6日施工试验区范围内的坝基固结灌浆孔。
5月6日至15日，帷幕灌浆试验孔开孔钻进第一段，压水灌浆并镶孔口管。
5月8日至17日，先导孔分段钻孔取芯与压水试验，在此期间由于先期进场准备投入使用的GJY—Ⅱ型灌浆自动记录仪，只能记录灌浆压力和单位注入率两个参数，责任公司不允许使用两个参数记录仪，要求改用能够记录灌浆压力、单位注入量和浆液比重等三个参数的灌浆自动记录仪，随又重新购买GJY—Ⅲ型三参数的灌浆自动记录仪，5月25日到场并安装调试完毕，同时责任公司也通知长沙力合公司派人来工地维修其已购置的GY—IV型灌浆自动记录仪，25日安装调试完毕，5月26日正式开始做帷幕灌浆试验。

5.4 先导孔的施工
布置在上游的S11#孔为先导孔。根据监理工程师的通知，要求采用φ110mm金刚石钻头，自上而下分段钻孔、取芯、压水试验直至终孔深。尔后自下而上分段灌浆，由于孔径大，使用的止浆栓塞也大，承不住灌浆压力，止浆无效，难以实现自下而上分段卡塞灌浆，故移位在距先导孔0.5m处重新开孔，按灌浆孔要求施工。先导孔起到了了解原始地层的透水性，灌前声波测试及勘探取芯资料的作用。灌后声波值是在重新开孔的S11孔内测得的。

5.5 各孔段灌浆采用灌浆自动记录仪记录与人工记录同时进行，互为比照，力求取得完整的试验资料，人工记录还可以记录记录仪无法记录的内容，如串浆、冒浆、中断原因等。

5.6 采取长科院GYJ—Ⅲ型记录仪和长沙力合公司GY—Ⅳ型记录仪同时记录，两种记录仪记录数据与人工记录数据互不吻合,三种数据均存在不同程度的差异.

5.7 由于记录仪采集流量数据存在波动性，难以达到结束标准，施
工时依照人工记录的数据做为灌浆结束标准。

5.8 在灌浆试区范围内，布置安装了两套抬动观测装置，抬动观测孔深入基岩2m，使用千分表观测各孔段灌浆时砼的抬动值，不致使抬动量过大，S7孔第5段（孔深18.2～23.2m）在1MPa的压力下压水流量为4L/min，无异常现象，但在4MPa压力下灌浆时,与先导孔串浆，封堵后，T1抬动观测孔往外冒浆，单位吸浆量由34L/min逐渐增大到60L/min，抬动值由0.1mm逐渐增大到0.4mm，停泵消压后，抬动值由0.4mm逐渐回落到0.23mm,再开泵,在1MPa的压力下，抬动值无变化,仍为0.23mm，当压力升到1.5MPa，抬动值由0.23mm增大到0.25mm，降压为1.4MPa时抬动值由0.25mm降为0.24mm，最终为0.23mm，为防止砼被抬裂，此段压力降至1.6MPa灌浆，直至达到结束标准.其它孔段在压水灌浆时均未出现砼抬动现象。

5．9 由于先导孔要求待各孔段灌浆结束后再测灌浆后声波（以便与灌前声波进行比较），未做封孔处理，一些孔段在灌浆过程中出现与先导孔串浆，如S5#孔第6段（孔深30m）在0.1MPa压力下压水时（流量为95L/min）就与先导孔相串，灌浆时又再串浆。
S7#孔第5段（孔深18.2～23.2m）在4MPa压力下灌浆与先导孔相串，第6段（孔深23.2～30m）在1MPa压力下压水时未与先导孔相串，但在4Mpa压力下灌浆时相串。
S3#孔第4段（孔深13.1～18.1m）在1MPa压力下压水未相串，但在4MPa压力下灌浆时两孔相串。

5.10 在3MPa以上的压力下灌浆，注入率较小的孔段在长时间灌注，尢其是在屏浆条件下出现失水回浓现象较为普遍，甚至浆液温度升高。出现失水回浓和温度升高现象不一一枚举。

