什么厂家需要灌浆料

黄河三门峡坝基帷幕灌浆试验工作，是根据黄河规划委员会1955年8月颁发的“核定黄河三门峡水利枢纽初步设计阶段的补充工程地质工作，以及论证该水利枢纽技术设计，而进行的第一期工程地质工作的技术设计任务书”而进行的。

(一)工作目的与工作量

1.工作目的

根据任务书灌浆试验的目的如下：

(1)确定沿坝轴线各部位灌浆的深度；

(2)确定坝基钻孔灌浆的孔距、排距、孔径、钻孔的倾向和倾角，以及最优钻孔排列形式；

(3)求出在不同孔深、不同地质条件下，应采用的最大灌浆压力和灰浆浓度；

(4)探求有效冲洗孔壁和裂隙的冲洗液、压力和方法；

(5)寻求最快而又保证质量的施工方法；

(6)选择最适宜的灌注材料和数量；

(7)根据沿坝轴线在不同地带、不同地质条件下(如断层破碎带、地质构造带和裂隙密集带等)的处理方法；

(8)查定灌浆工程中的主要施工定额以及选择主要的机械设备。

2.工作量

灌浆试验工作自1956年4月开始至1958年8月结束，为期两年零5个月，其间共进行了4个灌浆试验地段的群孔灌浆试验，并在第二与第三试验地段分别开挖了2个竖井(1个直井和1个斜井)和钻了1个1m直径的钻孔，作为检查灌浆质量的竖井。详见灌浆试验地段布置，见图9，工作量，见表5。

图9 三门峡坝址灌浆试验地段位置图

表5 灌浆试验的全部工作量表

附注：a.当第二试验地段工作完成后，分别在斜孔组及直孔组开挖了2个检查性竖井(3号及4号竖井)深度各为16m。

b.当第三试验段工作完成后，在该地段钻了一个为检查灌浆试验质量的大口径(直径1m)钻孔，深度为23m。

c.表中第8行为只进行压水试验工序，而不需要灌浆的总长度。

d.表中第9行为井壁管以外，因原设计不需要，孔壁坍塌以及漏试等原因，既未压水也未灌浆孔段的总长度。

(二)各试验地段工作完成情况

1.第一试验地段，在狮子头13号钻孔旁，从地质角度看构造裂隙较少，代表性较差，从施工角度看有的钻孔(斜孔组)加密和检查方法不合适，灌浆时用的水灰比不合适(水灰比偏大)。

2.第二试验地段，是在总结了第一试验地段工作的基础上，由苏联专家О.Б.索柯洛娃指导，选定在人门岛上64号孔旁边，并跨在16号断层带上进行的，工作完成后经苏联专家B.И.萨维里耶夫指出，在孔排布置上缺乏用以决定幕厚的孔排(即垂直坝轴线方向的钻孔组)，同时有部分钻孔打得不直，超过了允许的偏斜，认为需要再作补充试验。

3.第三试验地段，选在鬼门岛上第15号及53号孔之间。该地段除工程地质方面代表性很大外，还包括了一条45号破碎带。在孔的布置方面，也作了重新修正，采用了双“T”字倒置式即“ ”形的布置方法。在钻孔倾斜度方面，根据孔深和孔距做了严格的限制，因而在工程质量上做得比较满意，从而提供了足够的设计资料。

4.第四试验地段，选在左岸坝轴线上的第1号断层带上，它的主要目的是给处理破碎带寻求合理的方法。经过试验后同样获得了满意的结果。

5.除上述四个试验地段的工作之外，还在第二试验地段完成后打了2个竖井(1个直井和1个斜井)，分别检查了斜孔组和直孔组的灌浆质量，深度各为16m。当第三试验地段工作完成后，也在该地段钻了一个深23m、直径为1m的大口径钻孔。这两项工程，在检查质量方面都起了很大的作用，同时可以看出利用大孔径钻孔检查质量的优点。

(三)施工措施

1.设备方面

(1)灌浆孔的钻进。采用匈牙利产300型钻机，足以满足此项任务的要求。

(2)灌浆机械。主要采用SKP90×150型往复式高压水泵，尚能满足此项要求，但压力仅能达到30㎏/cm2，尚感不足。今后如进行帷幕灌浆，应设法提高其压力，以保证更高的灌浆质量。

