大石門水庫古河槽帷幕灌漿效果檢查分析

郝永志

（新疆水利水電勘測設計研究院有限責任公司，新疆烏魯木齊 830000）

大石門水庫工程位于新疆且末縣境內的車爾臣河上，壩址位于車爾臣河與托其里薩依河匯合口下游300 m 處。在左岸古河槽內沉積了深厚的砂卵礫石層，為中等透水地層[1]。地層中的架空結構占比為15%，屬強透水地層[2]。為檢查帷幕灌漿的效果，在灌漿平洞上方布置帷幕灌漿試驗區，當下方的灌漿平洞開挖至帷幕灌漿段時，采用機械輔助人工的開挖方式，分段距、分高程將灌后砂卵礫石層中未粘結砂礫石料清除，通過人工測量并記錄漿液擴散半徑、充填密實程度、相鄰孔的搭接情況及孔斜偏距，達到直觀地觀測、檢驗灌漿效果的目的[3]。

1 帷幕灌漿試驗區布置

在施工作業平臺上設置一期試驗I 區（孔口封閉法灌漿試驗）、一期試驗Ⅱ區（套閥灌法灌漿試驗），沿施工作業平臺軸線布設1 排灌漿試驗孔，施工作業平臺軸線與灌漿平洞軸線重合。試驗I區布置有3 個灌漿孔，孔距見圖1，G-Ⅰ-1 和G-Ⅰ-3 孔深均為75 m，G-Ⅱ-2 為180 m，采用孔口封閉灌漿法施工[4]。試驗Ⅱ區布置有4 個灌漿孔，孔距見圖1，G-Ⅰ-4，G-Ⅰ-6和G-Ⅱ-7孔深均為75 m，G-Ⅱ-5孔深為180 m（各試驗孔上部50 m 均為非灌漿孔段），G-Ⅱ-7 為增補試驗孔，采用套閥管灌漿法、填料護壁孔口封閉灌漿法[5-7]、綜合灌漿法施工。試驗孔孔位布置見圖1。

2 帷幕灌漿灌后資料分析

2.1 漿液擴散情況分析

圖1 一期灌漿試驗區孔位布置圖（單位：mm）

通過對1～7 號試驗孔開挖剖面進行觀測、記錄漿液擴散情況，將1～7 號試驗孔的漿液擴散和搭接情況繪制成圖，見圖2。

圖2 1～7 號試驗孔漿液擴散曲線對比圖

由圖2 可知：1）各試驗孔在不同高層上漿液擴散差異性較大，孔隙率大的地層漿液擴散半徑較大，孔隙率小的地層漿液擴散半徑較小，說明在不同高層上地層具有成層性的特點；2）同一試驗孔在不同高層上漿液擴散有較大差異，不同試驗孔在同一高層上漿液擴散也有較大差異，說明受灌地層具有明顯的不均勻性；3）上下游側、左右側試驗孔擴散半徑不一致，上下游側試驗孔擴散半徑較左右側大，上下游側無限制條件，擴散半徑較大，左右側有相鄰孔的約束，擴散半徑較上下游側距離短；4）灌漿孔在59～67 m 試驗段內，大部分灌漿孔未能形成有效搭接，漿液擴散不完全，僅在孔隙率大的地層中漿液能形成有效擴散（距離大于2 m），局部地層中能出現有效搭接；5）灌漿孔在59 ～67 m 試驗段內，孔口封閉灌漿法較套閥管灌漿法漿液擴散半徑更大，灌漿漿液有效搭接更顯著。

2.2 漿液結石充填情況分析

通過開挖灌漿平洞，對1～7號試驗孔59～67 m灌段范圍內的漿液結石充填情況進行觀測記錄?，F分述如下。

1）G-Ⅰ-1 號孔開挖出露10 條泥漿及水泥漿液結石充填帶，沿水平方向充填，充填厚0.10 ～0.35 m，充填長度0.20 ～5.57 m；架空地層漿液結石充填均勻、密實，與砂卵礫石膠結好；粗砂夾層水泥漿液充填不密實、膠結差，多呈蜂窩狀；細砂層中水泥漿液無充填；局部充填層呈現護壁泥漿結石（粉紅色）包裹水泥漿液結石的狀況。

