第２４卷第６期 ２０１Ｏ年ｌ２月 土 工 基 础 Ｓｏｉｌ Ｅｎｇ．ａｎｄ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｖ＿ｏ１．２４ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２０１Ｏ 三峡工程二期上游围堰的帷幕灌浆 李芳玲，秦双乐，牟方敏 （长江委三峡勘测研究院，湖北宜昌４４３０００） 摘要：三峡工程二期上游围堰防渗墙下帷幕灌浆是围堰基础防渗处理的主要形式。在防渗墙与基岩接触带以及 基岩内的不同风化带岩体内，均进行了帷幕灌浆。根据帷幕灌浆的大量资料，综合分析研究接触带以及堰基基岩 不同风化带内的帷幕灌浆的特征、透水性与岩体的可灌性关系、外冒漏浆控制因素以及帷幕形成后防渗的可靠性。 关键词：三峡工程，二期围堰，接触带，风化带，帷幕灌浆 中图分类号：ＴＶ５５１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—３１５２（２０１０）０６—００２３—０４ １ 概述 三峡工程二期上游围堰是三峡工程的Ⅱ级临时 建筑物，与下游围堰及混凝土纵向围堰共同担负二 期基坑内的施工安全，围堰轴线长１３９０．５１２ Ｈ１。上 ２帷幕灌浆的特点 ２．１ 墙体与基岩接触段帷幕灌浆 接触段受施工爆破、墙底沉淀、墙体质量、混凝 土龄期等施工中复杂因素的影响，其透水性一般较 强。帷幕灌浆前，接触段小于１Ｏ Ｌｕ的占２６ ，１Ｏ Ｌｕ～５Ｏ Ｌｕ的占５２ ，大于５０ Ｌｕ的占２２ 。 游围堰为塑性混凝土防渗墙土石围堰，防渗主体为 塑性混凝土防渗墙。堰基基岩为闪云斜长花岗岩， 其弱风化及微风化岩体岩质坚硬，且透水性不均一， 不能满足设计小于ｌ０ Ｌｕ的防渗要求，而防渗墙在 弱、微风化带岩体中造孑Ｌ成墙较困难，因而采用了防 接触段帷幕灌浆可灌性好，耗浆量较大。接触 段钻灌长度仅占混凝土防渗墙下帷幕灌浆的９．９ ， 而灌浆耗灰量却占４３ 。 经工序孔灌浆后，各施工部位接触段透水率小 于１０ Ｌｕ的占４１ ，１０ Ｌｕ～５０ Ｌｕ占４９ ，大于５Ｏ Ｌｕ的占ｌ０ ，透水率大的段次明显减少。说明经 Ｉ序孔帷幕灌浆后，对大于５０ Ｌｕ的较强透水部位 有明显堵漏效果。浆液主要流向大于５Ｏ Ｌｕ的部 位，因而对透水性稍差的部位，灌浆作用较差。 接触段工序孔灌浆单耗（单位耗灰量）大于１００ ｋｇ／ｍ的占３６ ，Ⅱ序孔占１６％，有明显减少。工序 渗墙嵌入弱风化岩体１ １ＴＩ并对墙下弱、微风化带岩 体进行帷幕灌浆防渗处理的方案。为保证防渗墙与 基岩接触部位的防渗效果，对接触段亦进行了帷幕 灌浆。围堰挡水水头较低的部位，为了施工方便，在 强风化带岩体中也进行了帷幕灌浆处理。 上游围堰帷幕灌浆分苏家坳沟、左接头、左预进 占、左漫滩、河床深槽、右漫滩、右预进占及右接头八 个施工段进行施工，处理方法为单排防渗帷幕。施 工时分Ｉ、Ⅱ两个序次进行，其中Ｉ序孔孔距为３ ｍ，１Ｉ序ＴＬＴＬ距加密至１．５ ｍ。灌浆时采用孔口封 堵、自上而下进行灌注的方法。灌浆深度以满足透 孔平均单耗为５８２．５ ｋｇ／ｍ，ＩＩ序孔平均单耗为２４４ ｋｇ／ｍ，孔序单耗递减率为０．４２，在０．２５～０．７５之 间，帷幕搭接良好。Ⅱ序孔灌浆后，检查孔的压水试 水率小于１Ｏ Ｉ ｕ为原则。帷幕灌浆压力，接触段为 ０．５ ＭＰａ～Ｉ ＭＰａ；强风化岩体内为０．３ ＭＰａ ０．６ 验结果均小于５ Ｌｕ，说明孔距加密后，对透水率较 小的部位有明显的堵漏作用。灌浆后防渗效果较 好。 ＭＰａ；弱风化岩体内为０．５ ＭＰａ １ ＭＰａ；微风化岩 体内为１ ＭＰａ～１．５ ＭＰａ。 ２．２基岩不同风化带内帷幕灌浆 上游围堰累计进行帷幕灌浆处理２８９０段，其中 （１）强风化带内帷幕灌浆 勘探资料表明，强风化带渗透系数一般为１．１６ ×１ ０一。ｃｍ／Ｓ～６．９ ４×１ ０ ｃｍ／８，最大为１．３ ５× 防渗墙与基岩接触段占２３ ，强风化岩体占５ ，弱 风化及微风化岩体分别占５９ 、１３ 。 收稿日期：２０１０一Ｏ１—１６ ２４ 土 工 基 础 ２０１０ １０＿。ｃｍ／ｓ，为严重透水岩体。