拉西瓦電站壩基帷幕灌漿效果分析

張炳芳

（中國水電第四工程局有限公司基礎分局，青海 貴德 811700）

1 工程概況

拉西瓦水電站壩址區巖體中裂隙發育規律與斷層基本一致，陡傾為主，緩傾次之。其中陡傾裂隙約占裂隙總數的92％～95％，相對而言，左岸裂隙較右岸略為發育。其平均密度0.64～1.2條/m，且以NWW為主。右岸裂隙平均密度0.57～0.85條/m，且以NNE和NE為主。近岸坡巖體內節理屬中等發育，深部巖體中節理屬不發育程度。

左岸2 250m灌漿洞斷面尺寸為3.0m×3.5m，長134.74m，分為7個單元。施工共完成灌漿孔136個，灌漿長度9 285.7m，注入水泥量1 076 268.20kg，平均水泥注入量115.91kg/m。

2 透水率分析

2.1 巖體透水率分析

該次施工共布設4個先導孔，先導孔灌漿前壓水試驗透水率，可認為代表了巖體的原始透水率。通過巖體原始透水率匯總資料，可以看出：透水率小于0.005L/（min·m·m）占33.8％；0.005～0.01L/（min·m·m）占26.5％；0.01～0.03L/（min·m·m）占26.5％，0.03～0.05L/（min·m·m）占4.4％；0.05～0.1L/（min·m·m）占1.5％；大于0.10L/（min·m·m）占7.3％。反映出巖體的透水性具有非均質性，說明巖石裂隙為閉合型或微細裂隙為主，表明巖石具有一定的可灌性。

2.1.1 孔深與巖體透水率分析

通過對孔深與透水率統計資料的分析，可以看出：WMX-I-25孔在孔深為20.5～25.5m處，透水率單位吸水量為0.364 3L/（min·m·m），WMXI-9孔在50.5～55.5m，75.5～78.5m處，透水率單位吸水量分別為0.1 689，0.4 357L/（min·m·m），WMX-I-17孔在孔深為45.5～50.5m處，透水率單位吸水量為0.104 4L/（min·m·m）。綜合統計在孔深2.5～55.5m，75.5～78.4m巖石透水率較大，其它深度較小，說明巖石的透水率是不均一的。

2.2 單位透水率分析

通過對該工程的帷幕灌漿壓水成果分析，可以看出：

下游排單位透水率Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ序孔分別為：0.017 2，0.009 3，0.006 6L/（min·m·m），qⅠ＞qⅡ＞qⅢ，遞減率為45.93％及29.03％，即隨孔序遞增，單位透水率遞減，符合灌漿規律；上游排單位透水率Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ序孔分別為：0.006 5，0.004 9，0.005 2L/（min·m·m），qⅠ＞qⅢ＞qⅡ，這主要是鉆探過程中該部位巖芯破碎，裂隙發育，造成了透水率較大，從而qⅢ＞qⅡ；上下游排綜合統計，單位透水率Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ序分別為：0.001 18，0.007 1，0.005 9L/（min·m·m），qⅠ＞qⅡ＞qⅢ，遞減率為39.83％及12.0％，即隨孔序遞增，單位透水率遞減，符合灌漿規律。從透水率區間頻率可以看出，透水率小于0.001L/（min·m·m）的灌漿段，隨孔序增加而增多，透水率大于0.001L/（min·m·m）的灌漿段隨孔序的增加而呈下降趨勢。80.79％的灌漿段單位透水率小于0.001L/（min·m·m），說明通過灌漿降低了巖石透水率，提高了防滲能力，灌漿效果顯著。

3 水泥注入量分析

3.1 先導孔水泥注入量分析

根據先導孔灌漿資料分析可知，單位水泥注入量大于200kg/m的段次，主要分布在孔深20.5～55.5m及75.5～78.5m處，與灌前壓水情況基本對應。WMX-I-17第三段灌前壓水透水率為0.197 6L/（min·m·m），單位注入量為1 602.95kg/m，WMX-I-9在孔深為20.5～55.5m、75.5～78.5m處，單耗均大于1 000kg/m，與灌前壓水相對應，即透水率大的部位，耗灰量普遍較大。

3.2 水泥注入量分析

通過對該工程水泥注入量統計結果分析，可知：下游排單位水泥注入量Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ序孔分別為：289.67，149.48，82.81kg/m，CⅠ＞CⅡ＞CⅢ，遞減率為48.39％及44.60％，符合隨孔序遞增，單位水泥注入量遞減的灌漿規律；上游排單位水泥注入量Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ序孔分別為：103.85，71.61，70.66kg/m，CⅠ＞CⅡ＞CⅢ，遞減率為31.04％及1.3％，符合隨孔序遞增，單位水泥注入量遞減的灌漿規律；表明前序孔灌漿較好的充填了巖石裂隙，后序孔灌漿進行了補充加強。

4 灌漿效果分析

4.1 灌漿孔取芯情況分析

灌前取芯見先導孔取芯實物照片，根據4個先導孔取芯情況WMX-I-9取芯情況分析，第4段至第12段平均每段巖芯中有較大的2條裂隙，第6，8，9，10，10，12段中的裂隙，沿裂隙面有侵蝕現象，顏色呈暗紅，可灌性較好。在孔深為10.8～20.8m處、45.8～55.8m處、75.8～78.4m處巖芯十分破碎，第18段在鉆進過程中無回水，注滿水觀察，液面迅速下降，后經業主、監理協商后縮短段長為2.6m進行灌注。先導孔WMX-I-17巖芯較為破碎，尤其在孔深為3.8～5.8m處、15.8～20.8m處、45.8～60.8m處巖芯十分破碎，裂隙發育完全，裂隙斷面呈暗紅色，風化現象嚴重。WMX-I-25在孔深為15.5～25.5m處、40.5～55.5m處巖芯較為破碎。

在上下游排鉆探過程取出的巖芯看，下游排WMX-Ⅲ-6，WMX-Ⅱ-7，WMX-Ⅲ-8，WMX-Ⅰ-9和上游排孔均有水泥結石，分布在不同深度，取出巖芯數量較多。結石厚1～10mm，最厚達30mm（WMS-Ⅰ-24），水泥結石與巖石膠結緊密，密實，強度高，表明灌漿效果顯著。

4.2 透水率和單位注入量分析

從單位透水率統計表看qⅠ＞qⅡ＞qⅢ及單位水泥注入量CⅠ＞CⅡ＞CⅢ，表明灌漿效果顯著。

5 鉆孔測斜成果分析

帷幕設計頂角為：下游排孔傾向上游3.0°，上游排傾向上游4.0°。

帷幕每個灌漿孔第一、終孔段必須測斜外，中間段間隔10m測斜一次（頂角和方位角），根據每段的測斜資料，計算出每個灌漿孔的偏距、偏斜角和方位角。經計算136個灌漿孔，孔底偏距最小的是WMS-I-48，為0.01m，最大的是SY1-III-4為0.90m；頂角偏差最小的是WMS-I-48，為0.01°，偏差最大的是SY1-III-4為0.94°，方位角偏差在-1.44°～4.83°之間，均滿足設計要求。

6 檢查孔壓水試驗分析

灌漿前后壓水試驗對比結果見表1。

表1灌漿前后壓水試驗對比

從灌漿前后壓水試驗對比可以看出，帷幕灌漿滿足質量評定標準，帷幕灌漿達到防滲目的。

7 結語

（1）左岸EL2 250m灌漿洞帷幕灌漿，水泥注入量大是由巖石構造造成的，與鉆孔揭露和左岸壩肩地質勘探資料基本吻合。

（2）對于注入量大的孔段，灌漿工程采取限流、限壓、濃漿等措施完全可以達到要求，不需要采取待凝措施。

（3）根據上游排和下游排部分孔鉆孔巖芯分析，灌漿孔不同深度的巖芯裂隙中均有水泥結石，水泥結石與巖石膠結緊密，密實，表明灌漿效果顯著。另外，從水泥結石中明顯看出，陡傾角裂隙與垂直裂隙水泥充填比較充分，說明采用的灌漿方法和參數適合拉西瓦水電站工程，可灌性較好。

［1］孫 釗.大壩基巖灌漿［M］.北京：中國水利水電出版社.