(3)灌浆塞。为了减少孔底水泥沉淀，采用了直径90mm的循环灌浆塞。这种灌浆塞对裂隙细小而多的闪长玢岩来说是甚为适宜的。

(4)测斜仪。针对钻孔深度大、孔距小的特点，在第二试验地段以后，自己制成了重锤感光测斜仪，对保证钻孔垂直和孔斜起到良好的效果，仪器精密度可测出倾角7分，亦即偏差为孔深的0.2%。

(5)输浆管。为便于弯曲和承载灌浆机输出压力不均匀的浆体，起到缓冲作用，采用了能耐高压的胶皮管。

2.施工方面

(1)在保证孔垂直的要求下，在第三试验地段采用了钢粒、铁砂混合钻进法，孔口铺设稳固的钢轨，以便于机器的搬动和固定，对钻具施行钻铤加压钻进，起到拉直钻杆，减少钻杆因转速快而引起离心力。用特制钻头和预埋钢筋处理钻孔偏斜及钻进中钻杆加设导向器等。这些措施都起到了良好的效果。

(2)灌浆时，每孔段最初使用的灰浆稠度稍稀一些，当岩层吸水量小于0.01L/min时，灰水比为1：12；大于0.01L/min时，灰水比为1：10；经过灌浆过程中，灰浆逐渐变浓，直到灰水比为1：0.6，每分钟吸浆量小于0.3L，延续30min后，即可结束，即以同一稠度浓浆结尾，这对灌浆质量起到很好效果。

(3)效果检查方面采用了1m直径的大口径钻孔(Ⅱ-19)，符合了多快好省的原则，为今后灌浆试验效果检查开辟了新的思路。

(4)第三试验地段取得应有资料后，及时整理分析，这样大大削减了不必要的工作量，因而对工作极为有利。

(5)在抬动量的观察方面，采用的水平仪观测地面累计抬动量，用测微计(千分表)观测每一灌浆过程变形的情况。

3.组织方面

(1)有专职的技术员掌握全部质量标准，地质技术员掌握压水试验和岩心素描，值班技术员负责本班内全面施工问题及绘制灌浆综合关系图，借以调整使用压力和灰浆浓度，使灌浆质量大大提高。

(2)钻孔和灌浆工作分专业组进行，并有6～7级的机长在现场领导施工，从而加强了组织领导，有利于保证灌浆质量。

(3)班内培养专人掌握测斜工作，保证了钻孔施工的进度和质量。

(4)以一台钻机的人力，开动2～3台钻机，充分利用水泥浆孔在待干时间，进行其他孔的钻进、压水、灌浆等工作。这样做提高了效率，也节省了时间。

(四)资料的整理和审核

1.提供的内容和方法

(1)绘制试验地段比例尺1/50的地质柱状预测图(由地质人员在未施工前绘好，并在图上示出孔位)。

(2)灌浆综合关系图。在现场施工中随时绘制，到室内加以整理补充。前者作为施工的指导，后者作为正式资料。

(3)灌浆孔的钻孔灌浆柱状图。在室内逐段绘制，掌握全孔灌浆情况。

(4)检查孔的钻孔岩心素描图。根据岩心和压水试验成果由地质人员随时绘制。

(5)孔组综合剖面图。表示本孔组钻孔压水和灌浆的情况。

(6)灌浆效果示意图。根据孔组综合剖面图的简单和复杂情况而定，前者可以直接绘入孔组综合剖面图内表示之，后者另行绘图。此图主要是阐明灰浆扩散效果质量，以便进行分析。

