2024年4月4日发(作者：2022买了xr后悔了)

第８卷第３期　

２　０　１　０年６月　

水利与建筑工程学报　

ｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　

Ｖｏ１．８　Ｎｏ．３　

Ｊｕｎ．，２０１０　

Ｑｃ水电站大坝帷幕灌浆试验与分析　

姚惠芹　，彭朝福　，陈文灏　

（１．三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌４４３￣２；２．葛洲坝集团电力有限公司，湖北宜昌４４３００２）　

摘要：为制定ＱＣ水电站大坝帷幕灌浆方案，寻求合理的￣ｋ－Ｔ－工艺、适宜的灌浆材料和最优的灌浆参　

数，在大坝帷幕开工前进行帷幕灌浆试验与分析。帷幕灌浆试验区布置在坝内廊道，试验区长ｌ３．５　。　

分坝横、坝纵布置９个钻孔，设置抬动观测孔１个，检查孔２个；采取孔口封闭、自上而下分段循环式的　

水泥浆液灌浆工艺进行灌浆试验，并对灌浆质量及效果进行分析。结果表明，灌浆效果满足设计要求，　

采用的参数可直接用于施工，试验达到了预期的目的。该帷幕灌浆施工参数，为坝基处理提供依据。　

关键词：帷幕灌浆；灌浆试验；成果分析　

中图分类号：ＴＶ５４３．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２一ｌ１４４（２０１０）ｏ３—０ｏ８２＿＿０３　

Ｔｅｓｔ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｃｕｒｔａｉｎ　Ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｄａｍ　ｏｆ　ＱＣ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ　

ＹＡＯ　Ｈｕｉ—ｑｉｎ　，ＰＥＮＧ　Ｃｈａｏ．ｆｕ　，ＣＨＥＮ　Ｗｅｎ—ｈａｏ２　

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＨｙ＆ａａｌｗ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　Ｔｈｒｅｅ　Ｇｏｒｇｅｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｃｈａｎｇ，Ｈｕｂｅｉ　４４３００２，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｇｅｚｈｏｕｂａ　Ｇｒｏｕｐ’ｓ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｏ．，Ｄｄ．，Ｙｉｃｈａｎｇ，麒　４３００２，Ｃｈ／ａ）ｎ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ａｎｄ　ｎａｌａｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｑｃ　Ｈｙｄｍｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｗｏｒｋｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｈｅｒｅ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ，　

ｄｅｓｉｇｎ，ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ｂｅｆｏｒｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｒｔａｉｎ．Ｉｔ　ｉｓ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　

ｅａｒｌｙ　ｗｏｒｋ　ｏｆ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ｃｏｕｌｄ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ　ｅｆｆｅｃｔ．　

ｈｅ　ｓｔＴａｇｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｒｉｉｃｅ　ｃｌｆｏｓｅｄ　ａｎｄ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｉｎ　ｈｏｌｅ　ｆｒｏｍ　ｔｏｐ　ｔｏ　ｂｏｔｔｏｍ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄａｍ　

ｏｆ　ＱＣ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｏｒｉｉｇｎａｌ　ｔｅｓｔ　ｄａｔａ　ａｎｄ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　ｍｓｌｕｔｓ，ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ａｒｅ　ｍａｄｅ　ｏｆｒ　ｈｔｅ　ｕｎｉｔ　

ｖｏｌｕｍｅ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｒａｔｅ　ｃｈａｎｇｅｓ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｌａ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｐｒｏｇｒａｍ　

ｈａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｔｈｅ　ａｎｔｉｃｉｐａｔｅｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｎｄ　ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｃｕｒｔａｉｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｅ　

ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｃｕｒｔａｉｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｏｒｆ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｔａｉｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｔｅｓｔ；ｅｆｆｅｃｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　

