中国水利水电第十工程局有限公司 四川成都 610072
摘要：本文主要介绍了印尼贾蒂格德大坝帷幕灌浆方法，针对在灌浆理论、技术参数及方法与国际咨询和工程师等出现的不同理念，以及与国内规范的不同等，结合大坝左右坝肩的实际施工完成效果，从灌浆压力和灌浆方法两个方面进行分析和效果总结，可供类似国际工程施工参考。
关键词：帷幕灌浆；国际咨询；理论及技术指标；灌浆方法和压力
一、工程概述
贾蒂格德大坝修建在芝马鲁河上，工程位于印度尼西亚西爪哇省苏马当区贾蒂格德次区井均井村，距离井里汶-苏马当主道16km，距离井里汶城大约75km。贾蒂格德水库控制流域面积1414km2，最大坝高110m。水库总库容1062.78×106m3。水库正常蓄水位260.00m，相应水库面积39.53km2，相应库容796×106m3。电站装机容量110MW，多年平均发电量约4.5亿KW·H。
大坝钻孔灌浆工程可分为大坝主坝混凝土盖板灌浆和灌浆廊道灌浆两部分，主要工程量固结灌浆15000米，帷幕灌浆60000米。坝基固结灌浆钻孔深度5~10m，帷幕灌浆钻孔深度20~100m。
二、工程地质条件
坝址区大部分被表土和基岩风化物质覆盖。坝址区两岸土层厚度为0～8.6m，平均约2.7m。钻孔灌浆施工区域内地层岩性主要有：
上第三系上新统（N2）火山角砾岩岩组，在整个工区广泛分布。该组由火山角砾岩、火山砾岩及砂岩组成，倾角平缓。两坝肩下游坝基，在上第三系上新统（N2）火山角砾岩顶部，岩石已风化成含孤块石的砂质粘土，渗透性较强。
上第三系中新统（N12）粘土岩岩组，在坝址区两岸，该粘土岩位于N2火山角砾岩之下，两者呈不整合接触。该岩组主要为灰绿色蒙脱石粘土岩，少量砂岩、火山角砾岩、凝灰岩和粉砂岩，厚度大于5m。砂岩、凝灰岩和粉砂岩大多位于该岩组下部3～9m。
从围岩工程地质分类：粘土岩及风化角砾岩为V类，新鲜角砾岩为Ⅳ类。
三、帷幕灌浆施工
3.1施工顺序
帷幕灌浆按逐序加密的原则进行施工：先施工下游排，再施工上游排，最后施工中间排。同一排帷幕孔分为三序孔，按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ顺序逐级加密的原则进行施工。同排帷幕线上的两个相邻的先序孔施工至基岩以下15m后，才可施工后序孔。
3.2帷幕灌浆
（1）施工工艺流程
帷幕灌浆采用自上而下纯压式分段卡塞灌浆，根据国际咨询和工程师指示，每段待压水试验结束后，若透水率q<3 Lu，则不进行灌浆；若透水率q≥3 Lu，则进行灌浆。施工工艺流程如下：
（2）钻孔
帷幕灌浆钻孔采用XY-2B钻机，孔口段利用Φ91mm的金刚石取芯钻具开孔，开孔深度约50cm，以保证孔口段采用机械式灌浆塞施工，孔口段以下采用Φ75mm的复合片钻具。
①钻孔布置及深度
防渗帷幕中的双排帷幕灌浆孔距为2.0m，排距为2.0m；三排帷幕灌浆孔距为2.0m，排距为1.5m；灌浆孔采用梅花型布置。
②钻孔分段
灌浆每段施工为2、3、5、5………至终孔孔深，在钻完每一段后，须提出钻具，等待压水和灌浆，直到终孔孔深。
③在钻孔过程中仔细观察钻孔情况，将钻孔进尺快慢、返渣颜色详细记录，特别对特殊情况要做详尽记录，了解孔段地质情况，以确定具体的施灌方案。
（3）压水试验
简易压水试验，压力为灌浆压力的0.8倍（或由工程师确定，采用灌浆压力）；当压力大于1Mpa时，采用1Mpa。压水时间10min，每2min测读一次压入流量，取最终值作为计算流量。
先导孔和检查孔压水试验：采用五点法压水试验，当灌浆压力大于1Mpa时，压力采用0.3、0.6、1.0、0.6、0.3Mpa五级，各级压力记录时间为10分钟；当灌浆压力小于1Mpa时，压力采用0.3×灌浆压力；0.6×灌浆压力；1.0×灌浆压力；0.6×灌浆压力；0.3×灌浆压力（Mpa）五级，各级压力记录时间为10分钟。
（4）灌浆施工
①灌浆要求
采用自上而下纯压式分段卡塞灌浆，每灌完一段，要待凝4小时后进行扫孔，进行第二段钻孔和压水，如此循环直到达到最终深度要求。
②配合比
主要灌浆浆液水灰比比级分为：5：1、3：1、2：1、1：1、0.5：1，五个比级，开灌水灰比为5：1。当吸浆量超过3000L以上而无法结束时候，再采用加沙配比：水：水泥：沙＝1：1：0.5（重量比），当此配比使用后，浆液总量到达10000L而无法结束时候，采用待凝或与工程师商量处理办法。
③灌浆压力
在灌浆过程中，灌浆压力尽快达到设计值，当注入率大的孔段或渗漏段采取分级升压的方法灌浆。
④浆液变化标准
灌浆浆液由稀到浓逐级变换，具体变换原则如下：
A当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。
B当某一比级浆液注入量已达600L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，要得到工程师的批准，方可越级变浓。
C当采用最浓级浆液灌浆而注入率大于30L/min或者注入量达到2t时，应根据实际情况采用限流、低压灌注水泥砂浆等特殊处理措施进行处理，不宜采用间歇式灌浆方法进行处理（间歇灌浆的间歇时间不得超过30min），或和业主及设计院等商量处理办法。
⑤灌浆记录采用GJY型灌浆自动记录仪记录灌浆压力和流量。
⑥灌浆结束标准及封孔
对任何孔的灌浆将连续不断地进行，直到若使用的灌浆压力小于或等于0.7 MPa时，该孔或浆液连接处在20分钟时间内吃浆量少于30升流量为止。若所用灌浆压力介于0.7MPa和1.4 MPa之间，时间缩短到15分钟；如灌浆压力介于1.4MPa到2.8MPa之间，时间缩短到10分钟；如果灌浆压力超过2.8MPa，时间缩短到5分钟。
封孔：在灌浆结束后，必须对该孔进行封闭，否则，在临近孔灌浆或压水试验时，该孔将会串浆（水），造成压水Lu值大，灌浆浆液浪费和时间加长。我们在现场采取的办法是，在该孔完成后，采用灰水比C/W=1：0.5的水泥浆，用灌浆管插入孔底，随着浆液的进入，缓慢上提灌浆管，待浆液全部溢出到孔口时，再拔出灌浆管。由于浆液的析水，第二天再进行检查，进行第二次封孔灌浆，直至孔口全部封闭。
3.3质量检查
在各部分灌浆结束14天后进行灌浆质量检查，采用“五点法”压水试验进行检查，采用钻孔取芯进行检查，帷幕检查孔按总孔数的10%控制，检查孔布置在灌浆出现异常和地质条件复杂对施工质量有影响或工程师指定的位置。
合格标准为：检查孔采用三级压力五点法压水，压水试验计算得出的吕容值小于3Lu，合格段数超过85%，且不合段数不集中及为合格。
四、帷幕灌浆理论和技术指标对比分析及效果总结
针对贾蒂格德大坝项目的技术特点，对于我方、设计方与国际咨询方在某些技术参数问题上出现的不同意见及分歧，结合大坝左右坝肩的实际施工完成效果，特从以下方面对本项目的灌浆技术参数问题及实际灌浆效果做出总结分析。
4.1灌浆压力控制及效果分析
