岩溶地区高压帷幕灌浆技术的发展

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1、岩溶地区高压帷幕灌浆技术的发展李清平（中国水利水电第七工程局有限公司成都水电建设工程有限公司四川成都611130）摘要：由于岩溶发育分布的不均一性和随机性，岩溶地区的渗漏问题成为制约水电工程发展的一个难题。近年来兴起的高压帷幕灌浆技术是解决这一难题的有效途径。论文概述了我国岩溶地区防渗的重要性，总结了岩溶地区高压帷幕灌浆技术和施工方法的发展，其类似工程借鉴。关键词：岩溶地区；高压；帷幕灌浆；施工1概述我国出露的碳酸盐岩的面积约为9l万km2，占国土总面积的9.4％，西南地区(云南、贵州、广西)岩溶面积为32万krn2，占全国岩溶面积的35％，其中，云南

2、省的岩溶面积为11万km2。西南地区雨量丰沛，水利水电资源十分丰富，致力于喀斯特区域的水资源开发，对国民经济的发展尤为重要。众所周知，岩溶地区河谷一般断面狭窄，岩石硬度中等，边坡稳定，有质量较优的人工砂石骨科料源，具备较好的筑坝兴库条件，但却存在着至关重要的工程地质问题—岩溶渗漏问题。岩溶地区的渗漏类型一般既有集中的管道式渗漏，又有分散的裂隙渗漏，采用钻孔水泥灌浆充填岩溶地基中的缝隙及空腔从而形成连续完整的阻水帷幕，以达到降低作用于建筑物底部的渗透压力或减少渗漏量之目的，已被若干工程实践证明是行之有效的主要措施。2岩溶地区帷幕灌浆技术的发展岩溶地区建坝

3、已有150余年的历史，法国的阿朗坝建于1845年，为土坝，坝高13m，由于岩溶渗漏，1860年开始进行防渗灌浆工作，最后获得成功。在此之后，不少国家先后在岩溶地区兴建了规模不等的水库和大坝，尤其自第十次国际大坝会议(1970年于蒙特利尔)以后的30余年，随着岩溶工程地质的迅速发展及防渗处理技术的日益进步，在岩溶地区兴建水库和大坝的国家越来越多，规模也越来越大，在开发岩溶区水资源方面取得了显著成就。新中国成立以来，对岩溶地区水资源的开发也取得了辉煌的成就，兴建了一批高坝大库，如：新安江、乌江渡、鲁布革、岩滩、隔河岩、东风、万家寨、天生桥一级、江垭、水布垭

4、等，坝高均超过了100m，库容均在数亿至数百亿立方米以上，另外还有为数众多的中小型水库工程，为国民经济的发展作出了巨大的贡献。岩溶地区的水库，除极少数水文地质条件有利而未做防渗帷幕外(如新安江、岩滩等)，其余大多以帷幕灌浆作为水库防渗的主要措施，且防渗帷幕有线路逐渐加长，深度逐步加深的趋势。我国在20世纪70年代兴建的乌江渡水电站，率先在国内试验采用高压灌浆技术建造坝基防渗帷幕取得成功，为有效解决岩溶地区水库渗漏积累了成功经验。继乌江渡之后，在岩溶地区建成的东风、隔河岩、观音阉等一些大型水库工程及利用岩溶盲谷为库盆的五里冲无坝水库，均采用高压帷幕灌浆，

5、防渗效果良好，取得了岩溶地区基础防渗处理的丰富经验。国内外岩溶地区众多防渗帷幕的成功建成，在施工等方面积累了宝贵的经验；而另一方面，不同工程的岩溶发育规律和特征又千差万别，如何将成功经验与工程的具体情况相结合，是帷幕灌浆成功与否的关键。3岩溶地区帷幕灌浆的施工（1）水灰比.澳大利亚专家A·C·Houlsby认为：在保证地基可灌性条件下，尽可能采用较小的水灰比；采用较稀的水泥浆液进行帷幕灌浆，帷幕的耐久性差，故不主张使用水灰体积比为5(重量比为3.33)或更稀的浆液进行帷幕灌浆。我国的灌浆规范已从“83灌规”的开灌水灰比为8调整为5，水灰比的比级也从“8

6、3灌规”的9级调整为“94灌规”的7级，在“2001灌规”中又进一步简化为6级。总之，为减少纯灌时间并尽量多灌入较浓的浆液，国际国内均逐步倾向于使用稠浆进行灌注。如乌江渡开灌水灰比为2，而鲁布革开灌水灰比为l，均取得了较好的效果。(2)浆液的制备国外已研究采用的有高速搅拌、超细水泥、湿磨水泥三种制浆工艺。高速搅拌制浆已在欧州许多国家普遍采用；超细水泥浆液类似化学浆液，又具有水泥浆液的力学特性；湿磨水泥可避免超细水泥在运输和贮存过程中的麻烦，已代替超细水泥运用在微细裂隙和细砂层灌浆。湿磨水泥制浆，我国已在二滩等工程成功研究使用。在设备配置方面，为能保证连

7、续地进行灌注，搅拌机的拌合能力应与灌浆泵的排浆量相适应。且搅拌机的转速应与浆液的类型相适应，如拌制细水泥浆液和稳定浆液时，应选用转速大于1200r/min的高速搅拌机，拌制膏状浆液时，必须采用大功率搅拌机。(3)高压灌浆灌浆压力国外在60年代即已达到10MPa。在国内，乌江渡电站以前的工程，灌浆压力一直停留在1—3MPa，地方中小工程常规灌浆压力不超过1MPa，只有极少数的工程达到了3～4MPa。由于使用的灌浆压力较低，灌浆标准及帷幕的抗渗稳定性也就很难提高。近年来，国内外均已认识到提高灌浆压力能提高灌浆质量，很多工程尽量提高灌浆压力。但是，在提高压力

8、的过程中，出现了地层抬动、岩石劈裂，包括原有裂隙的扩张和在岩石中产生了新的人为裂隙。岩石劈裂不