(7)竖井展示图。由地质人员和灌浆施工人员下井观察，根据灰浆扩散及充填胶结情况，素描而成比例尺1：20或1：50的展示图。

(8)单位吸水量和单位孔段内水泥的注入量关系曲线图。用逐段压水及灌浆资料制成的半对数曲线。

(9)绘出每一孔组的孔深与单位吸水量和单位孔段内水泥的注入量关系曲线图。

(10)绘出每一孔组的孔距与单位吸水量和单位孔段内水泥的注入量关系曲线图。

(11)钻孔位置测量图。用经纬仪测出在竖井内的钻孔轴心线位置，以阐明其钻孔实际弯曲程度。

(12)钻孔弯曲情况图。用测斜仪测出每段钻孔轴心线平面投影图，分析其钻孔弯曲程度是否超出规定。

上述12项图件，可根据具体情况增减，一般情况前10项是比较重要的。

2.提供的报告和内容

(1)临时性的中间报告。在第一及第二个试验地段工作完成后编写了中间报告。它总结了前一阶段工作的优缺点，检查了任务的完成情况，并对下一步的工作提出要求。

(2)总结报告。灌浆试验工作全部完成后编写的，是全面性的资料，作为提供设计部门，作帷幕灌浆设计及其地基灌浆工作的依据(Ⅱ-18)。

(3)其他报告及附件。如水泥检查、灰浆凝结时间和使用时间及灌浆中是否需要加促凝剂或掺合料等的试验报告或各种参考资料。

陈祺江

一、闪长玢岩的一般情况

闪长玢岩在三门峡坝址区内构成了区内河谷两岸之陡崖，在河床部分其露头南北伸延长约600～700m，包括坝址区内所有的岩岛。其厚度为90～130m(见下图)。

三门峡坝址地质剖面示意图

闪长玢岩是一种坚硬具有裂隙的岩石，颜色淡灰或灰绿色，呈斑状结构，石基为致密到细粒状，矿物成分为长柱状的中性长石，针状的角闪石，片状的黑云母以及少量石英。在闪长玢岩的顶底板之边缘部分具有清晰的流线结构，此外并含有角闪石片岩、云母片岩、花岗片麻岩、炭质页岩之捕掳体。

工作中按闪长玢岩的组织结构的不同又把闪长玢岩分为两种，一为斑晶显著的闪长玢岩，一为斑晶不显的闪长玢岩，前者具有明显的斑状结构，岩石坚硬耐风化，后者岩质致密，斑状结构极不明显，其耐风化性较前者稍差，此类岩石暴露地表部分，裂隙较密集的地段，常见有球状风化，受地表水冲刷后在地形上常呈凹地形态。

总之斑晶显著的或不显著的闪长玢岩，岩石均极坚硬，极限抗压强度极高为1000～1800kg/cm2，在透水性方面，单位吸水量一般为0～0.1L/min，故闪长玢岩是三门峡水利枢纽建筑物最良好之地基。

二、闪长玢岩的产状及年代

三门峡闪长玢岩为浅成中性火成岩体，侵入于石炭二叠纪和石炭纪地层间，呈岩床状，与煤系地层接近平行。闪长玢岩岩床走向为北东东，倾向上游(即倾向北西)倾角12°～14°。在坝址外围由于地质构造的关系使闪长玢岩岩床产状极不明显，其厚度也有变化，在坝址下游七里沟内闪长玢岩则成近似一凸镜体存在于石炭二叠纪地层中。

第三纪底砾岩内含有闪长玢岩的砾石，同时在岳家河附近，闪长玢岩顶板直接被第三纪红色岩系所覆盖而成角度不整合关系，显然其侵入时代是在石炭二叠纪以后，第三纪沉积以前，是中生代时期的侵入体。

三、闪长玢岩与围岩接触关系

闪长玢岩顶底板和上下煤系地层接触地带，一般接触面很为紧密。根据地面测绘和钻探资料，煤系地层与闪长玢岩顶底板接触部分煤系岩层有轻微的烘烤现象。闪长玢岩顶底板和上下煤系地层接触的岩性也有差距，大部分与含煤的炭质页岩接触，部分地段和砂岩、砂质页岩接触。在坝址上游侯家坡附近，地面观察见到闪长玢岩直接盖在下煤系沥青质灰岩之上，同时在钻孔内或露头上亦见到煤系地层内有闪长玢岩岩脉穿入，显然这些现象都证明闪长玢岩虽是一岩床状的侵入体，其顶底板乃为一起伏不平的面。