１工程概述及地质条件　

该水电站位于云南省昆明市普渡河下游，电站装机容量　

２×５７　ＭＷ。枢纽布置主要由建筑物碾压混凝土重力坝、发电　

２灌浆实验　

２．１试验目的　

为验证设计的灌浆方法及各种参数在该地质条件施工　

效果上的可靠性，进一步寻求合理的施工程序、良好的施工　

工艺、合宜的灌浆材料和最优的灌浆参数。同时为了解灌浆　

对断层、挤压破碎带等特殊地质条件的施工效果。特在大坝　

引水隧洞、调压井、压力管道、厂房及升压站等组成。碾压混　

凝土重力坝最大坝高８０．６　ｍ，坝顶长１４８．３２　ｍ。　

电站枢纽区出露岩层为震旦系（Ｚｂｄｎ）及第四系松散堆　

积，坝址区地层岩性Ｚｂｄｎｌ一３白云岩、灰质白云岩、坚硬岩；　

坝址位于普渡河大断层ｗ（下）盘。枢纽区共发现Ｆｂｌ、Ｆｂ２、　

帷幕开工前进行了帷幕灌浆试验，以保证设计灌浆在技术上　

的可行性和灌浆效果的可靠性及经济上的合理性＿ｌ　Ｊ。　

Ｆｂ３三条断层，其中Ｆｂｌ为一级结构面，规模较大，另二条为　

二级结构面，规模较小。且河床坝基存在ＪＰ１、ＪＰ２、ＪＰ３层间　

２．２灌浆实验位置　

帷幕灌浆试验区布置在坝内ＥＬ１１５６廊道，坝横０＋５．１、　

坝纵０＋７５．５５　坝纵０＋８９．０５段，试验区长１３．５　ｍ，共布置　

剪切破碎夹层。试验区主要以震旦纪浅灰、灰白色中～厚层　

白云岩为主，下部主要分布有Ｆｂｌ断层及ＪＰ３挤压破碎带、Ｊ１　

层间小断层，地质条件相当复杂。该试验区域选择与主帷幕　

的地质情况一致，并代表了未来主帷幕灌浆施工区域所具有　

的中等偏劣的地质条件。　

收稿日期：２０１０－０４—１６　修回日期：２０１０．０５．０６　

９个孔，分三个次序施工，其中Ｉ序孔３个、Ⅱ序孔２个、Ⅲ序　

孔４个，孔距全部按照设计孔距１．５　ｍ，在该段内设置抬动观　

测孔１个，检查孔２个。试验区盖重混凝土厚６．５　ｍ，总钻孔　

深分别为４１．５　５０．０　ｍ，共计完成工程量为钻孔４０９．６　ｍ，灌浆　

３５１．１　ｍ，压水９ｒ７段次，灌入水泥６６．６　ｔ，镶注孔口管５７．５　ｍ。　

作者简介：姚惠芹（１９７９一），女（汉族），湖北孝感人，讲师，水工结构工程博士，主要研究方向为大坝有限元计算及安全稳定性分析。　

第３期　姚惠芹，等：ＱＣ水电站大坝帷幕灌浆试验与分析　８３　

２．３施工工艺及灌浆过程　

ｍ０　

该工程灌浆采用的是孔口封闭、孔内循环、自上而下分　

灌浆设计最大压力为２　ＩＶｌＰａ，根据孔ＩＺ１封闭法灌浆要求，　

段循环灌浆法，其工艺流程为：钻孔一冲洗钻孔一压水试验　

采取４级升至设计压力，即０．８　ＭＰａ、１．２　ＩＶｌＰａ、１．６　ＭＰａ、２．０　

一

封闭孔口一灌浆一灌浆结束一钻第二灌浆段，如此循环，　

ＭＰａ。并在灌浆过程中全面观测第四段以前的灌浆过程中混　

直至灌完全孔，最后封孔＿４山ｊ。　

凝土的抬动变形情况。试验区灌浆材料采用４２．５普通硅酸　

钻孔采用ＸＹ一２ＰＣ型回转式地质钻机，开孔孔径，／９１　

盐水泥，经检验各项指标均达到规范和设计要求。开灌水灰　

ｌｒｌＩＴｌ，１　（先导孔）和２　孔钻孔孑Ｌ径　６　ｍｍ，其它灌浆孔钻孑Ｌ　

比为５：１，以后按照３：１，２：１，１：１，０．８：１，０．６：１的次序逐级或　

孔径帕Ｏ一。钻孔进行的程序为：抬动观测孔一Ｉ序孔一Ⅱ　

越级变浓，设计值取为３：１。灌浆结束条件为在各段的设计　

序孔一Ⅲ序孑Ｌ一检查孔，孔深除先导孔（１　）终孔段加深３．５　

压力下注入率小于１　Ｌ／ｒａｉｎ，并延续６０　ｍｉｎ，即可结束灌浆。　

ｍ以外，其余均按照永久帷幕底线进行控制。先导孔全孔段　

帷幕灌浆质量检查以检查孔压水试验为主，结合灌浆资料以　

钻孔均未取出岩芯，且大部分孔段在钻进过程均有不同程度　

及钻孔取芯等综合分析评定，帷幕灌浆质量检查标准为ｇ≤　

的涌水。灌浆孔在灌浆前必须进行孑Ｌ壁、孔底和裂隙冲洗，　

５　ｈ。　

冲洗分为钻孔冲洗和裂隙冲洗。冲洗方法采用压水冲洗，其　

２．４灌浆质量与效果分析　

压力小于该段灌浆压力的８０％，冲洗至回水澄清，延续１Ｏ　

按照要求，布设了两个检查孔（ＷＳ—Ｊ１、ＷＳ—Ｊ２），其中　

ｍｉｎ即可结束。　

ＷＳ—Ｊ１布置在２　与３　之间，ＷＳ—Ｊ２布置在５　与６　之间，　

灌浆采用的是孔口封闭、孔内循环、自上而下分段循环　

检查孑Ｌ开孔孔径　１　ｎ一，钻孔孔径们６　ｒｍ，检查孔采用自上　

灌浆法，但由于该试验区呈现出孔内回浆堵塞、抱管现象，为　

而下分段卡塞进行单点法压水。根据检查孔压水试验结果　

避免安全事故的发生，被迫上提射浆管，使被灌段为纯压式　

分析（见表１），压水共计１８段，其中透水率小于５　Ｌｕ的８段，　

灌注。为避免施工过程中盖重混凝土发生变形，在试验区域　

占总数的４４．４％，大于５　的有１Ｏ段，占５５．６％。除２　检　

内布置了一个抬动孔，通过灌浆过程中的观测，未发现有任何　查孔终孔段为７．７８　ｈ外，其余不合格段均为１０　Ｌｕ～３０　Ｌｕ　

变形。各灌浆孔的接触灌浆段伸长止基岩以下２　ｍ，第二段伸　之间，且主要集中在第四段～第七段（孔深１６．５　ｍ～３６．５　

长止基岩面以下５　ｍ，其下第三、四段直至孔底段长一律为５　

ｍ）。　

表１大坝帷幕灌浆工程试验区检查孔压水试验汇总表　

工程　

单元　孔口　

部位　

名称　

高程　孑Ｌ号　压銮　段顶／ｍ　段底／ｍ　段长／ｍ　透水率　备注　

６．５０　８．５０　

２．０ｏ　

３．２０　

８．５Ｏ　

ｌ１．５０　３．００　

４．１４　

ｌ１．５０　

１６．５０　５．００　２．３０　

１６．５０　２１．５０　５．０ｏ　

１９．３９　

ＷＳ一儿　９　

２１．５Ｏ　２６．５０　

５．ｏｏ　２７．９Ｏ　

２２　：　

２６．５Ｏ　３１．５Ｏ　

５．【ｘ】　

２２．８５　

３１．５Ｏ　

３６．５０　

５．０ｏ　１０．８５　

翥　

３６．５０　４１．５０　５．ｏ０　２．０５　

４１．５Ｏ　４６．３１　

４．８１　４．６ｌ　

坝

ＥＬｌ１５６

Ａ　

Ｔ　

程－　囊　

６．５０　８．５Ｏ　２．０ｏ　

３．ｏ５　

８．５０　ｌ１．５Ｏ　３．０ｏ　

３．７８　

１１．５０　１６．５Ｏ　

５．００　

２．１１　

１６．５Ｏ　２１．５Ｏ　

５．００　

２４．３５　

ＷＳ—Ｊ２　９　

２１．５Ｏ　

２６．５Ｏ　５．００　２０．３５　

１＂

坝横０＋５．１０，　

…“　

１　

坝纵０＋８３．０５　

２６．５Ｏ　

３１．５Ｏ　５．００　

２０．２４　

３１．５Ｏ　３６．５Ｏ　

５．００　１１．９７　

３６．５Ｏ　４１．５Ｏ　

５．００　

１１．２２　

４１．５０　

４６．３０　４．８（】　

７．７８　

１８　７９．６１　

通过试验区灌浆试验，可以得出以下结论：　业人员的安全得不到保障，需要进一步对工艺或材料优化后　

（１）根据灌浆过程中呈现的频繁孔内堵塞和抱管情况　

投入施工。　

分析，试验区采用的施工方法，质量不能达到设计要求且作　

（２）根据先导孔和检查孔全孔未取出任何岩芯（ＲＱＤ＝　

水利与建筑工程学报　第８卷　

Ｏ）和回浆返浓的实际情况分析，该试验区下部岩层极为破　

５０％在该地质条件下采用孔１：３封闭、孑Ｌ内循环、自上而下分　

碎，地质条件相当差，可以推测该试验区下部不仅存在断层、　

段灌浆的施工方法是可行的。　

挤压破碎带，还可能存在微小裂隙，且主要集中在孔深１６．５　

（２）针对该特殊地质条件宜采用两参数大循环进行施　

ｍ一３６．５　ｍ段。　

工，可有效的降低浆液回浓的速率和便于对浆液回浓情况采　

（３）坝体外侧水位和地下水位较高，仅坝体外侧水位高　

取措施。　

出廊道底板高程约１７　１ＴＩ，孔内大量的涌水造成施工难度过　

（３）对于有涌水的孔段采取屏浆、闭浆、待凝等方法是　

大，施工进度缓慢，是否影响灌浆施工质量需要进一步论证。　有效和必须的。　

（４）各灌浆孔终孔段灌前压水以及单位注灰量均大于　

设计标准，灌前压水透水率最小为１０．８３　Ｌｕ，大于设计５　Ｌｕ　

３结论　

的标准；终孔段单位注灰量最小４９．４３　Ｌｕ，大于设计５　Ｌｕ的　

（１）检查孔的灌浆效果检查结果表明，灌浆效果完全满　

标准。　

足设计要求，采用的参数可以直接指导后续施工，生产性试　

（５）试验区曾对两个孔的孔口管长度按照２．５　ＩＴＩ进行了　

验达到了目的。　

施工，灌浆过程中未发现混凝土抬动和漏浆情况发生，下一　

（２）孑Ｌ口封闭灌浆法适用于该水电站的帷幕灌浆，应在　

步帷幕灌浆孔口管按照２．５　ｎｌ进行施工是可行的。　

帷幕施工中优先使用，这样做可以加快施工进度，充分发挥　

２．５灌浆存在问题处理　

施工单位的优势，同时在下一段灌浆时上一段可得到复灌，　

针对灌浆实验分析结论，在原试验区右侧顺延５孔进行　

对提高工程质量有益，但材料消耗略有增加。　

了二次试验，在水泥浆液中掺加膨润土和减水剂的施工方　

（３）对于有涌水的孔段采取屏浆、闭浆、待凝等方法是　

法，采取双排帷幕，在第二次试验区上游帷幕线上增加２个　

有效和必须的　

试验孔，待试验结束后，进行检查，确定双排帷幕灌浆效　

总之，用上述工艺方法、设计原则进行灌浆试验，达到了　

果［７，　。　

灌浆试验的目的，为整个大坝灌浆提供了可靠的技术和工艺　

施工方法仍然为小孔径孔口封闭、孔内循环、自上而下、　

以及设计上的依据，各方面效益都很显著。　

分段钻灌的施工方法，并辅以屏浆闭浆的措施，基本施工过　

程工艺同前次试验。本次试验施工工艺同前次试验的区别　

参考文献：　

主要有以下几方面：（１）在后期的试验中将部分孔段的最大　

［１］ＤＬ／Ｔ　５１４８－－２００１．水工建筑物水泥灌浆施工技术规范［Ｓ］．北　

灌浆压力提升为３．０　ＭＰａ，（２）在水泥浆液中掺加膨润土和高　

京：中国水利水电出版社，２００１．　

效减水剂。施工前期采取小循环灌浆，后期改用两参数大循　

［２］黄小宁，杨锋．坝基防渗帷幕灌浆室内试验分析［Ｊ］．水利与建　

环的方法进行施工（即采用双流量计在进、回浆管分别测记　

筑工程学报，２００４，２（４）：３８－４０．　

流量，有利于时时监测回浆比重和稀释浆液，并在特殊情况　

［３］高大水，谭界雄，刘瑞一，等．皂市水利枢纽大坝基础现场灌浆　

试验研究［Ｊ］．人民长江，２００５，３６（２）：１６—１８．　

下，可全部换为新鲜浆液进行灌注），灌浆浆液中掺加５％～　

［４］陈平，　云峰，李浩强．大隆水利枢纽坝基帷幕灌浆施工与质　

９％的膨润土和０．６％～０．８％的减水剂。（３）采取屏浆，每段　

量控制［Ｊ］．水利水电技术，２００５，３６（１２）：５４．５６．　

灌浆结束后，继续对灌浆孔段施加压力，防止浆液短时间返　

［５］　陈国平，王军社．大连新船坞扩建工程Ｉ临时帷幕灌浆试验分析　

流溢出。（４）采用闭浆，为防止孔段内的浆液返流溢出，每段　

［Ｊ］．四川水利，２００６，２７（６）：２７—３０．　

灌浆段的屏浆结束后，立即关闭阀门，使灌入的浆液仍暂时　

［６］王永刚．江口水电厂左岸溢洪道帷幕灌浆试验及效果分析［Ｊ］．　

处于受压状态，并待凝４　ｈ～１２　ｈ后进行下一段次的施工。　

江西电力，２００６，３０（４）：２８．３０．　

经处理后，其效果有很大改善并得出如下结论：　

［７］马志坚．中卫市照壁山水库坝基处理灌浆试验［Ｊ］．水利与建筑　

（１）加入膨润土和减水剂后，能有效的降低了孔内凝管　

工程学报，２００９，７（２）：５８．６０．　

和堵塞的频率，当膨润土掺量达到５０％时，浆液回浓速度有　

［８］杨学祥，李焰．大岗山水电站高拱坝坝基固结灌浆试验［Ｊ］．水　

所减缓，且未有孔内堵塞情况发生。证实膨润土掺量提高至　

利与建筑工程学报，２０１０，８（１）：３５．３８．　

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信　息　

本－１＝Ｕ对基金项目、国家重点项目、攻关项目（请注明代号）、优秀博、硕士论文，优先发表，酌情减收版面　

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《水利与建筑工程学报》编辑部