5.11 提高灌浆压力，对岩石裂隙的劈裂作用极为明显，一些孔段在1MPa压力下压水流量并不大，而当灌浆压力提高后吸浆量却呈现出明显的大幅度提高，如：
S6#孔第6段（孔深23～30m）在1MPa压力下压水流量为1L/min，而在3MPa压力下灌浆时单位注入率为17L/min，并逐渐增至34L/min。
S7#孔第5段（孔深18.2～23.2m）在1MPa压力下压水流量为4L/min，灌浆开始时在4MPa 压力下注入率为34L/min，并逐渐增大到60L/min，且与先导孔及T1抬动观测孔相串。第6段（孔深23.2～30.0m）在1Mpa压力下压水流量为7.8L/min,在4MPa压力下灌浆时
注入率为25L/min,开始与先导孔相串。
S3#孔第4段（孔深13.1～18.1m）在0.8MPa压力下压水流量为47.5L/min，在0.85～1MPa压力下灌浆注入率为50L/min，在1.8MPa压力下开始与先导孔相串。第五段（孔深18.1～23.1m）钻孔返黄泥水，在1MPa压力下压水流量为34L/min，在2MPa压力下灌浆时单位注入量为60L/min，
S9#孔第9段（孔深38.2～43.3m）在1MPa压力下压水流量为6.4L/min，在4MPa压力下灌浆时单位注入率为40L/min。
S10#孔第8段（孔深33.3～38.3m）在1MPa压力下压水流量为13L/min，在2MPa压力下灌浆时单位注入率为23.3L/min。第9段（孔深38.3～43.3m）在1MPa压力下压水流量为20L/min，在3MPa压力下灌浆时注入率为85L/min.
S11#第11段在1MPa 压力下压水流量为3.7L/min，，在4MPa压力下灌浆时单位注入率为15L/min。
第12段孔60m在1MPa压力下压水流量为1L/min，在4MPa压力下灌浆时注入率为12L/min。

5.12 各孔在孔深20～43m之间均有不同大小的涌水，灌前测得孔口最大涌水量为1.2L/min，灌后J2#检查孔全孔涌水量最大值为0.6L/min，孔深43m以下孔口测得涌水量不再增大。

6 帷幕灌浆试验施工

6.1 试验施工程序
钻抬动观测孔→安装抬动观测装置→分段钻孔压水灌浆及抬动值观测→终孔封孔→检查孔钻孔取芯→压水试验→终孔灌浆封孔。

6.2 施工顺序
先施工下游排副帷幕孔，后施工上游主帷幕孔。
同排孔按三个次序施工，先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔，最后施工Ⅲ序孔。
在沿帷幕线10m长的范围内，同排帷幕的先序孔施工到孔深
15～20m以下后方可施工后序孔。
沿帷幕幕线10m范围内，先序排的最后次序孔施工到15～20m以下后，再施工后序排的先序孔。

6.3 各孔施工流程
钻机就位→开孔钻进第一段至基岩深1.5m→冲洗钻孔及压水→灌浆→镶孔口管→第二段及其以下各段钻孔、压水、灌浆直至终孔深→封孔→迁移钻机。
6.4 钻孔
采用XY-2PC型回转地质钻机配金刚石钻头造孔。
6.4.1钻孔孔径：先导孔孔径为φ110mm，直至终孔。一般帷幕灌浆孔为保证所镶孔口管与孔壁之间有一定厚度的水泥浆握裹住孔口管，使其镶牢，开孔孔径为φ110mm，钻至孔深2m时改换为 φ75mm钻头至深入基岩1.5m，第二段及其以下各段均为φ56mm钻头钻至终孔深。
6.4.2 各孔孔位均由测量人员定点放出孔位，实际钻孔与设计孔位偏差不大于±10cm ，当因故需改变孔位时，记录实际孔位，钻孔终孔深度不小于设计孔深。
6.4.3 钻孔过程中，对孔内的各种情况（如砼厚度，回水颜色，塌孔，掉块，卡钻，涌水及其相应孔深位置等）均在钻孔报表中做出了详细记录。
6.4.4 为确保钻孔孔向准确，在钻机就位时，用枕木将钻机垫平，并用水平尺将钻机座找平。钻机立轴吊线垂直后，将钻机与地锚紧固在一起，使钻机立轴和孔口管的方向与设计孔向一致，使用KXP-I型电测斜仪对钻孔作偏斜检查，在岩石相对较为完整不易出现偏斜时，就在终孔后自下而上测斜检查，每10m一个测点，每个测点测量三次，取三个读数的平均值作为该点的偏斜计算值，由于钻机在固定时受到了严格控制，尚未出现偏斜值超过设计允许值的孔段。