四、闪长玢岩的厚度

坝址区内闪长玢岩总的厚度为90～130m，因岩床倾向上游故闪长玢岩的顶板向下游逐渐升高，向上游则完全倾没于地下，因此顺河而下，闪长玢岩底板在距三岛下游约350m以下出露于河岸边坡，其下即被软弱的石炭纪下煤系所代替。同样，顺河而上距三岛的上游250m处，闪长玢岩之顶板倾没于地下，并被位于其上软弱的上煤系地层代替。闪长玢岩岩床的走向近乎垂直于河水的流向，受河水的切割。岩床状的闪长玢岩，顺河而下，由厚变薄，在鬼门、神门的上口处其厚度为110～130m；在鬼门、神门下口处为50～60m；在砥柱石处则仅为10m。

根据闪长玢岩的厚度变化来看，为了将水利枢纽主要结构物置于足够的坚硬的闪长玢岩之上，以保证建筑物的稳定性，显然建筑物以置放在鬼门、神门、人门三河的会合处为最佳。

五、闪长玢岩的风化情况

按闪长玢岩遭受到物理化学风化作用程度的不同，将闪长玢岩分为下列四个带：

1.全风化带的闪长玢岩；

2.强风化带的闪长玢岩；

3.弱风化带的闪长玢岩；

4.新鲜的闪长玢岩。

全风化带的闪长玢岩。岩石遭受了强烈的物理化学风化作用，岩石完全降低了其机械程度，岩石结构已破坏、疏松，即呈灰褐色之砂砾状颗粒，此带多分布于右岸为黄土类砂质粘土所覆盖的闪长玢岩侵蚀阶面上，厚度小于0.1m。

除了上述的情况外，在左岸闪长玢岩与上煤系地层接触处，闪长玢岩之顶部岩石风化常呈白黄色松散状高岭土化的碎块，其厚度约1～3m，在此带钻进时，常取不出岩心。

强风化带的闪长玢岩。此带分布于一级阶地及右岸二三级侵蚀阶面上，岩石遭受风化作用，使岩石表层常具有一组极为发育的水平风化裂隙，将岩石切割成1～4cm厚之薄片(见照片)，厚约1～5m。在陡岸部分，水平风化裂隙常平行于岩面，其厚度垂直于陡壁约0.5m，即至弱风化的岩石。至于河床部分此带的厚度变薄，厚约0～0.5m，部分地段并没有保留，这乃为受河水冲蚀所致。

强风化（为水平风化）裂隙地带，将岩石切割成1～4cm之薄片状

此带的岩石虽经强风化的作用，但这些岩石尚保存原来的结构及较高的机械强度，由于化学风化的影响，呈灰褐色。强风化带在钻探中，岩心获得率为30%～60%。

弱风化带的闪长玢岩。此带岩石的风化程度显然比上述为轻，岩质极为坚硬完整，仅具有构造裂隙，而没有风化裂隙的存在，地下水沿裂隙而活动，由于水化作用，使岩石裂隙两壁的边缘，常染有宽约1～5cm，个别宽达15cm呈黄褐色之风化色带，部分地段的上部裂隙，也有遭受风化营力作用而使裂隙加宽，使岩石透水性加强。该风化带的岩心获得率可达80%～90%。

弱风化带的厚度根据钻探资料，一级阶地弱风化带厚约10～20m，二级阶地弱风化带厚一般为20～30m，个别地段可达50～60m。

新鲜的闪长玢岩。没有上述的任何风化迹象，呈灰绿色，但具有裂隙，多呈闭合状，并为方解石所充填。在此带钻探时常取出长2～3m无裂隙完整的岩心柱体，岩心获得率常达90%以上，岩石的透水性很弱，是为一良好的隔水层。

全风化或强风化带的闪长玢岩，不论在岩石机械强度或透水性方面，均不能适用于水工建筑物的天然地基，因此位于地基上的此二带的岩石，均需全部清除。弱风化带的闪长玢岩，岩质坚硬，只要采用灌浆处理减少其岩石的透水性能即可满足水工建筑物天然地基之需要，而不需进行任何的清除工作。

