勒子箐水库固结灌浆生产性灌浆试验

蔺以明

大理 禹光工程监理咨询有限公司 671000

摘要:勒子箐水库是一座以农村灌溉和解决当地人畜饮水为主的水库。挡水建筑物为粘土心墙风化料坝，坝址地层受构造影响严重，岩石的整体性较差，构造裂隙发育。同时坝基为强透水砂卵砾石层，坝基心墙部分采用粘土心墙防渗墙，左右岸坡和河床坝基采用固结灌浆。本文重点介绍固结生产性灌浆试验过程和试验结果，为类似工程提供参考。

关键词:勒子箐水库；固结灌浆；生产性试验

1、勒子箐水库工程概况

勒子箐水库位于云龙县关坪乡境内关坪河（为黑惠江右岸一级支流顺濞河上段）上游左岸支流高明河下游河段，属澜沧江流域。坝址以上积水面积F=33.1平方千米，主河长L=10.5km，主河道平均坡度J=34.44‰。水库距云龙县城诺邓镇27.0km，距关坪乡政府所在地5.0km，交通条件较为便利。

勒子箐水库总库容1251.3万m3，水库年供水量951.0万m3，设计供水人口9090人，大小牲畜34278头（只），覆盖两乡七村耕地2.38万亩，工程概算总投资32746万元，施工总工期43个月。

2、工程地质

库区底层为紫红色细砂岩、泥岩、泥质粉砂岩，库尾出露白垩系泥岩为主夹砂岩，地层岩性透水性小，具有区域性隔水作用。

库区左岸（南侧）有低邻谷瓦匠河，河床低于库区河床52m，相距较远（4.35km），邻谷间山体宽厚。库区右岸邻谷为涧棚河，河床高于水库河床30m，低于水库正常蓄水位，相距1.30km。库区两岸地下水补给河水，与邻坐间的地下水分水岭较高。不存在库区渗漏问题的地址评价。

坝址区两岸坡及河床大部分被第四系覆盖。受滑坡HP2的影响，第四系堆积物和沉积物的岩性及厚度变化大，河床内沉积“灰黑色淤泥质砂土”，并含有树皮、草根。

3、灌浆试验目的以及内容

3.1灌浆试验目的

1、验证水泥浆液配比能否满足要求；

2、进一步验证及确认灌浆技术参数能否满足设计要求；

3、验证灌浆设备、机具能否满足施工要求；

4、对人员、以及现场资源配置提供依据，为以后高强度施工提供参考。

3.2试验内容

1、钻灌生产性试验

1）钻孔试验：包括潜孔钻机及其钻具的选择，钻进参数的确定。

2）普通水泥灌浆试验：包括灌浆方法、灌浆机具选择、灌浆水灰比以及灌浆过程出现特殊情况时的处理方法等。

2、抬动观测

包括抬动观测装置的安装、灌浆过程中的抬动观测，观察各次序孔抬动变形情况，综合确定灌浆压力和注入率，验证所选定的灌浆压力对岩体以及混凝土是否产生破坏。

3、检查孔取芯及压水试验

包括布设检查孔进行钻孔取芯及压水试验，通过压水试验、对岩芯中细微裂隙的水泥结石充填情况对比，分析灌浆效果及防渗能力，进一步验证灌浆孔间距、灌浆压力等技术参数。

4、孔位布置

根据大理白族自治州水利电力勘测设计研究院下发的《勒子箐水库工程大坝防渗布置图》，本次固结灌浆试验分二个试验区，一试验区从桩号坝0+095.25～坝0+107.25，设计孔号9^＃～13^＃。二试验区从桩号坝0+165.75～坝0+177.75，设计孔号175^＃～179^＃。每个试区各5个孔，一试区、二试区孔距均为3m，每试区孔分Ⅲ序进行施工，每个试区布置一个检查孔。

5、主要施工参数

5.1灌浆压力以及水灰比选择

根据试验大纲以及设计要求，固结灌浆试验孔为孔距为3.0m，排距为2.0，孔深6.0m。本试验区共布置24个孔；第孔径为φ75mm；检查孔径为φ75mm，采用自动记录仪进行记录。灌浆水灰比按照规范要求为5:1、3:1、2:1、1:1、0.5:1五个比级,开灌水灰比为5:1。

6、灌浆施工

6.1灌浆

灌浆采用全孔一次纯压式灌浆法。各灌浆孔段不论透水率大小均按设计要求进行灌浆，灌浆时，射浆管距离孔底不大于50cm。

6.1.1灌浆压力

1、灌浆应尽快达到设计压力，如开始时由于吸浆量大（注入率大于30L/min）或抬动等原因，不能立即达到设计压力。现场施工中，根据实际情况采取逐级升压、低压慢灌等措施进行施工，长时间不能结束的，采取待凝、复灌处理。