灌浆压力是灌浆能量的来源，是控制和提高灌浆质量的一个重要因素。考虑到地质条件、混凝土抬动情况、以及大坝承受水头等因素，我方及设计方建议使用较高压力是比较有利的，主要理由如下：
① 浆液能更好的压入岩层中的细小裂隙和空洞，重填紧密、牢实；
② 可以获得较大的扩散范围，是防渗帷幕达到理想的连续效果；
③ 便于从浆液中尽快、进尽多的析出水分，有利于浆液凝结密实，提高结实的密度和强度，增强防渗和稳固性能。【1】
贾蒂格德大坝国际咨询及工程师以印尼规范和澳大利亚规范为理论基础，一致提出不宜使用较大压力，主要理由如下：
① 较大灌浆压力易引起混凝土面的抬动使混凝土产生裂缝，影响水工建筑物的整体性；
② 针对坝肩工程地质情况，地质成分主要为灰绿色蒙脱石粘土岩，少量砂岩、火山角砾岩、凝灰岩和粉砂岩，使用高压力灌浆容易使岩体劈裂，产生新的裂隙，引起永久变形；
③ 考虑到泥岩、泥质砂岩等岩体结构和岩体强度，均为缓倾角水平层状的岩体和抗压强度低的岩体，不宜采用过大的灌浆压力。
实际使用灌浆压力与设计建议值对照表
在大坝灌浆试验中，采用较大灌浆压力的抬动观测中，由于抬动值大大超过规定抬动值（不大于0.2mm），为了保证混凝土结构安全及岩层不会因为高压力而产生新的裂隙，经过研讨，决定使用低压力灌浆。经过试验区结果分析，由国际咨询和工程师提出的较低压力灌浆可以达到防渗帷幕标准，满足工程需要，效果理想。
由此，在左右坝肩的生产施工中均采用此压力。贾蒂格德大坝左右坝肩共完成帷幕灌浆34000余米，检查孔120个，共2260m，检查孔透水率均符合帷幕防渗标准，满足工程需要。
4.2 灌浆方法及效果分析
与国内规范规定“帷幕灌浆孔各灌浆段不论透水率大小均应按技术要求进行灌浆”【2】不同，贾蒂格德项目国际咨询及工程师共同提出，“每段待压水试验结束后，若透水率q<3 Lu，则不进行灌浆；若透水率q≥3 Lu，则进行灌浆”，认为，若某段的原始透水率已经达到该大坝帷幕防渗标准（q<3 Lu），该段即没有灌浆必要性。
针对此技术问题，特选取左坝肩9#、10#块灌浆情况进行总结及效果分析，如下。
从以上数据统计可见，9#、10#块的施灌段数仅为总段数的9.3%，但从最终检查孔的效果来看，均全部合格，已经满足帷幕防渗标准，达到了预期的效果。
五、结论
1、本项目国际咨询和工程师所坚持的灌浆理论和方法与国内差异很大，其更注重具体地质情况具体分析，及现有岩体结构的保护和材料成本投入的经济性控制。
2、贾蒂格德大坝左右坝肩地质情况多以粘土岩为主，夹少量砂岩、火山角砾岩、凝灰岩和粉砂岩等，以防渗帷幕标准Lu=3作为施灌标准可以满足防渗需要。
3、针对贾蒂格德大坝左右坝肩的工程地质条件及技术规范要求，采取国际咨询和工程师建议，使用低压力灌浆，混凝土盖板抬动不超过允许值，岩体不劈裂、不产生新的裂隙，质量检查结果符合防渗帷幕标准，满足了工程需要。
参考文献：
[1]孙钊，《大坝基岩灌浆》，中国水利水电出版社，2004.
[2]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》 DL_T5148-2001.
论文作者:梁元,岳嶺,水利民
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/17
标签：压力论文; 帷幕论文; 浆液论文; 大坝论文; 角砾岩论文; 钻孔论文; 砂岩论文; 《建筑细部》2019年第14期论文;