六、闪长玢岩的一般物理力学性质

闪长玢岩是一种具有裂隙、极耐风化、坚硬的中性火成岩体。根据水文地质工程地质局试验室对闪长玢岩所进行的物理力学性质试验成果，现将闪长玢岩岩石的物理机械性质叙述如下：闪长玢岩比重为2.72，容重为2.5t/m3，吸水率小于1%，孔隙率平均为4.3%，岩石不透水，软化系数等于0.82，极限抗压强度是根据121个试样测定的，其中干燥岩样为31个，饱和岩样90个。干燥岩样的极限抗压强度平均为1313kg/cm2，最大值为1928kg/cm2，最小值为1108kg/cm2，其最大最小的比值为1.7，其中将近90%的试样的极限抗压强度为1100～1500kg/cm2。饱和岩样的抗压强度，其平均值为 1184kg/cm2，最大值为1800kg/cm2，最小值为783kg/cm2，其最大最小值等于2.3，其中有80%以上在饱和状态下，试样的极限抗压强度为1000～1200kg/cm2。容许压力根据采用的系数为饱和极限抗压强度的 0.17 计算，则其最大值为 306kg/cm2，最小值为 133kg/cm2，平均值为202kg/cm2。

七、闪长玢岩的透水特性

闪长玢岩将作为三门峡水电站坝址和厂房主要建筑物的地基，其透水性主要是根据88个单孔压水试验及2个单孔抽水试验的成果进行研究的。而确定岩石的渗透等级是根据苏联电站部水电站设计院的规程所提出的渗透系数等级予以划分。为了说明闪长玢岩的透水性，现将试验资料综合整理列于下表：

闪长玢岩的渗透性

根据上表的资料看来，从基岩面至深5m的地段内，为裂隙较发育的范围，并具风化的地带。根据大部分的试验资料主要为微透水。在21个试段中，单位吸水量0.01～1.0L/min者为11段；而单位吸水量为10～25L/min的良好透水的岩石只占少数，21个试验中占2段。

在深5～20m内，岩石主要为微透水。在94个试段中，单位吸水量0.01～1L/min者为45段，或实际不透水，占94个试段内的39段；而单位吸水量1～10L/min的中等透水只占94个试段内的10段。

深20m以下的闪长玢岩，根据大部分资料，291个试段中有209个试段单位吸水量为0.0～0.01L/min，说明主要为实际不透水层。其中单位吸水量为0.01～0.05L/min的极微渗水的仅占少量，在291个试段内只有38段。单位吸水量为0.05～1L/min的微透水层仅占291个试段中的38段。至于单位吸水量为1～10L/min的中等透水层，则更少，在291个试段仅有6段。

又根据二个单孔抽水试验资料，证实闪长玢岩的含水性及其透水性都很微弱，其单位涌水量0.0001～0.0015L/s，渗透系数为0.00002至0.0014m/d。说明闪长玢岩乃是一个很好的隔水层。

为了说明闪长玢岩底板与石炭纪下煤系地层接触带的透水性，根据对27个钻孔的统计可知，在接触带基岩的透水性不大，根据大部分的资料(27个试段中有20段)说明，为不透水层，其单位吸水量小于0.01L/min。而单位吸水量为0.05～0.1L/min，稍微渗水的也是很少见到。这说明是一实际隔水层。

根据野外渗透试验资料，透水性愈往下愈小，而单位吸水量小于0.01L/min的岩石界限或实际不透水岩层，距闪长玢岩基岩面的一般深度为：右岸一般为5～10m，个别地段达20m，河床部分一般为20～30m，个别地段有达50m；在左岸部分一般为10～35m，个别地段达70m。

(原载于《水文地质工程地质》1957年第12期)

(一)工程应用概况

小浪底水利枢纽工程位于河南洛阳以北40km的黄河干流上,上距三门峡水库130km,下距郑州花园口115km,是黄河干流上自三门峡以下唯一能够取得较大库容的控制性工程,以防洪减淤为主,兼顾供水、灌溉、发电功能。水库大坝为壤土斜心墙堆石坝,最大坝高154m,坝顶长1667m,水库总库容126.5亿m3,2001年底竣工,属国家“八五”重点项目。自2004年2月下旬以来,在相近库水位下工程坝基渗漏量明显增大。为控制坝基渗漏总量,曾对小浪底水利枢纽左坝肩实施防渗补强帷幕灌浆。灌浆后用数字式全景钻孔摄像系统对3号灌浆洞内的3个质量检查钻孔进行钻孔摄像测试,观察研究钻孔内裂隙的充填情况,并对灌浆效果进行评估。