岩体结构疏松，帷幕 灌浆时不宜采取较大的灌浆压力，同时强风化岩体 自身封闭性差，浆液多进入透水性较强的部位，难以 进入透水性较弱的部位，造成灌浆耗浆量大但效果 差。 于１００ ｋｇ／ｍ的灌段由工序孑Ｌ占３３ 降至Ⅱ序孔占 １３％；单耗小于２０ ｋｇ／ｍ的灌段由占５１％增加至 ７１ 。Ｉ、Ⅱ序孔平均单耗分别为１１７．５ ｋｇ／ｍ、 ５２．４ ｋｇ／ｍ，孔序单耗递减率为０．４５，在０．２５～ ０．７５，帷幕搭接较好。 二期上游围堰强风化带内帷幕灌浆主要在苏家 坳沟及左岸接头段进行，共计钻灌１３６段次，灌浆压 力为０．３ ＭＰａ￣Ｏ．６ ＭＰａ。帷幕灌浆前，小于１０ Ｌｕ 的孔段占２５ ，１Ｏ Ｌｕ～５Ｏ Ｌｕ的占３Ｏ％，大于５Ｏ Ｌｕ的占４５ 。 弱风化岩体多数地段透水性较差，灌浆耗浆量 较少，可灌性较差。灌浆主要封堵了透水率大于１Ｏ Ｌｕ的地段，灌浆后帷幕搭接较好，防渗效果较好。 （３）微风化岩体内帷幕灌浆 微风化岩体内岩石风化微弱，裂隙断层封闭性 经Ｉ序孔灌浆后，岩石透水率小于１０ Ｌｕ的占 ３４ ，１Ｏ Ｌｕ～５Ｏ Ｌｕ的占３８ ，大于５ｏ Ｌｕ的占 较好，一般为微～极微透水岩体、中等透水岩体，少 部分为较严重透水岩体。采用１．５ ＭＰａ的灌浆压 ２８％，大于５Ｏ Ｌｕ的孔段明显减少。Ｉ、Ⅱ序孔中单 耗小于１００ ｋｇ／ｍ的灌段所占比例变化较小，大于 力对微风化岩体中大于５ Ｌｕ的灌段进行灌浆，有明 显封闭作用，灌浆效果好。 微风化岩体经Ｉ序孔灌浆后，大于５ Ｌｕ的由占 ２２％降至占５％，小于５ Ｌｕ的明显增加。Ｉ、Ⅱ序 １００ ｋｇ／ｍ的灌段由占５９％减至占３９ 。Ｉ、Ⅱ序 孔平均单耗分别为３７８．７ ｋｇ／ｍ、２９１．４ ｋｇ／ｍ，孔序 单耗递减率为０．７７，在０．７５～１之间，Ⅱ序孔注入 量仍较大，递减不明显，帷幕搭接较差。 强风化带岩体可灌性好，灌浆耗浆量大，主要封 堵透水率大于５Ｏ Ｌｕ的孔段，按１．５ ｍ孔距灌后，帷 幕搭接较差，防渗效果较差。 （２）弱风化带内帷幕灌浆 弱风化带岩体岩石坚硬，仅沿断层、裂隙风化有 半疏松至半坚硬岩石，岩体透水性主要受断层裂隙 孔单耗大于５０ ｋｇ／ｍ的由占１６ 降至占１％，其平 均单耗分别为２９．８ ｋｇ／ｍ、１０．６ ｋｇ／ｍ，孔序单耗递 减率为０．３５，在０．２５～ｏ．７５之间，帷幕搭接较好。 微风化岩体绝大多数地段透水性较差，帷幕灌 浆耗浆量很少，岩体可灌性差。灌浆主要封堵了透 水率大于５ Ｌｕ的地段，灌浆后帷幕搭接较好，防渗 效果较好。 ２．３透水率与岩体的可灌性 控制，一般为较严重透水～微透水岩体。二期上游 围堰各工程部位弱风化岩体中帷幕灌浆压力一般为 １ ＭＰａ １．５ ＭＰａ。经工序孔灌浆后，Ⅱ序孔灌前 压水试验透水率明显变小，小于５ Ｌｕ的由占５１ 增加至占７３％，大于１０ Ｌｕ的灌段由占２９％降至占 闪云斜长花岗岩的弱、微风化带可灌性一般较 差，灌浆时岩体的单耗与透水率明显呈正比。从二 期围堰基岩内的帷幕灌浆情况来看，随着透水率由 小于１ Ｌｕ增加至大于１００ Ｌｕ，单耗由小于２０ ｋｇ／ｍ 占９５％增加到大于５００ ｋｇ／ｍ占８４ ，平均单耗由 ４．１ ｋｇ／ｍ增加到１２９４．２ ｋｇ／ｍ（表１） １２％。工序孔灌浆后，Ⅱ序孔单耗明显减少，单耗大 表１二期上游围堰不同透水率单位注入量特征表 ＜ｌ ３８２ ３６３ ９５ １５ ４ ２ ０．５ ２ ０．５ ４ １～５ ５～ｌＯ １０～２Ｏ ２０～５０ ５Ｏ～１Ｏ０ ＞１００ ８１６ ２８０ １４７ ５７ ３０ ３１ ６６７ ８２ １７ ６ １ １ ８２ ２９ １２ １１ ３ ３ １３３ ｌ１０ ３Ｏ ４ ２ １ １６ ４０ ２０ ７ ６ ３ １０ ６５ ５９ ７ ３ １ ２３ ４０ １２ １０ ６ ２３ ３８ ２４ ５ ３ １ ８ ２６ ４２ １７ １０ ３ ６ ８ ６ ２ １１ ２７ ｌ９ １０ １１ ２０ １７ ３７ ６５ １３ ５４ １１４ ４６２ ７１２ １２９４ 图１为弱、微风化带岩体中不同范围的透水率 与平均单耗的关系图，透水率与单耗的对数值呈明 显的正比关系。 第６期 李芳玲等：三峡工程二期上游围堰的帷幕灌浆 ２５ ２．