水库帷幕灌浆材料性能与地质适应性研究

引言

水库帷幕灌浆材料的选择与性能优化是确保防渗效果的关键因素，不同地质条件下，灌浆材料的渗透性、抗压强度及耐久性等性能表现各异。通过实验室测试与现场试验，研究人员能够评估灌浆材料在不同地质环境中的适应性，如岩溶地区、破碎带及软弱夹层等。灌浆材料的配比优化与施工工艺改进也是提升防渗效果的重要途径。深入研究帷幕灌浆材料的性能及其地质适应性，对于提高水库防渗工程的可靠性与耐久性具有重要意义。

1 工程简介

永不落水库位于西盟县最北端中课镇库杏河上游段，是一座集农业灌溉供水、乡镇供水和农村人畜饮水等功能于一体的综合利用的水利枢纽工程。水库总库容 1 1 4 2 . 1 0×1 0 4 m3 ，水库正常蓄水位1063.00m，工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等。枢纽建筑物由大坝、取水坝、溢洪道、导流输水隧洞等组成。大坝为粘土心墙石渣坝，坝顶高程1068.00m，最大坝高 7 9 . 0 0 m ，坝轴线长约 2 3 9 m 。

2 水库现状分析

2.1 渗漏情况

水库正常蓄水位为 1 0 6 3 . 0 0 m ，设计单位提供的允许渗流量为50L/s 以内，大坝下游量水堰渗水量会随水库蓄水高程的增加而缓慢增加。水位蓄至 1050m 高程时坝脚左岸山体逐步有水渗出，并随着水位升高、渗流量逐渐增大。蓄至 1 0 5 9 . 9 m 时下游渗流量明显增大，坝脚渗水严重，此时量水堰流量达到124.62L。蓄至 1 0 6 2 m 时，离正常蓄水位1063 还差1m，下游渗水量过大，渗水点明显增高。

2.2 前期渗漏原因初步分析

经过前期两次复灌，未能起到较好的堵漏效果，经观察左右岸山体测压管观测水位发现，左右岸山体水位较高，左右岸测压管水位与库水位关系较密切，基本与库水位持平，并且两次复灌过程中，未发现浆液或水流从测压管内返出，证明测压管内水流不是经过帷幕体渗入，极有可能是两岸山体渗水汇集于此处后，因排水不畅，造成坝脚测压管内水位抬高，经推测左右岸山体绕渗可能性较大。

2.3 总体渗漏情况

从复勘孔压水及物探检测成果可以看出水库渗漏严重部位主要集中在左右岸延长线区域，从上部至量水堰高程 993.5m 左右都存在渗漏通道，水库存在明显绕渗情况。其他复勘区域也存在不同程度渗漏通道，但相对不太集中，位置分散。水库地层受地质构造影响，基岩裂隙发育，且裂隙大多与库水位连通。

3 水库帷幕灌浆材料性能与地质适应性策略

3.1 覆盖层钻孔工艺与施工技术建议

由于上部地层多为覆盖层，造孔施工困难，极易出现孔内事故，建议考虑跟管钻进工艺进行上部非灌段覆盖层钻孔镶管。覆盖层通常由松散土体、砂砾石等组成，其结构不稳定，容易发生塌孔、卡钻等问题，严重影响施工进度与质量。跟管钻进工艺通过在钻孔过程中同步下入套管，能够有效防止孔壁坍塌，确保钻孔的稳定性与完整性。该工艺还可以减少钻孔过程中的泥浆流失，降低施工成本。在施工过程中，应根据地层特性合理选择钻头类型与钻进参数，确保钻孔效率与质量。通过采用跟管钻进工艺，可显著提高覆盖层钻孔的成功率，为后续灌浆施工奠定坚实基础。施工过程中应加强监测与管理，实时跟踪钻孔情况，及时调整施工参数，确保钻孔质量满足设计要求。通过科学合理的施工技术与管理措施，可有效降低施工风险，提高钻孔效率与质量。

3.2 灌浆工艺选择与压力控制建议

根据钻孔地质情况，灌浆方式可采用孔口封闭或孔内卡塞纯压灌浆等多种灌浆工艺。孔口封闭灌浆工艺适用于浅层灌浆，其操作简便、施工效率高，但浆液扩散范围有限。孔内卡塞纯压灌浆工艺则适用于深层灌浆，能够实现分段灌浆，有效控制浆液扩散范围，提升灌浆效果。灌浆压力应适当提高，建议最高灌浆压力控制在2-2.5MPa 左右。较高的灌浆压力有助于浆液充分填充裂隙，增强灌浆体的密实性与抗渗性。在施工过程中，应根据地层特性与灌浆目标合理选择灌浆工艺与压力参数，确保灌浆效果达到设计要求。施工过程中应加强监测与控制，实时跟踪灌浆压力与浆液扩散情况，及时调整施工参数，确保灌浆质量满足设计要求。通过科学合理的灌浆工艺与压力控制，可有效提升灌浆效果，为水库防渗提供可靠保障。

3.3 灌浆材料选择与适应性建议

灌浆材料的选择是确保灌浆效果的关键因素。建议灌浆材料以水泥浆液为主，因其具有良好的渗透性、抗压强度与耐久性，适用于大多数地质条件。根据复勘孔揭露情况，本地层有相当大一部分地层存在较大裂隙通道且与库水位连通，由于水库已蓄水，大的裂隙通道存在承压动水可能。为控制浆液扩散范围，提高材料使用经济性，建议根据情况使用部分水泥水玻璃双浆液、膏状浆液或硅溶胶浆液。水泥水玻璃双浆液具有快速凝固的特点，适用于封堵大裂隙通道；膏状浆液与硅溶胶浆液则具有低流动性，能够有效控制浆液扩散范围。通过合理选择灌浆材料，可提升灌浆效果与施工经济性。施工过程中应根据地层特性与灌浆目标合理调整材料配比与施工参数，确保灌浆效果达到设计要求。通过科学合理的材料选择与施工管理，可有效提升灌浆质量，为水库防渗提供可靠保障。

3.4 灌浆孔布置与施工管理建议

灌浆孔的布置与施工管理是确保灌浆效果的关键环节。建议灌浆孔采用双排布孔，布置间距 2 . 0 m ，排距1.5m，以确保灌浆覆盖范围均匀且无遗漏。双排布孔能够形成连续的防渗帷幕，有效封堵渗漏通道。在施工过程中，应严格控制施工质量，确保灌浆效果达到设计要求。应根据复勘孔检测结果与渗漏情况，制定详细的灌浆施工方案，明确灌浆范围、灌浆材料与施工参数。在施工过程中应加强监测与质量控制，实时跟踪灌浆效果，并根据实际情况调整施工参数。灌浆施工完成后应进行全面的质量检测，确保渗漏问题得到有效解决。通过科学合理的施工管理，灌浆处理将为水库安全运行提供可靠保障。施工过程中应加强安全管理，确保施工人员与设备的安全，避免发生安全事故。通过科学合理的施工管理与质量控制，可有效提升灌浆效果，为水库防渗提供可靠保障。

结束语

水库帷幕灌浆材料性能与地质适应性研究是确保防渗工程效果的重要基础，通过深入分析灌浆材料在不同地质条件下的性能表现，工程人员能够优化材料选择与施工工艺，提升防渗效果与工程耐久性。未来随着新材料与新技术的不断发展，帷幕灌浆技术将更加高效与环保，为水库防渗工程提供更可靠的技术支持。

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