6.5 钻孔冲洗及压水
6.5.1 钻孔冲洗
孔段钻进结束之后，用大流量压力水对孔壁进行冲洗，以将孔内岩粉冲洗出孔外，直至回水澄清，肉眼观察无岩粉时为止，冲洗结束之后，孔内岩粉沉淀厚度不大于0.2m。
6.5.2 压水试验
各孔段在孔壁冲洗结束之后均做压水试验，以了解地层的原始透水性及做裂隙冲洗，先导孔做正规的压水试验.一般帷幕灌浆孔做灌前简易压水试验。第一、二、三段压水压力均为0.5MPa，第四段及以下各段压水压力均为1MPa，先导孔压水试验采用单点法，流量稳定标准为：在稳定压力下，每5min测一次压入流量，连续四次读数最大值与最小值之差小于最终值的10%，或是最大值与最小值之差小于1L/min，本段压水试验即可结束，取最终值作为计算流量.一般帷幕灌浆孔段简易压水，不论流量稳定与否，均为5min测记一次压入流量，连续30min即可结束，取最终值做为计算流量。

6.6 镶孔口管
第一段采用循环式止浆栓塞，卡在基岩与砼接触面以上的砼内，射浆尾管距孔底距离不大于0.5m，做孔内循环式灌浆。灌浆结束之后，自孔底注入0.5:1浓水泥浆液并排出孔内稀浆，镶入φ73mm上端车有连接丝口的孔口管，孔口管深入基岩1.5m，并使之高出孔口砼底板5cm，以防泥水污物流入孔内，镶孔口管时校正好角度，使之符合设计孔向。孔口管的主要作用1是做孔口封闭止浆，2是钻孔导向，3是隔离接触面，以防止砼抬裂。

6.7 灌浆试验工艺
采用“小口径钻进，自上而下分段钻灌，不待凝，不做裂隙专门冲洗，孔口封闭，孔内循环式的高压灌浆工艺。

6.8 灌浆段长
各灌浆段长见表2

各灌浆段长划分表

表2
段 次
1
2
3
4
基岩深(m)
0～1.5
1.5～5
5～10
10～15
灌段长(m)
1.5
3.5
5
5

第三段及其以下各段段长一般为5m，终孔段段长为7m.当岩石破碎，塌孔掉块难以成孔时，应适当缩小段长。

6.9 灌浆压力
灌浆压力以安装在孔口回浆管路上的压力表指针摆动指示的中值为人工记录压力,灌浆自动记录仪记录压力为采集压力数据的平均值。

各段灌浆使用压力见表3

各灌浆段使用压力表

表3
段 次
1
2
3
4
5
6
7
岩石深(m)
0～1.5
1.5～5
5～10
10～15
15～20
20～25
25～30
段长(m)
1.5
3.5
5
5
5
5
5
灌浆压力(MPa)
0.8
0.8
1
2
3
4
4

孔深20m以下各段灌浆压力均为4MPa
一般在砼抬动值不超过0.1mm的条件下尽快达到表3提出的灌浆压力。当因耗浆量大而不能尽快达到时，应注意控制灌浆压力，严禁使用大压力大耗浆量，此时应分级升压，以控制灌浆压力来限制耗浆量的大小，以使单位注入率不超过30L/min为宜，避免大压力大耗浆量，造成砼抬动或浆液扩散范围过远而造成灌浆材料的浪费，以及长时间达不到灌浆结束标准而诱发孔内事故的发生。使用灌浆压力与注入率的关系见表4。

灌浆压力与注入率的关系

表4
注入率(L/min)
>30
30～20
20～10
<10
灌浆压力(MPa)
0.5～1
1～2
2～3
4

6.10 第二段及其以下各段灌浆时均以钻杆做射浆管，射浆管距孔底不大于0.5m。采用孔口封闭器止浆，上部已灌孔段可得到重复灌浆，这种灌浆工艺有利于提高帷幕灌浆质量，对地质条件复杂的岩石基础工程处理尤其大有裨益。

6.11 使用水灰比
使用浆液浓度遵循由稀到浓的原则，使用水灰比（重量比）为5:1、3:1、2:1、0.8:1、0.5:1等六个比级，开灌水灰比一般为5:1。

6.12浆液浓度变换标准
1)、当灌浆压力保持不变时，吸浆量均匀减小或吸浆量不变压力均 匀上升时，不得改变水灰比。
2)、当某一级水灰比浆液灌入量已达300L以上或持续灌注时间已超过1小时，而灌浆压力和吸浆量均无改变或改变不显著时，应改浓一级水灰比灌注。
3)、当注入率大于30L/min且无压力时,可越级直接改灌0.5：1的浓浆灌注。
4)、当注入率较大，且有灌浆压力时根据单位注入率的大小，改变水灰比，单位注入率与使用水灰比对应关系见表5。

注入率与水灰比对应关系表

表5
注入率(L/min)
>30
30～20
20～10
〈10
水灰比
0.5:1
0.8:1
1:1
5～2:1

6.13 灌浆结束标准
在设计压力下，当注入率不大于0.4L/min时继续灌注60min或不大于1L/min继续灌注90min即可结束。

6.14 主帷幕孔终孔标准
各主帷幕灌浆孔达到设计孔深时应同时满足如下两个条件，方可终孔，否则钻孔应继续加深，直至达到终孔标准为止：
A、终孔段灌前压水试验透水率不大于1Lu；
B、终孔段水泥单位注入量不大于50Kg/m。

6.15 封孔
各帷幕灌浆孔终孔段灌浆结束之后，采用“置换和压力灌浆封孔法”进行封孔，即使用灌浆泵将新鲜的0.5：1的浓水泥浆液通过灌浆管路泵送至孔底，随着浆液面的不断上升，将孔内稀浆或积水置换出孔外，待孔口返出浓浆之后，停止泵浆，提出孔内浆管，利用孔口封闭装置做机械纯压式灌浆封孔，封孔压力为该孔灌浆使用的最大设计灌浆压力,封孔时间为1小时，封孔时按灌浆记录要求每10min记录一次下浆量，待孔内水泥浆干缩之后，再用浓浆将孔口以下不满部分填满。

7 灌浆试验成果资料综合分析

根据帷幕灌浆试验取得的成果资料， 做如下分析
7.1 灌前压水透水率Lu值的分析

灌前压水透水率Lu值成果分析表

表6
排序
孔序
孔
数
压水 段数
灌前压水透水率Lu值段数区间
=0
≤0.5
≤1
≤5
≤10
>10
段数/频率(%)
累计段数/累计频率(%)
下游排
Ⅰ
2
13
3/23.1
5/38.5
7/53.8
11/84.6
12/92.3
1/7.7
Ⅱ
2
12
3/25
5/41.7
6/50
10/83.3
10/83.3
2/16.7
Ⅲ
3
18
4/22.2
12/66.7
13/72.2
18/100
18/100

小计
7
43
10/23.3
22/51.2
26/60.5
39/90.7
40/93
3/7
上游排
Ⅰ
1
11
1/9.1
8/72.7
10/91
11/100

Ⅱ
1
11
1/9.1
7/63.6
9/81.8
11/100

Ⅲ
2
23
6/26.1
18/78.3
21/91.3
23/100

小计
4
45
8/17.8
33/73.3
40/88.8
45/100

合计
Ⅰ
3
24
4/16.7
13/54.2
17/70.8
22/91.7
23/95.8
1/4.2
Ⅱ
3
23
4/17.4
12/52.2
15/65.2
21/91.3
21/91.3
2/8.7
Ⅲ
5
41
10/24.4
30/73.2
34/82.9
41/100
41/100

总计
11
88
18/20.5
45/51.3
66/75
84/95.5
85/96.6
3/3.4

配图：透水率频率线及累计曲线如下：

由表6及透水率频率线及累计曲线可以看出以下几点：
7.1.1 先施工的下游排孔透水率小于1Lu的段数区间频率Ⅰ序孔为53.8%，Ⅱ孔序孔为50%，Ⅲ孔为72%，透水率大于10Lu的段数区间频率Ⅰ序孔为7.7%，Ⅱ序孔为16.7%，Ⅲ序孔为0。Ⅱ序所占频率在小于1Lu区间内小于Ⅰ序孔，在大于10Lu区间内大于Ⅰ序孔，不符合灌浆规律，即在小于1Lu区间内随着灌浆孔序的加密而未呈现出递增的变化规律，及在大于10Lu区间内随着孔序的加密而未呈现出递减的变化规律，究其原因是由于下游排为浅孔，且先施工，下部存在有陡倾角的宽大裂隙或断层先施工的Ⅰ序孔未钻遇到，而后施工的Ⅱ序孔却钻遇到了，若剔除两个Ⅱ序孔的终孔段压水不加考虑，则Ⅱ序孔在小于1Lu区间内的频率为60%，就符合灌浆规律。Ⅲ序孔的频率呈见出随着灌浆孔序的不断加密而不断递增 的变化趋势，符合灌浆规律。
7.1.2 后施工的上游排孔，由于是深排孔透水率小于1Lu区间内的频率，Ⅰ序孔为90.9%，Ⅱ序孔频率为81.8%，Ⅲ序孔为91.3%，仍为Ⅱ序孔频率小于Ⅰ序孔，不符合灌浆规律，最后施工的Ⅲ序孔频率高于Ⅰ、Ⅱ序孔，符合灌浆规律，Ⅱ序孔频率较Ⅰ序孔低的原因是由于孔深33.3～43.3m可能有向右岸倾斜的断层导致的,且Ⅰ、Ⅱ序孔各只有1个孔，可比性较差。
7.1.3 灌前压水透水率小于1Lu的孔段。
先施工的下游排孔所占频率为60.5%，而后施工的上游排孔频率提高到88.8%，随着排序的加密，呈现出后序排孔频率提高的变化趋势，符合灌浆规律。
8.1.4 由于孔深13m以上为坝基固结灌浆范围，在此范围内的帷幕灌浆压力与固结灌浆压力相同，故此灌前压水取得的透水率Lu值不能代表原始地层的渗透性，后施工的上游排，在孔深30m范围内是先施工的下游排副帷幕的范围，取得的Lu值也不能代表原始地层的渗透性，故此，在分析原始地层的渗透性及可灌性时，应将上述提及到的影响因素剔除掉，才能够代表原始地层的透水性,剔除上述影响因素后,能够代表原始地层透水率小于1Lu的孔段频率：Ⅰ序孔为54.5%，Ⅱ序孔为40%，Ⅲ序孔为83%，透水率较大的孔段主要分布在孔深13～43m的范围内.

7.2 单位注入量与孔排序之间的关系分析

单位注入量与孔排序关系表

表7
排序
孔序
灌段长
(m)
灌入灰量
(Kg)
单位注入量(Kg/m)
占Ⅰ序孔百分比(%)
下
游
排
Ⅰ
53.7
4688
87.31
100
Ⅱ
54
4066
75.29
86
Ⅲ
80.5
2146
22.666
30.5
小计
188.2
10900
57.92

上
游
排
Ⅰ
51.8
494
9.5
100
Ⅱ
51.7
2402
46.5
489
Ⅲ
10.8.7
3089
28.4
299
小计
212.2
5985
28.2

由表7及直方图可以看出如下几点
1）、先施工的下游排，随着孔序的不断加密，呈现出单位注入量逐渐减小的变化趋势，符合灌浆规律。
2）、后施工的上游排，Ⅰ序孔平均单位注入量较小，Ⅱ、Ⅲ序孔的单位注入量均大于Ⅰ序孔，不符合灌浆规律，与压水试验资料一致，究其原因，因无地质资料可供参考，仅根据Ⅱ序孔单位注入量大的孔段所处孔深位置来看，在孔深33～48m段可能有陡倾角断层，在此范围内共灌入水泥2169.8Kg，若将此影响因素剔除后再来分析，其平均单位注入量为6.33Kg/m，小于Ⅰ序孔就符合灌浆规律，Ⅲ序孔的平均单位注入量为Ⅱ序孔的61%，呈现出随着灌浆次序的加密，单位注入量逐渐减小的变化趋势，符合灌浆规律.
3)、后施工的上游排孔的平均单位注入量小于下游排孔，占下游排孔的49%，呈现出随着排序的增加，其单位注入量逐渐减小的变化趋势，符合灌浆规律，如果深孔排先施工，浅孔排后施工，变化规律将会更加显见。

7.3 单位注入量大于50Kg/m孔段统计分析.

单位注入量大于50kg/m的孔段统计表

表8
排序
孔序
孔数
段数
占同排序总段数百分比(%)
灌入灰量(kg)
占同排序总灌入量百分比%)
占同排总灌入量百分比(%)
下游排
Ⅰ
2
4
30.8
4497.1
96
41
Ⅱ
1
1
8
3616
89
33.2
Ⅲ
2
3
16.7
1778.7
83
16
小计
5
8
18.6
9891.8
90.8
90.8
上游排
Ⅰ

Ⅱ
1
3
27
216 9.8
90
36
Ⅲ
1
1
4
2260
73
37.8
小计
2
4
8.9
4429.8
74
74
合 计
7
12
13.6
14321.6
84.8
84.8

由表8可以看出如下几点
1）、各排序孔出现单耗较大的段数所占比例并不大，而其所灌入的灰量所占比例却较大，说明可灌性较差的细微裂隙居多，钻遇宽大裂隙及断层破碎带的孔段较少，帷幕灌浆主要是对宽大裂隙及断层破碎带起到了显著的灌浆效果。
2）、单耗较大的孔段随着孔序的不断加密呈现出逐渐减小的变化趋
势，符合灌浆规律 。
3）、后施工的上游排单耗较大的孔段均出现在孔深30m以下，即先施工的副帷幕线以下,在孔深30m以上无大单耗孔段，符合灌浆规律。
4）、从帷幕灌浆试验成果综合剖面图可以看出，单位注入量大的孔段及先导孔压水透水率较大的孔段均有规律性地分布在一倾斜条带范围内，因无地质资料可供查证分析，估计该条带可能是一大地质缺陷范围.
7.4 灌前压水Lu值与单位注入量的相关分析
由以上相关分析散点图中各孔段的散点分布情况可以做出如下几点分析：

1）、透水率与单位注入量均较小
这类孔段在散点图上主要分布在单位注入量小于50Kg/m，Lu值小于1Lu的左下方区域内，且较为集中，为数最多，约点总段数的60%，这些孔段主要是先序孔穿过的岩石裂隙较为细微或后序孔经先序孔灌浆处理后裂隙渗透性较小，或相应减小，可灌性较差，未起到显著的灌浆效果.
2）、透水率较小而单位注入量却相对较大
这类孔段在散点图上主要分布在单位注入量大于50Kg/m，透水率小于1Lu的左上方区域内，为数最少，仅占5%，为下部孔段。分析认为所钻遇的裂隙内有泥质充填物，其具有一定的天然抗渗能力，在1MPa压力下，渗透性较小，而在4MPa 的压力下却有较好的可灌性，由此表明充填型裂隙虽然天然地具有一定抗渗透能力，但其抗渗稳定性较差，在高水头压力的长期作用下，极易击穿破坏形成漏水通道，因此必须对这类充填型裂隙或断层采取高压灌浆处理，才能提高整体帷幕的抗渗稳定性。

3）、透水率大于1Lu而灌浆浆效果却并不显著
这类孔段在散点图上分布在右下方区域内，下游排10段，上游排有2段，计占总段数的14%，这些孔段主要分布在完整岩石及已灌浆范围内，由于岩石裂隙细微，呈闭合状，压水透水性大，可灌性差，灌浆效果不够显著，灌浆过程中极易出现失水回浓现象。
4）、透水率大，单位注入量也大
这类孔段在散点图上分布在右上方区域内，所钻遇的裂隙或断层较为宽大，内无充填物或虽有充填，但较为疏松，透水性强，可灌性好，这类孔段所占比例虽不大，但所灌入的灰量却较大，在开始灌浆时，一般不能尽快达到设计压力，需分阶段逐级升压或限流、间歇，甚至待凝才能灌结束，灌浆历时较长，也极易诱发孔内事故。

7.5 透水率与单位注入量的回归分析
各排回归方程式如下：Y代表单位注入量，X代表岩石透水率
下游排回归方程 Y=17.28X+6.68
下游排孔深13～30m，回归方程Y=3.577X+53.62，剔除固结影响
上游排回归方程:Y=53.1X-1.273
上游排孔深30m以下，回归方程Y=48.06X+23.31(消除下游排孔的影响)