４外冒漏浆控制因素分析 ｇ （１）基岩内外冒漏浆 苏家坳沟及左接头段帷幕灌浆时外漏、冒浆主 要是由强风化岩体本身透水性强引起的。左预进占 及以右的墙下基岩内帷幕灌浆中，在原枯水河床岸 边部位有外漏、冒浆灌段，可能与基岩内发育的岸剪 透水率（Ｌｕ） 图１岩体透水率与平均单耗关系图 裂隙有关。其它零星分布的外漏、冒浆的灌段均与 基岩内的裂隙、断层、岩脉以及施工爆破有关，详细 情况见表２。 表２基岩内外漏、冒浆控制因素分析表 右 ｏ＋６２４．３４ ｏ．９１ １ ３７．２ ５９９ 水活动迹象的裂隙性断层 ｏ＋６３７．８４ １．８ １ ３３．８ ２３６７．４ 水活动迹象裂隙发育区 漫 ｏ＋６８２．８４～ １．５～５ ｌｏ ２４．３～４１ ３ｌ８．１～１５２０．３ 微张风化裂隙少量受裂隙性断 ｏ＋７４５．８４ 层控制 ｏ＋８３２．８４ ５．６ １ ２８．３ ６５１．６ 微张风化裂隙 滩 ０＋８５３．８４～ 裂隙发育，弱风化岩石内相对风 １．１～５ ４ ２５．２～３３．８ ３１５．５～１０３０．１ ｏ＋８６４．３４ 化较强地段 （２）接触段外冒漏浆 １ｏｏ 左、右漫滩工序孔统计表明，接触段外冒、漏浆 ８Ｏ 与防渗墙｛昆凝土龄期关系密切。左、右漫滩工序孔 接触段单耗大于１０００ ｋｇ／ｍ出现的频数为：龄期４ ６０ ５４％ 一 天～７天内为９５ ，８天～１４天为５４ ，１５天～４９ 蠡５ ４０ ２９％ ． ，天为２４％～２９ ，大于４９天仅为５ （图２）。由此 ２０ 可见，防渗墙龄期小于７天几乎所有接触段均外漏、 Ｉ５％ ‘’’’。 。’’。一 ｏ 冒浆，８天～１５天后递减５０ ，ｌ５天～４９天外漏、 ０￣７ ８Ｎｌ４ ｌ５－２ｌ ２２－２８ ２９－３５ ３６Ｎ４２ ４３－４９＞４９ 龄期（天） 冒浆稳定在２４ ～２９ ，４９天后接触段外漏、冒浆 图２漏浆、冒浆频数与龄期关系图 与防渗墙龄期关系消除。接触段帷幕灌浆单耗大于 １０００ ｋｇ／ｍ的共８４段，其中右漫滩有５６段，分析主 左、右漫滩以外的其它段统计表明，防渗墙龄期 要为防渗墙龄期短造成。另有５ 的外漏、冒浆主 大于４９天后，接触段外漏、冒浆频数为７．７ 。 要受地质条件、施工爆破、槽底沉淀等诸因素有关而 与龄期无关。 ２６ 土 工 基 础 但注入的浆液主要进入透水率稍大的部位，灌浆后 ３ 结论 （１）二期上游围堰帷幕灌浆中，基岩与墙体接触 段受施工爆破、墙底沉淀等因素的影响，其透水性较 帷幕搭接良好，防渗效果较好。 （３）统计结果表明，帷幕灌浆时，弱风化及微风 化带岩体中透水率与平均单耗的对数值呈正比关 系。 强，可灌性较好，耗浆量较大。经帷幕灌浆后，透水 率明显减小，帷幕搭接良好，防渗效果较好。 （２）基岩帷幕灌浆效果与岩石风化关系密切。 （４）一般情况下基岩内外冒、漏浆与基岩内的裂 隙、断层、岩脉等地质条件以及施工爆破有关。 （５）接触段帷幕灌浆外冒、漏浆与墙体龄期关系 Ｉ、Ⅱ序孔帷幕灌浆分析表明，强风化岩体透水性较 密切。龄期小于７天时，外冒、漏浆的频数为９５ 。 强，可灌性较好，灌浆耗浆量大，浆液主要封堵大于 为了避免更多的外漏，接触段帷幕灌浆应至少在１５ ５Ｏ Ｌｕ的部位，难以进入透水性较弱的部位，灌浆后 天之后进行。４９天后接触段进行的帷幕灌浆外漏 帷幕搭接较差，防渗效果较差。弱风化及微风化岩 一般与岩体透水性、裂隙、断层、岩脉等地质条件以 体中，岩体透水性较弱，岩体可灌性较差，耗浆量小， 及施工爆破有关。 、 Ｃｕｒｔａｉｎ Ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｏｆ Ｕｐｓｔｒｅａｍ Ｃｏｆｆｅｒｄａｍ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｐｈａｓｅ Ｐｒｏｊ ｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｐｒｏｊ ｅｃｔ ＬＩ Ｆａｎｇ ｌｉｎｇ，ＱＩＮ Ｓｈｕａｎｇ ｌｅ，ＭＯＵ Ｆａｎｇ ｒａｉｎ （Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇｗｅｉ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ．Ｙｉｅｈａｎｇ Ｈｕｂｅｉ ４４３０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｕｒｔａｉｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｏｆ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｃｏｆｆｅｒｄａｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｐｈａｓｅ ｐｒｏｊ ｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆｏｒｍ ｉｎ ｔｈｅ ｉｍｐｅｒｍｅａｂｌｅｎｅｓｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｆｆｅｒｅｄ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｃｕｒｔａｉｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｍａｎｙ ａｒｅａｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｉｍｐｅｒ— ｖｉｏｕｓ ｗａｌｌ，ｂｅｄｒｏｃｋ ｃｏｎｔａｃｔ ｚｏｎｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｅａｔｈｅｒｅｄ ｚｏｎｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｏｃｋ ｂｏｄｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ １ｏｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｂｏｕｔ ｃｕｒｔａｉｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｕｒｔａｉｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ ｂｅｄｒｏｃｋ ｃｏｎｔａｃｔ ｚｏｎｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｅａｔｈｅｒｅｄ ｚｏｎｅ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｎ ａｄ— ｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｗａｔｅｒ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｇｒｏｕｔ ａｂｉｌｉｔｙ ＷａＳ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｆｏｒ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｌｅａｋａｇｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｍｐｅｒｍｅａｂｌｅｎｅｓｓ ａｆｔｅｒ ｃｕｒｔａｉｎ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｈａｖｅ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｇｏｒｇｅｓ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｐｈａｓｅ ｏｆ ｃｏｆｆｅｒｄａｍ，ｃｏｎｔａｃｔ ｚｏｎｅ，ｗｅａｔｈｅｒｅｄ ｚｏｎｅ，ｃｕｒｔａｉｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ
