奇台县碧流河水库工程坝基及坝肩防渗试验报告葛洲坝新疆工程局（有限公司）奇台县碧流河基础处理项目经理部2015年8月15日审批：审核：编写：1 灌浆试验的目的与任务1.1 根据设计说明及要求，通过灌浆试验主要达到以下几个目的；1.1.1 通过灌浆试验确定灌浆防渗效果，从而评价经灌浆处理后提高防渗能力的可行性和可靠性。
1.1.2了解岩石的可灌性，补充灌浆区域的地质资料。
1.1.3 通过灌浆试验确定合理有效的灌浆参数。
如：深度、灌浆材料、浆液级配、待凝时间、灌浆压力、干料单位耗量和特殊情况处理等。
2 灌浆试验区的地质条件。
坝轴线走向E90°，河谷呈“V ”型，河床宽度约15m ，走向近正N 方向，河床蛇曲不明显、较顺直，枯水期河水位水面宽度3～6m 。
水库正常蓄水位高程1734.0m ，对应河床宽度约137m 。
按坝轴线的工程地质条件，将坝线分为左岸坝肩、河床坝基、右岸坝肩三部分分别评述： 2.1 左岸坝肩：左岸(0-155～0-006m)段高程1672～1770m 之间，岸坡坡度50°～55°，下部近乎直立，高程1738～1761m 之间，坡度约35°～45°。
岸坡走向354°，向下游岸坡渐缓。
左岸坝肩大多基岩裸露，仅在高程1738～1762m 之间，表层有厚1～2m 厚的碎石土或风积粉土。
基岩岩性为石炭系上统博格多群上亚群第一组凝灰质砂岩，灰黑色，中厚层状，岩层产状50°SE ∠37°，岩体强风化层厚约5～6m ，纵波速度Vp ＝3100～3500m/s ；弱风化带厚15～18m ，纵波速度Vp ＝3500～4000m/s ；微～新鲜基岩纵波速度Vp=5000～5500m/s 。
根据试验资料显示岩体的颗粒密度为2.69g/cm3、干密度2.67g/cm3、湿密度2.68g/cm3、自然吸水率为0.27%、饱和吸水率为0.30%、空隙率0.78%、烘干后抗压强度118MPa 、饱和抗压强度76.5MPa 、软化系数0.70、烘干后抗剪强度c 为3.1MPa 、为51.6度、浸水后抗剪强度c 为2.3 MPa 、为48.3度。
左岸坝肩桩号0-044.9m 处发育有一小型断层：f7：65°NW ∠86°，断层破碎带宽度0.3～0.5m ，为碎裂岩，与岸坡走向呈大角度相交，因此该断层对坝肩及岸坡稳定影响不大。
岩石裂隙主要发育L9：65°NW ∠86°，延伸长度5～8m ，面平直，闭合，为硬性结构面，两组裂隙与层面相互切割，岩体被分割成10～20cm 的块状，由于两组裂隙与岸坡走向呈大角度相交，因此对岸坡稳定影响不大，目前左坝肩自然边坡虽然较陡，但边坡的稳定性尚好，坡脚没有发现大规模的崩塌物，但在坝线附近山体岩石凸凹不平，需要进行削坡处理。
心墙基础范围内的断层破碎带必须进行处理，建议沿断层走向清除破碎岩层，在开挖过程中，若破碎带水平方向延伸深度较浅应全部清除，若延伸较深，无尖灭迹象，开挖深度不小于2倍的破碎带宽度且不应小于1.0 m ，回填混凝土处理，在清除过程中应注意上部岩体的稳定，对不稳定岩体可适当的削坡。
据左岸钻孔试验资料，岩体透水率q ≤10Lu 值界限均在基岩面以下埋深45～65m ，透水率q ≤5Lu 值界限均在基岩面以下50～76m ，透水率q ≤3Lu 值界限均在基岩面以下 62～ϕϕ84 m 。
2.2 河床坝基：(0-006～0+009m 段)：现代河床宽15m ，河水高程约1672.3m ，河床高程1671.4m 左右，主流偏右侧。
河床砂卵砾石厚度10～12m ，渗透系数k=8.3×10-2cm/s ，属强透水，河床覆盖层地震有效波速Vep=500～1000m/s ，根据砂卵砾石层试验，天然状态平均湿密度2.18g/cm3，干密度2.08g/cm3，含水率4.9%；比重2.72，超重型动探试验资料显示，河床卵砾石表层1.5m 为稍密状，以下为中密-密实状，承载力特征值为350～400kPa ；下伏基岩岩性为为石灰系上统博格多群上亚群第一组凝灰质砂岩，灰黑色，中厚层状，岩层产状50°SE ∠37°，岩体强风化层厚约5～6m ，纵波速度Vp ＝3100～3500m/s ；弱风化带厚15～18m ，纵波速度Vp ＝3500～4000m/s ；微～新鲜基岩Vp=5000～5500m/s 。
根据试验资料显示岩体的颗粒密度为2.69g/cm3、干密度2.67g/cm3、湿密度2.68 g/cm3、自然吸水率为0.27%、饱和吸水率为0.3%、空隙率0.78%、烘干后抗压强度118MPa 、饱和抗压强度76.5MPa 、软化系数0.70、烘干后抗剪强度c 为3.1MPa 、为51.6度、浸水后抗剪强度c 为2.3 MPa 、为48.3度。
据钻孔压水试验资料，岩体透水率q ≤10Lu 值界限均在基岩面以下埋深48～61m ，透水率q ≤5Lu 值界限均在基岩面以下埋深55～69m ，透水率q ≤3Lu 值界限均在基岩面以下埋深60～75m 。
河床坝基段据钻孔及地面测绘，未见大的断层通过，裂隙主要发育两组：①320°～325°SW ∠65°～75°，延伸长8～10m ，面平直，闭合；②70°～80°SE ∠65°～75°，延伸长5～8m ，面平直，闭合，为硬性结构面。
2.3 右岸坝肩：右岸(0+009～0+156.8m 段)河床陡砍基岩裸露，岸坡近直立，在高程1676～1730m 和1752～1762.5m 之间，表层有厚2～6m 左右的坡积碎石土和风积粉土，其结构较松散。
据地表测绘和钻孔揭露，右岸坝肩发育两断层，f10:350°NE ∠70°，破碎带宽度一般20～30cm ，以角砾岩、碎裂岩为主；f11：60°SE ∠70°，破碎带宽度一般10～20cm ，以角砾岩、碎裂岩为主。