图9-39 摄像预测局部剖面图

图9-40 传统方式预测局部剖面图

图9-41 钻孔摄像提供的地质剖面图

图9-42 传统地质预测提供的地质剖面图

3号灌浆洞帷幕补强灌浆段的地层为下三叠统刘家沟组,岩性主要以紫红色厚层、巨厚层状细砂岩为主,夹薄层泥质粉砂岩、粉砂质页岩、薄层泥岩透镜体和黏土岩。穿越F238断层和F236断层及其影响带,但测试的钻孔不在断层影响带内。

3号灌浆洞帷幕灌浆工程投入钻机25台及灌浆泵11台,共完成帷幕钻孔进尺26506.3m,帷幕灌浆进尺26390.6m,增加的明流洞环形帷幕补强上仰钻孔120.8m,上仰孔灌浆116.8m。

(二)钻孔摄像的观测结果

数字式全景钻孔摄像系统的水平分辨率和垂直分辨率为0.3mm和0.16mm,可用于孔内节理裂隙等细观构造的观察和量测。在3号灌浆洞J3D-02-3,J3D-09-1和J3D-10-2等检查孔中进行整孔测试。测试结果表明,3个钻孔的孔壁均较为完整共统计了304条裂隙,近水平裂隙占总数的48.36%(图9-43),裂隙的宽度都在2～24mm之间,小于10mm的裂隙占总数的66.12%(图9-44)。

图9-43 裂隙产状分布图

图9-44 裂隙宽度分布图

天然岩体内存在着大量的裂隙和孔隙。岩体中的孔隙尺寸一般较小但数量较多,由于浆液比较黏稠,几乎不能渗入孔隙中而裂隙数量少但渗透性好,浆液主要在岩体裂隙中流动。作为灌浆直接对象的岩体裂隙的宽度、方向、连通性、填充物等性质对灌浆效果有较大影响。一般来说,裂隙张开度要大于水泥最大颗粒尺寸3倍,水泥浆方能渗入裂隙。室内模拟灌浆试验表明,当裂隙宽度小于0.15mm时,普通水泥浆难以渗入。

灌浆时,灌浆孔内的浆液在压力作用下向井周渗透,主要沿岩体内裂隙网络连通性较好、延伸较远的裂隙流动,形成渗流路径与主渗流路径相连通的张开裂隙或延伸较短的裂隙,被浆液充填凝固后形成水泥结石与渗流路径没有连通的裂隙则被忽略,或在灌浆压力下被劈裂而部分充填,造成不同的充填效果。

在J3D-02-3,J3D-09-1和J3D-10-2等钻孔中,数字钻孔摄像观测孔内全充填、半充填砂浆和砂浆流出的裂隙条数、产状、宽度等详细情况见表9-7。J3D-02-3孔在72.8m处堵孔,72.8m以上有1.8m的破碎带。J3D-09-1孔中孔壁完整,3D-10-2孔中有3段孔壁沿裂隙破碎,并为水平裂隙所截。全充填和半充填主要发生宽度较小(＜10mm)的裂隙上,在宽度相对较大的裂隙以砂浆流出方式为主。

3个检查孔的测试结果如下:

1)裂隙砂浆充填有全充填、半充填和砂浆流出等3种形式。全充填主要发生在宽度较小(4～7mm)的裂隙上,半充填的裂隙的宽度较大(4～10mm),砂浆流出的情形有两种:一是从岩性层面或裂隙中流出,此时流出的砂浆量少,痕迹细而短,仅在层面的个别部位能见到另一种则是在宽度相对较大的裂隙中,能见到砂浆流出量较大,呈“帘状”从裂隙流出后在孔壁上留下痕迹。