7.5.1 线性回归方程截距的分析

在线性回归方程中，截距用来衡量地层的可灌性，截距大的表明地层可灌性好，反之截距小表明地层可灌性差，由以上回归方程看出，下游排为先灌排，其截距大于后施工的上游排方程的截距，表明下游排孔的可灌性较上游排好，且具有显著灌浆效果的孔段较多，而后施工的上游排孔可灌性相对较差，大多数孔段单耗较小，主要是受下游排孔的影响。
孔深13m以上范围为固结灌浆范围，帷幕灌浆压力与固结灌浆压力相同，影响到了回归方程的真实性，若将固结灌浆的因素予以剔除，单将孔深13～30m内孔段进行回归分析，则下游排孔的回归方程应为Y=3.58X+53.62，可见其可灌性明显提高。
上游排孔因受下游排孔的影响，若将孔深30m以下部分单独进行回归分析，其方程式为Y=48.06X+23.31，其可灌性亦明显提高，较下游排好，一是穿过断层破碎带，二是灌浆压力提高从而导致灌浆效果得到了显著提高，但其截距仍小于下游排消除固结灌浆影响后的回归方程截距,表明上部岩石较为破碎，完整性差，裂隙发育，尽管使用灌浆压力较低，但仍具有较好的可灌性。

7.5.2 线性回归方程斜率的分析
在回归方程中的斜率可用来衡量原始地层的抗渗能力，斜率大，表明岩石裂隙内无充填物或虽有充填有一定的抗渗能力，但其充填物较为疏松，在高压作用下可灌性好，反之斜率小表明岩石裂隙细微的孔段居多，透水性强，而可灌性较差，从上下游排孔的回归直线方程式即可看出上游排回归方程的斜率较下游排回归方程的斜率要大，说明上游排孔在透水率并不太大的条件就可起到显著灌浆效果，即单位注入量是透水率的53倍，这与使用的灌浆压力偏大对岩石裂隙产生劈裂作用有直接关系，而先施工的下游排孔的斜率较小，表明其在透水性强的条件的灌浆效果也并不显著，这与其大多数孔段所使用的灌浆压力较低有关，两排孔压水压力相同，而使用较高灌浆压力的孔段段数上游排大于下游排，故此上游排孔的回归方程式斜率也就大于下游排孔的回归方程斜率，上游排在孔深30m以上受下游排孔的影响，透水率较小，也是斜率偏大的原因之一，当单独对孔深30m以下部分进行回归时，其回归方程Y=48.06X+23.31，斜率便有所降低，但仍较下游排孔的斜率大.

7.6 声波测试资料分析
由声波测试岩体波速资料，即可明显看出如下几点：
1）、孔深16.8m以上灌前波速较低，Vmin=3300m/s，Vmix=4800m/s，说明孔深16.8m以上范围内岩石的裂隙发育，岩体破碎，与取芯情况一致.
2）、孔深22.6～33m范围，岩石节理发育，灌前波速较低，岩石完整性较差，可能是断层破碎带.
3）、在破碎岩体范围内的孔段灌浆效果显著，灌后波速较灌前增长幅度较大.
4）、在3MPa压力下灌浆范围内的灌后波速与4MPa压力下灌浆范围内的灌后波速一致，即在3MPa压力下的灌浆效果与4MPa压力下的灌浆效果近同.
5)、孔深55～60m为先导孔终孔段，较主帷幕孔深5m，为单孔段， 灌后波速明显低于50m以上范围的波速。
6）、双排孔范围内的灌浆效果明显优于单排孔.