心墙基础范围内的断层破碎带必须进行处理，建议沿断层走向清除破碎岩层，在开挖过程中，若破碎带水平方向延伸深度较浅应全部清除，若延伸较深，无尖灭迹象，开挖深度不小于2倍的破碎带宽度且不应小于1.0 m ，回填混凝土塞处理，在清除过程中应注意上部岩体的稳定，对不稳定岩体可适当的削坡。
除断层外，裂隙主要发育两组：①320°～325°SW ∠65°～75°,延伸长8～10m ，面平直，闭合；②70°～80°SE ∠65°～75°,延伸长5～8m ，面平直，闭合，为硬性结构面。
经钻孔、平洞及物探测试，岩体强风化层厚约5～6m ，最大8m ，纵波速度Vp ＝3100～3500m/s ；弱风化带厚15～18m ，纵波速度Vp ＝3500～4000m/s ；微～新鲜基岩Vp=5000～5500m/s 。
根据试验资料显示岩体的饱和抗压强度73.8MPa 、软化系数0.70、浸水后抗剪强度c 为2.3 MPa 、为48.5度。
据钻孔压水试验资料，岩体透水率q ≤10Lu 值界限均在基岩面以下埋深40～65m ，透水率 q ≤5Lu 值界限均在基岩面以下埋深70～80m ，岩体透水率 q ≤3Lu 值界限均在基岩面以下埋深80～90m 。
ϕϕϕ3灌浆试验的施工3.1灌浆孔的布置；进行生产性固结和帷幕灌浆试验，在帷幕线上选择有代表性的地段作灌浆试验区，布置在0+030.77~0+047.81段，具体位置如附图所示。
3.2钻孔灌浆开孔孔位与设计孔位的偏差不大于10cm。
固结灌浆钻孔采用100E型潜孔钻机进行钻孔，钻孔孔径为91mm。
帷幕灌浆钻孔采用XY-2型钻机钻孔，第一个施工的I序孔做为先导孔，先导孔采取自上而下分段钻孔（取芯），钻孔孔径为75-91mm。
基本孔根据成孔情况采取综合造孔法（自上而下或自下而上）。
钻孔孔斜控制如下3.3冲洗、各灌浆孔（段）在灌浆前应采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止。
冲洗压力可为灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。
采用自下而上分段灌浆法时，各灌浆孔可在灌浆前全孔一次裂隙冲洗。
3.4压水试验；简易压水可在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。
先导孔自上而下分段压水，基本孔只做孔底段的单点压水。
压力可为灌浆压力的80%，该值若大于1MPa时，采用1MPa。
压水20min，每5min测读一次压入流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果仍以透水率表示。
3.5灌浆工作；3.5.1 浆液的控制灌浆浆液采用42.5R普通硅酸盐水泥，细度通过80um方孔筛的筛余量不大于5%。
拌浆机采用YJC-340型双层立式搅拌机，搅拌时间不低于3min，上层拌浆桶内水泥浆应过筛后放入下层拌浆桶使用。
浆液浓度采用重量比为5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1 七个比级，通过计算确定各比级的浆液配合比。
施工中为计量配制准确，各比级浆液配合比（272L）见下表：附表23.5.2 .灌浆抬动观测在灌浆试验地段上，设置盖板抬动变形观测的装置，盖板面抬动限位0.2mm。
3.5.3 灌浆固结灌浆浆液开灌比3:1，水灰比初定为3:1、2:1、1:1、0.6（0.5）：1四个比级固结灌浆应严格按照先下游后上游，单排分序加密的原则进行，同排分二序施工。
帷幕灌浆浆液开灌比为5:1，水灰比初定为5:1、3:1、2:1、2:1、0.8:1、0.6（0.5）:1等六个比级帷幕灌浆应分序加密的原则进行，单排分三序，其施工顺序为I序—II序—III序。
先导孔采取自上而下，基本孔采取综合灌浆法。
3.5.4 浆液变换(1)当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。
(2)当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。
(3)当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。
3.5.5 灌浆特殊情况控制灌浆过程中，发现冒浆漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。
帷幕灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆。
应一泵灌一孔。
否则应将串浆孔用塞塞住，持灌浆孔灌浆结束后。
串浆孔并行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。
灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：(1)应及早恢复灌浆。
否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。
若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。
(2)恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。