2、灌浆时应特别注意控制灌浆压力和注入率，为防止上抬力过大而引起抬动破坏。

6.1.2灌浆次序

本试验区的灌浆试验按分序加密的原则进行施工，相邻两次序孔同时施工保证钻灌高程差不小于15m。

6.1.3浆液变换

灌浆浆液按由稀到浓逐级变换原则。当灌浆压力保持不变，在注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不改变水灰比；当某一比级浆液注入量达300L以上，或灌注时间达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，越级变浓。

6.1.4结束条件及封孔

1、在规定的压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注30min，灌浆即可结束。

2、灌浆封孔采用全孔灌浆封孔法进行，采用0.5:1纯水泥浆封孔，封孔压力采用灌浆压力，最后用浓浆置换孔内清浆，封孔饱满、密实。

6.2压水试验

试验灌浆孔压水：固结灌浆试验检查孔压水试验在灌浆结束7d后进行，采取自上而下分段卡塞进行压水试验，具体压水试验成果详见表。

一试验区、二试验区各布置一个检查孔，检查孔压水试验结果全部小于设计标准。其中一试验区检查孔透水率为3.55lLu、二试验区检查孔透水率为2.3lLu。

固结灌浆试验成果统计表

单元	孔序		孔数	钻孔长度(m)	灌浆长度(m)	水泥用量	单位注入量(kg/m)	平均透水率(Lu)	备注
一 试 区	Ⅰ		2	13.45	12.25	4516	368.7	84.1
	Ⅱ		1	6.6	6	1074	179	42.9
	Ⅲ		2	13.2	12	1784	148.7	17
	小计		5	33.25	30.25	7374	243.8	48
二 试 区	Ⅰ		2	13.9	12.9	3175	246.1	73.6
	Ⅱ		1	6.95	6.45	788	122.2	27.1
	Ⅲ		2	13.95	12.95	1269	97.99	12.6
	小计		5	34.8	32.3	5232	162	37.8
总计			10	68.05	65.55	12606	192.31	42.9

7、灌浆试验成果分析

一试验区固结灌浆复核试验各序孔平均单位水泥注入量为243.8kg/m，Ⅰ序孔平均单耗368.7Kg/m，Ⅱ序孔平均单耗179Kg/m，Ⅲ序孔平均单耗148.7Kg/m，Ⅱ序孔较Ⅰ序孔平均单耗减少51%，Ⅲ序孔较Ⅱ序孔平均单耗减少17%，各次序孔平均单耗递减比较明显。

一试验区固结灌浆试验各序孔灌前平均透水率为48Lu，Ⅰ序孔平均透水率84.1Lu，Ⅱ序孔平均透水率42.9Lu，Ⅲ序孔平均透水率17Lu，Ⅱ序孔较Ⅰ序孔平均透水率减少了49%，Ⅲ序孔较Ⅱ序孔减少了61%。

二试验区固结灌浆复核试验各序孔平均单位水泥注入量为162kg/m，Ⅰ序孔平均单耗246.1Kg/m，Ⅱ序孔平均单耗122.2Kg/m，Ⅲ序孔平均单耗97.99Kg/m，Ⅱ序孔较Ⅰ序孔平均单耗减少50%，Ⅲ序孔较Ⅱ序孔平均单耗减少20%，各次序孔平均单耗递减比较明显，地层可灌性整体较好。

二试验区固结灌浆试验各序孔灌前平均透水率为37.8Lu， Ⅰ序孔平均透水率73.6Lu，Ⅱ序孔平均透水率27.1Lu，Ⅲ序孔平均透水率12.6Lu，Ⅱ序孔较Ⅰ序孔平均透水率减少了63%，Ⅲ序孔较Ⅱ序孔减少了54%。

8、结论

1、检查孔压水试验结果表明，本次灌浆试验两个试验区灌后透水率均达到设计防渗标准（q≤5lu），说明灌浆试验中所采用的设计施工工艺及参数可行的，灌浆结果能满足设计要求。施工工艺及参数详见“《勒子箐水库工程大坝防渗布置图》说明及设计要求”。

2、对在灌浆过程中特殊情况的处理，采取的降压、浓浆灌注、限流、限量、间歇、复灌等处理措施，是妥当的，保证了灌浆质量和灌浆施工的顺利进行。

参考文献：

[1]《水利水电地基与基础工程技术》

[2]《水利水电工程固结灌浆施工规范》

[3]《水利水电工程施工手册混凝土工程》