声波资料统计分析表

表9
孔深范围
(m)
灌浆压力
(MPa)
灌前平均波速(m/s)
灌后平均波速(m/s)
提高波速(m/s)
波速提高率(%)
3～8
0.8
3973.68
4647.37
673.69
16.95
8～3
1.0
4088
5128
1040
25.4
13～18
2.0
4658.33
5370.83
712.5
15.3
18～23
3.0
4920
5576
656
13.3
23～28
4.0
4652
5328
676
14.5
28～33
4.0
4532
5468
936
20.7
33～38
4.0
5300
5296
-4
0
38～43
4.0
5420
5316
-104
1.9
43～48
4.0
5488
5436
-52
0.9
48～55
4.0
5520
5580
60
1.1
55～60
4.0
5033.33
5184
150.67
3

由表9可以说明如下几点:
1)、灌前波速低的破碎岩体，灌浆后的波速提高较快，灌浆效果显著.
2）、双排孔范围内虽然灌前波速较低但灌浆效果明显高于单排孔，灌
后波速提高率较大。
3）、单排孔深范围即孔深30～50m，灌后波速变化不够明显尤其是孔深33～48m范围内岩体整体性好，灌前波速值较高，就已基本达到或超过了灌后岩体应达到的波速，故此灌浆后的波速变化不够明显，由于灌前灌后不是在同一个孔内测得的波速，两孔相距0.5m，波速变化有一定的误差，略呈现出波速降低的态势。
4）、孔深48～60m灌后波速略有提高，但整体提高幅度不大。

8 灌浆试验防渗效果检查

灌浆试验完成之后，根据DCS/C3标项目监理部布置检查孔的通知，在试验区内共布置了两个检查孔，做取芯直观检查及压水试验检查.

8.1 检查孔孔位及孔深
J1 坐标：坝下0+006.25m，坝左0+069.25m，孔深30m
J2 坐标：坝下0+005.75m，坝左0+074.00m，孔深55m
8.2 帷幕防渗标准
压水试验透水率q≤1Lu

8.3 检查孔施工
8.3.1 开孔 检查孔开孔孔径为φ110mm，深入基岩1.5m后，第一段压水检查与灌浆.
8.3.2 镶孔口管 第一段灌浆结束之后，镶入一根φ108mm的孔口管，深入基岩1.5m，镶孔口管方法同帷幕灌浆孔，镶孔口管的目的是为了实现对检查孔使用高压灌浆及封孔。
8.3.3 钻孔取芯检查
孔深4.5m以下均采用φ91mm金刚石钻头分段钻孔取芯，分段段长同灌浆段长，各检查孔取芯直观检查情况见岩芯柱状图。
从检查孔取出的岩芯可以直观看出各检查孔在不同孔深位置处多处见有水泥结石脉，结石密实，与岩石胶结紧密，结石最大厚度达4mm.
8.3.4 压水试验采用自动记录仪和人工双重记录，试验段长同相应孔深范围的帷幕灌浆段长，压水压力：上部三段在0.8Mp和1MPa压力下压水，第四段及以下各段压水压力均为1.6Mpa。
8.3.5 灌浆
全孔钻完终孔段压水结束之后，利用孔口封闭装置做全孔灌浆，灌浆压力为4MPa，灌浆方法同一般帷幕灌浆孔.
8.3.6 封孔
全孔灌浆结束之后，同帷幕灌浆孔采用“置换和压力灌浆法封孔法”封孔，封孔压力为4MPa。
8.4 检查孔压水试验成果

检查孔压水试验成果表
表10
孔号
孔深
压水段长
压水段数
透水率Lu段数区间(段数/百分比%)
最大值(Lu)
最小值(Lu)
平均值(Lu)
记录仪记录
人工记录
0
0.1～0.5
0
0.1～0.5
J1
30
27
6
6/100

2/33.3
4/66.7
0.1
0
0.037
J2
55
52
11
11/100

1/9
10/91
0.27
0
0.077

从表10可以看出各孔段压水透水率均小于1Lu

8.5 灌前灌后地层渗透性的比较

检查孔压水透水率与先导孔压水透水率的比较

表11
孔号
孔深(M)
压水段长(M)
压水段数
透水率Lu值段数区间
0
<0.5
1.5～1
1～3
3～5
5～10
>10
段数/频率(%)
先导孔
60
57
11
2/18
1/9

4/36

3/27
1/9
检查孔
85
79
17
3/17.6
14/82.4

检查孔压水透水率与帷幕孔压水透水率比较
表12
孔号
孔深(M)
压水段长(M)
压水段数
透水率Lu值段数区间
0
0～0.5
1.5～1
1～3
3～5
5～10
>10
段数/频率(%)
帷幕孔
435
400.4
88
18/20.5
27/30.7
21/23.9
16/18
2/23
1/1
3/3.4
检查孔
85
79
17
3/1