2）G-Ⅱ-2 號孔開挖出露10 條泥漿及水泥膨潤土漿液結石充填帶，沿水平方向充填，充填厚度0.08～0.32 m，充填長度0.41 ～3.35 m；孔隙率大的地層漿液結石充填密實、膠結好，其周邊粗砂夾層漿液充填不密實、膠結較差；在細砂層中水泥膨潤土漿液基本無充填。

3）G-Ⅰ-3 號孔開挖出露9 條泥漿及水泥膨潤土漿液結石充填帶，沿水平方向充填，充填厚度0.11～0.28 m，充填長度0.24～3.25 m；孔隙率大的地層漿液結石充填較密實、膠結較好，其中夾雜的粗砂夾層水泥膨潤土漿液充填不密實、膠結較差；在細砂層中水泥膨潤土漿液基本無充填。

4）G-Ⅰ-4 號孔開挖出露9 條水泥膨潤土漿液結石充填帶，沿水平方向充填，充填厚度0.06 ～0.26 m，充填長度0.12～2.11 m；開環較充分，局部孔隙率大，地層漿液結石充填、膠結較好，其周圍的粗砂夾層水泥膨潤土漿液充填不密實、膠結差；在細砂層中水泥膨潤土漿液基本無充填。

5）G-Ⅱ-5 號孔開挖出露11 條水泥膨潤土漿液結石充填帶，沿水平方向充填，充填厚度0.08～0.18 m，充填長度0.25～1.05 m；開環較充分，漿液結石在粗砂地層中充填、膠結差；距出漿孔較近、孔隙率較大的砂礫石層漿液結石充填膠結較好；在細砂層中水泥膨潤土漿液無明顯充填。

6）G-Ⅰ-6 號孔開挖出露11 條水泥膨潤土漿液結石充填帶，沿水平方向充填，充填厚度0.09～0.36 m，充填長度0.28～1.13 m；開環較充分，漿液在孔隙率小的砂礫石地層中無明顯充填，而在填料與砂礫石孔壁的環向間距間有充填膠結；漿液在填料附近的粗砂地層中充填范圍較小，膠結較差；不同孔隙率的砂礫石層漿液擴散充填呈現較大差異，在細砂含量高的地層中水泥膨潤土漿液無明顯的充填。

7）G-Ⅱ-7 號孔開挖出露11 條水泥膨潤土漿液結石充填帶，主要沿水平方向充填，充填厚0.13～0.62 m，充填長度0.38 ～3.56 m；在孔深60.00 m（頂拱）處出露1 條沿緩傾角充填、橫貫平洞的漿液結石充填層，長4.32 m、厚0.62 m，充填較密實，膠結較好；在孔深65.7，66.7 m 處分別出露1 條橫貫平洞的漿液結石充填層，各長5.51，6.32 m，厚0.26，0.28 m，充填較密實，膠結較好；在細砂層中水泥膨潤土漿液基本無充填。

由1～7 號試驗孔59 ～67 m 灌段內的漿液結石充填情況可見：1）漿液結石充填水平向較好，垂直向較差，緩傾角方向局部充填；2）孔隙率大的地層較孔隙率小的地層漿液結石充填更密實，漿液膠結更好，充填范圍更大；3）灌漿試驗孔采用孔口封閉灌漿法漿液結石充填范圍和膠結程度較套閥管灌漿法好；4）在粗砂層中，采用水泥膨潤土漿液灌漿比水泥漿液充填密實、膠結好[8]；5）不同孔隙率的砂礫石層中漿液擴散充填呈現較大差異，在細砂含量高的地層中水泥膨潤土漿液無明顯的充填，但在漿液被壓入過程中，對地層產生一定的擠壓作用，使漿液無法進入的細小孔隙受到壓縮或擠密，使地層密實性得到提高[9，10]。

3 結語

試驗孔灌后實際開挖資料表明，在孔隙率大的地層中，漿液擴散范圍較大、充填較密實，與砂卵礫石膠結較好，但在孔隙率小、含砂量高的地層中，漿液擴散范圍小、充填效果差，甚至無漿液充填。

試驗資料表明，在該地層條件下，漿液主要沿水平方向充填，單孔灌漿的漿液擴散半徑有限，相鄰孔之間未能形成有效地搭接，灌漿效果不好。但采用孔口封閉灌漿法、填料護壁孔口封閉灌漿法相較于套閥管灌漿法的灌漿效果要好。通過分析帷幕灌漿灌后開挖資料，對比不同灌漿方法的灌漿效果，為研究同類型地層灌漿方法提供參考。