表9-7 3个灌浆检测孔内充填砂浆和砂浆流出的裂隙产状和宽度分布

图9-45为J3D-02-3孔的孔壁图像,砂浆从61.34m的近水平裂隙中流出,裂隙下方360°的孔壁都可见流出痕迹,为裂隙全充填情况。由于钻孔是灌浆完成后才布置,砂浆流出现象说明灌浆时有砂浆从此裂隙处流过,灌浆完成后尚未凝固的浆液在钻孔过程中从裂隙内回流到钻孔中并在其下的孔壁上留下痕迹。说明此裂隙为灌浆时砂浆的一条渗流通道。

图9-45 J3D-02-3孔中全充填砂浆和砂浆流出裂隙孔壁图像

(a)孔壁平面展开图(b)三维虚拟岩心图

图9-46为J3D-09-1孔的孔壁图像,图中裂隙为半充填类型,裂隙上方、中部和下部的白色块状体为砂浆结石。13.52m和12.96m处的近水平裂隙中白色的亮块为砂浆结石。其他裂隙中也有类似情形。

图9-46 J3D-09-1孔中半充填砂浆裂隙的孔壁图像

(a)孔壁平面展开图(b)三维虚拟岩心图

2)砂浆主要充填连通裂隙。在相邻孔中相同深度产状近似的裂隙是否被充填取决于灌浆孔的连通状况。

同高程的J3D-09-1和J3D-10-2两孔(相差25.3m)中产状相近,充填砂浆的裂隙共有12对。其中,两孔内有7处程度不一的砂浆充填或流出有5条裂隙不全见砂浆,而以J3D-09-1孔见砂浆的居多。岩层以近水平产出,比较砂浆情况,这些同一深度上充填砂浆的裂隙可能就是砂浆的主要渗流通道。

图9-47(a)、(b)为J3D-09-1孔和J3D-10-2孔在同一深度的孔壁图像,二者裂隙倾向倾角相近,图9-47(a)中的裂隙宽度变化范围略大,纵向长度较长,并且为全充填而图9-47(b)中裂隙纵向长度短,且宽度也小,不见砂浆充填。

图9-47 J3D-09-1孔全充填裂隙和同一深度下J3D-10-2孔相似裂隙未充填的孔壁图像

(a)J3D-09-1孔(b)J3D-10-2孔

3)破碎带充填与否主要与破碎带的规模、性质和与灌浆孔隙连通性有关。规模小的破碎带仅在较小的区域内存在,若在浆液影响带之外,与渗流路径缺乏联系,则难以被浆液全充填甚至不充填若在浆液影响带之内,充填情况视连通度、灌浆液稠度、灌浆压力等而定。

J3D-09-1孔的孔壁完整,而J3D-10-2孔有3处孔壁较为破碎。图9-48给出的36.2～38.4m和40.2～42.4m两处孔壁图像表明:①图中的SE向裂隙半充填砂浆,上部为水平裂隙所截,37.2m和38.0m处可见砂浆流出②自36.4m到37.1m为破碎带,孔壁平面裂隙轮廓清晰,其宽度逐渐变大,钻进时有掉块进入,至37.9m处水平裂隙止未见砂浆③图中SW向裂隙在40.9m和41.2m处为砂浆充填,41.6m处水平裂隙中有微量砂浆流出④在破碎带中,40.7m处的裂隙半充填砂浆,41.0m处的裂隙全充填砂浆。在41.3m和41.5m孔壁处可见堆积的石块。个别位置上黏附的灰绿色物质估计为水泥。J3D-10-2孔比J3D-09-1的孔壁更破碎。J3D-09-1有裂隙充填砂浆或流出,而J3D-10-2孔的破碎带往钻孔径向延伸并不远,这部分岩体可能属于夹层,钻探中沿岩层薄弱处发生掉块。

图9-48 J3D-09-1孔和J3D-10-2孔的孔壁图像

(a)、(c)为J3D-09-1孔中两段充填砂浆裂隙的孔壁图像(b)、(d)为相同深度下J3D-10-2孔破碎带内不同充填效果的图像

(三)钻孔摄像的结果分析

通过分析3个钻孔的数字全景钻孔摄像测试结果,可得出如下结论:

