探讨坝基南沟门大坝工程坝基砂岩夹泥(页)岩岩体防渗帷幕灌浆试验

论文导读：漫滩段坝基长50m，堆积层分为两层，上部砂壤土层厚3.0～8.5m，土质松软；下部砂砾石层厚2.0～4.5m，渗透系数K=30～40.0m/d；一级阶地和二级阶地上部堆积的黄土状砂壤土和黄土属自重湿陷性土层，古土壤具湿陷性。一、二级阶地场地湿陷类型属自重湿陷性场地，坝基湿陷等级Ⅱ～Ⅳ级。阶地下部堆积层砂砾石和强透水。由砂岩、页岩互层构成河
摘要 介绍南沟门水利枢纽大坝工程坝基防渗帷幕在砂泥（页）岩互层地质条件下灌浆施工特点并作简要分析评价
关键词 灌浆试验；砂泥（页）岩互层；防渗；帷幕灌浆；抬动；灌浆压力；透水率
Abstract: The characteristics of grouting of dam foundation seepage-proofing curtain of Nangoumen hydro-junction project, under the geological conditions of interbedded sand and mud (shale) are described, as well as a brief analysis and evaluation.
Key words: grouting test; interbedded sand and mud (shale); seepage-proofing; curtain grouting; lifting; grouting pressure; permeability rate
中途分类号；E951
工程概况
在建的南沟门水库位于陕西省黄陵县境内葫芦河下游，是洛河流域梯级开发一期工程。开发目标为供水与灌溉,兼有防洪、发电，水库主要功能为解决黄陵县城、交口河工业区、黄陵电厂和80万吨乙烯工程的生产生活用水，发展隆太塬灌区，并向洛惠渠灌区补水。工程由葫芦河南沟门水库枢纽和引洛入葫工程两大部分组成，水库枢纽由大坝、导流洞、引水发电洞、溢洪道、电站厂房五部分组成，引洛入葫枢纽由低坝和输水隧洞两部分组成，工程总投资达到18.82亿元，总工期51个月。南沟门大坝坝基防渗工程作为重大的隐蔽分部工程，防渗帷幕灌浆质量控制不言而喻将是一个施工中的关键。
地质地貌条件
水库区地处陕北黄土高原强烈侵蚀区，河流切割基岩深达50余米，两岸沟谷纵横，塬、梁、峁黄土地貌景观明显，相对高差200～300m。河流阶地发育不对称，凹岸岩石裸露，地形陡竣；凸岸阶地发育，第四系松散堆积覆盖广泛。大坝坝区河谷平面呈“S”形，河谷底部宽度200～280m。河槽沿凹岸坡脚发育，坝线以上河槽靠右岸坡脚发育，以下沿左岸坡脚发育。两岸地形不对称，凹岸845.00m高程以下岸坡坡面倾角大于45°，岩石裸露。845.00m高程以上黄土覆盖，为河流四级阶地堆积的黄土和砂砾石覆盖。凸岸黄土斜坡，表面地形破碎，植被茂密。
坝基由河床、漫滩、一级阶地、二级阶地四部分构成，长283m。河床漫滩段坝基长50m，堆积层分为两层，上部砂壤土层厚3.0～8.5m，土质松软；下部砂砾石层厚2.0～4.5m，渗透系数K=30～40.0m/d；一级阶地和二级阶地上部堆积的黄土状砂壤土和黄土属自重湿陷性土层，古土壤具湿陷性。一、二级阶地场地湿陷类型属自重湿陷性场地，坝基湿陷等级Ⅱ～Ⅳ级。阶地下部堆积层砂砾石和强透水。由砂岩、页岩互层构成河谷基底，坝基岩体表面为透水率q≥3.0Lu的中～弱透水带，下部岩体透水率q＜3.0Lu，可视为相对隔水层。
帷幕灌浆试验方案

3.1帷幕灌浆试验区位置

根据土石坝施工规范规定既有代表性又“不得在帷幕线上进行可能导致不良后果”的两个原则，灌浆试验区选在右岸坝基结合槽的下游，距设计帷幕线20m，出露地层为泥岩及砂岩，地质条件与摘自：论文查重www.7ctime.com
实际灌浆部位相当。