1)灌浆孔内的浆液在一定压力下主要沿裂隙网络中连通性较好、延伸较远的裂隙向孔外岩体渗透与主渗流路径相连通的裂隙或延伸较短的裂隙被浆液直接充填凝固后形成水泥结石与渗流路径未连通的裂隙则被忽略,或在灌浆压力下劈裂而部分充填,造成全充填、半充填和砂浆流出等几种充填效果。全充填和半充填主要发生在宽度较小(4～10mm)的裂隙上。

2)破碎带充填与否主要与破碎带的规模、性质和与灌浆路径连通性有关。规模小的破碎带仅在较小的区域内存在,若在浆液影响带之外,与连通性较好的裂隙缺乏联系,则难以被浆液全充填甚至不充填。

3)观察到砂浆充填和流出的裂隙占裂隙总数的40.1%,其中84.4%为宽度小于10mm的裂隙。该类裂隙占裂隙总数的33.9%。一般而言,宽度小的裂隙延伸也不远,被砂浆充填的前提条件是必须与灌浆渗流路径连通。因此用充填裂隙占裂隙总数的百分比来评价灌浆效果的好坏时,还需要做更多的工作来确定一个统一的标准。此次3个钻孔的钻孔摄像图像表明,灌浆效果是明显的,灌浆后左岸山体部分坝基渗水量最大减幅为20.84%。

4)与声波测试通过灌浆前后岩体的波速变化反映灌浆效果不同,数字钻孔摄像直接观察灌浆检查孔的孔壁,给出充填砂浆裂隙的孔壁图像,统计未充填、充填砂浆裂隙的数量、充填程度以及砂浆流出情况,再综合多个相邻孔的砂浆充填情况来达到评价灌浆效果的目的。此次钻孔摄像给出的充填砂浆裂隙的孔壁图像在图像的清晰度和精度方面都达到了灌浆效果评价的要求,说明该技术用于观察砂浆充填效果是可行的。

渗水是水工建筑物运行中难于避免但也不能忽视的现象。如果渗水情况在设计允许范围内，不致影响效益和安全时，属于正常渗水，可不做处理。如果渗水压力、流速或渗漏量过大，超出设计允许值，威胁工程安全时，就必须及时处理。因此，当发现渗漏现象时，首先要周密检查，加强观测分析，判断渗漏是否异常，决定是否需要处理。渗水处理的原则是"上堵下排"。即首先在上游找渗水来源，设法堵截，不使水进入建筑物在下游采取排渗措施，使渗水不把土粒带出，以致产生坝坡塌坑和滑坡等。

大型工程，应该报告当地政府即向水利局反映，及时的抢修解决。

小型工程，一般就是灌浆堵塞。是比较通用的办法。

灌浆、灌浆可分化学灌浆和水泥灌浆。

处理的原则是彻底的解决问题，既要处理好漏水，又要增强坝体整体强度。

常用方法有以下几种：

①重筑粘土铺盖：此法适用于坝体防渗效果好，但不透水层较深的单层地基，其前提是坝区附近有粘土，需放空水库或做围堰施工。否则只能改用上游水中抛土或灌注浑水的方法，但效果较差。

②增筑粘土截水墙或连锁混凝土井柱：此法适用于坝体质量尚好，不透水层埋藏较浅而基础又未挖到不透水层的情况，条件是需放空水库施工。当透水层为砂、砂壤土或其他软弱层时，也可采用砂浆板桩。

③筑混凝土防渗墙：此法适用于透水层较深的情况。

④作灌浆帷幕：此法适用于砂砾石或细砂基础，而且不能放空水库施工的情况。根据基础材料的可灌性，可分别选用粘土灌浆、水泥灌浆、粘土水泥灌浆或化学灌浆。

⑤建造减压井或压渗台、排渗沟：此法适用于基础有承压水，坝后逸出坡降大于允许值或有沼泽化现象的情况。

钢筋混凝土大坝会因渗漏造成钢筋的锈蚀和裂纹的加大，形成垮塌事故隐患。土石方结构的大坝，长期渗漏会引起大坝的垮塌。堵漏施工，防治溃坝的发生。