3.2帷幕灌浆试验目的

本次灌浆试验是坝基灌浆施工前的生产性试验工作，灌浆试验的目的是选择较优的施工方案和工艺，二是确定帷幕灌浆施工的各种（孔距、段长、压力、材料、浆液配比等）参数。
3.3方案
帷幕灌浆试验区分为三个区，尺寸分别为14×5m、18×5m、22×5m，并在弱风化层上浇筑混厚1m的C15混凝土盖重，板内设φ16@20×20的钢筋网，试验区设置6个抬动观测装置，试验抬动观测孔深10～12m。
帷幕灌浆试验按照设计单排布置，分为1方案(孔间距1.5m) 、2方案(孔间距2.0m)、3方案(孔间距2.5m)三个方案，各方案分为两个灌浆压力，布置9个试验孔，其中1～4孔为一个灌浆压力段，5～9孔为一个灌浆压力段。分为三序进行，先论文导读：度，终孔孔深为透水率3Lu以下约10m（即设计要求的下一段），试验孔分段实施，第一段段长2m，以下每段长度5m，Ⅰ序孔和检查孔钻孔压水试验自上而下进行，孔深满足要求后再自下而上进行灌浆，Ⅱ序及Ⅲ序孔自上而下造孔并灌浆。灌浆试验4.1试验工艺灌浆试验采用分段循环灌浆法，其中Ⅰ序孔和检查孔自上而下钻孔并分段进行压
施工Ⅰ序、后Ⅱ序、再Ⅲ序。每方案拟布置检查孔2个（每压力2个孔），试验孔布置如图一。
图一：
根据透水率确定帷幕深度，终孔孔深为透水率3Lu以下约10 m（即设计要求的下一段），试验孔分段实施，第一段段长2m，以下每段长度5m，Ⅰ序孔和检查孔钻孔压水试验自上而下进行，孔深满足要求后再自下而上进行灌浆，Ⅱ序及Ⅲ序孔自上而下造孔并灌浆。
灌浆试验

4.1试验工艺

灌浆试验采用分段循环灌浆法，其中Ⅰ序孔和检查孔自上而下钻孔并分段进行压水试验，再自下而上灌浆；Ⅱ序及Ⅲ序孔自上而下钻进并灌浆。在压水试验和灌浆过程中及时观测盖板的抬动变形。

4.2钻孔方法

地层岩体强度较低，钻孔采用硬质合金钻头，清水钻进。钻孔直径和深度：开孔直径为Φ91～75mm，终孔直径为不小于Φ75mm，先导孔开孔直径为Φ110mm，终孔深度以达到设计要求深度为准。质量检查孔按要求取芯，并装箱妥善保管。钻进时对孔内岩层厚度、岩性、掉块等情况均详细记录并说明。每20m进尺测量一次孔斜，孔底偏差满足表4-3的规定。
表4-3孔深及最大偏差表

4.3钻孔冲洗、压水试验

钻孔冲洗分为孔壁冲洗和裂隙冲洗。全部试验孔和检查孔均进行孔壁冲洗，在各段钻孔结束后下入钻具，开大水流，采用循环水将岩粉带出，孔内沉淀厚度应小于20cm。
Ⅰ序孔和检查孔在孔壁冲洗完后进行裂隙冲洗，其它孔不进行裂隙冲洗，冲洗压力为该段灌浆压力的80%，且不大于

1.0MPa，按照参数表执行，采用小泵量水冲孔直至回水清净为止。

4.4帷幕灌浆

灌浆方法：采用循环灌浆法，分段进行灌浆,射浆管直径为Φ42mm或Φ50mm，管口距孔底不大于50cm。
灌浆压力：第一段灌浆压力宜较小，以不抬动盖板为准，其余段灌浆压力逐步抬高，在实施灌浆时尽快达到设计值。灌浆压力执行表参数；如发现异常（初步为0.2mm）应立即降压，并记录抬动值。
灌浆浆液: 灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。灌浆浆液水灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1（0.5:1）等六个比级，吸浆量大时可采用较浓的水灰比开灌；
结束标准：在设计压力下，注入率不大于1L/min后,自上而下法继续灌注30min，可结束灌浆；自下而上法继续灌注60-90min可结束灌浆。

4.5注浆封孔

采用全孔灌浆法封孔。

4.6抬动变形观测

试验区设置6个抬动观测装置，试验1区抬动观测孔深12m，试验2区抬动观测孔深10m试验，试验3区抬动观测孔深10m。在设计灌浆压力下，进行抬动变形观测。在灌浆孔施工过程中均未发现有抬动变形情况。

4.7钻孔孔斜测量

为防止钻孔偏斜，对钻机进行整体固定，水平尺多方位调平，确保钻机的垂直度。本次灌浆孔孔斜测量使用仪器为JXY-2型测斜仪，每20m进行一次，所有钻孔终孔孔斜均符合规范及设计要求。