李珍　李玉婕

摘 要：長江上游巨型電站多位于高山峽谷，地質(zhì)條件復(fù)雜，建筑物地基和基礎(chǔ)常遭遇不良地質(zhì)體、微細裂隙發(fā)育等復(fù)雜巖體。針對上述不良地質(zhì)體防滲加固補強灌漿處理的技術(shù)難題，通過室內(nèi)和現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗，開展了高性能化學(xué)灌漿材料、水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿精細控制技術(shù)的研究與應(yīng)用，研發(fā)制備了高強度、高浸潤滲透性、膠凝時間大范圍精確可調(diào)、水下固結(jié)性能好且環(huán)保無毒的高性能環(huán)氧樹脂灌漿材料，提出了“同孔復(fù)合”“異孔復(fù)合”灌漿工藝，形成了“逐級快速升壓”的材料粘度、膠凝時間和灌漿壓力等多工藝參數(shù)聯(lián)合調(diào)節(jié)的水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿精細控制技術(shù)，實現(xiàn)了有壓水和動水條件下低滲性不良地質(zhì)體的有效處理。研究成果成功應(yīng)用于三峽工程、溪洛渡水電站、向家壩水電站、烏東德水電站等長江上游巨型電站，保障了工程安全運行和工程效益發(fā)揮，可為國家水網(wǎng)建設(shè)提供重要技術(shù)支撐，助力長江經(jīng)濟帶高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)鍵詞：復(fù)合灌漿；長江上游；巨型電站；不良地質(zhì)體；基礎(chǔ)處理

中圖分類號：TV543? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引 言

長江上游已形成世界上規(guī)模最大的水電站群，其中烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、三峽等5座水電站裝機規(guī)模位居世界前十，在防洪、發(fā)電、航運、供水、生態(tài)等方面具有不可替代的重要地位，是國家水電能源戰(zhàn)略工程。然而，5座水電站在大壩、電站廠房、船閘等建筑物的地基與基礎(chǔ)中均遇到了花崗巖斷層破碎帶[1-10]、砂巖擠壓破碎帶和撓曲破碎帶[11-15]、玄武巖層間層內(nèi)錯動帶[16-18]、白云質(zhì)角礫破碎巖[19-20]等不良地質(zhì)體，這些不良地質(zhì)體的存在嚴重影響建筑物的滲透穩(wěn)定、抗滑穩(wěn)定及抗變形能力，甚至影響工程安全運行和服役壽命，為此在建設(shè)過程中根據(jù)不良地質(zhì)體巖體特征性狀、不同建筑物地基與基礎(chǔ)受力狀態(tài)等開展了復(fù)合灌漿處理技術(shù)研究和應(yīng)用。從目前各電站運行情況來看，復(fù)合灌漿是處理水工建筑物地基與基礎(chǔ)不良地質(zhì)體行之有效的措施，不僅確保了工程按時蓄水發(fā)電，也保障了工程的安全運行，可為類似工程復(fù)雜地基與基礎(chǔ)處理提供重要借鑒。

1 復(fù)合灌漿技術(shù)

1.1 復(fù)合灌漿的提出

復(fù)合灌漿指水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿，是通過鉆孔、埋管或其他方法按設(shè)定順序?qū)⑺酀{液和化學(xué)漿液注入受灌體，以達到防滲、堵漏、補強和加固目的的綜合工程措施[21-22]。

水泥灌漿材料主要有普通水泥、濕磨細水泥、超細水泥；化學(xué)灌漿材料主要有環(huán)氧樹脂、丙烯酸鹽等。水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿技術(shù)可以將耐久性好、效率高的水泥灌漿材料與滲透性好、強度高的化學(xué)灌漿材料充分結(jié)合，達到理想的灌漿效果。

1.2 復(fù)合灌漿技術(shù)工藝特征

根據(jù)灌漿孔孔位布置及漿液擴散情況，水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿可分為同孔復(fù)合灌漿和異孔復(fù)合灌漿。同孔復(fù)合灌漿是指利用同一鉆孔先將水泥漿液注入受灌體，在同一灌漿孔內(nèi)擴孔或掃孔注入化學(xué)漿液的復(fù)合灌漿工藝。異孔復(fù)合灌漿則是指利用鉆孔先將水泥漿液注入受灌體，再通過排間或排內(nèi)其他鉆孔注入化學(xué)漿液的復(fù)合灌漿工藝。根據(jù)不同地質(zhì)條件和工程要求，復(fù)合灌漿可采用異孔復(fù)合灌漿，也可采用同孔復(fù)合灌漿。對于低滲性不良地質(zhì)體水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿處理，一般選擇同孔復(fù)合灌漿工藝；當現(xiàn)場試驗環(huán)氧漿液擴散情況較差時，可考慮異孔復(fù)合灌漿工藝。

基巖復(fù)合灌漿處理宜自上而下分段灌漿，具備條件時也可采用自下而上分段灌漿。根據(jù)地質(zhì)條件、工程要求和灌注漿液性質(zhì)等，水泥灌漿宜選用孔口封閉灌漿法，化學(xué)灌漿宜選用自上而下分段灌漿法。根據(jù)相應(yīng)灌漿方法，水泥灌漿應(yīng)選用循環(huán)式灌漿，化學(xué)灌漿應(yīng)選用純壓式灌漿。

1.3 復(fù)合灌漿技術(shù)關(guān)鍵工藝參數(shù)

復(fù)合灌漿技術(shù)工藝研究涉及開灌原則、孔位布置、壓力控制、結(jié)束標準等關(guān)鍵工藝參數(shù)，以及化學(xué)漿液在動水下的固化狀況和擴散范圍。選擇水泥-化學(xué)灌漿方案時，應(yīng)系統(tǒng)研究工程被灌體的巖性特征、承受水頭壓力大小、滲透穩(wěn)定情況及漿液性能，確定適用于不同軟弱層帶巖體、不同工況下的水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿工藝參數(shù)。

化學(xué)灌漿的開灌標準是保證水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿質(zhì)量的重要指標。大量工程驗證表明[5-16]，開灌標準不宜依據(jù)水泥灌漿吸漿量，而宜采用受灌體透水率，即化學(xué)灌漿應(yīng)當在滿足透水率低于一定標準后才可開始。目前大多數(shù)成功應(yīng)用案例中，開灌標準條件采用透水率q＜1 Lu。當濕磨細灌漿效果較差時，開灌標準需根據(jù)現(xiàn)場試驗情況進行適當調(diào)整。

灌漿壓力為漿液擴散至待填充部位提供運動動力，是化學(xué)灌漿的重要工藝參數(shù)。通常漿液擴散距離與灌漿壓力之間呈正相關(guān)性，灌漿壓力越大，漿液充填距離越大。但是，壓力過大會造成地面抬動甚至劈裂地層，還會導(dǎo)致竄漿、冒漿等材料浪費。此外，漿液凝膠時間也會嚴重影響灌漿效果與工程成本。凝膠時間與材料性能、滲流速度、巖體厚度等因素有關(guān)。因此，灌漿工藝參數(shù)需要適應(yīng)性強、精準可控，不僅需要充分注入填充軟弱層帶受灌體，同時避免造成巖體破壞，在實際應(yīng)用中一般要進行生產(chǎn)性試驗，以確定灌漿孔排距、壓力、漿液變換原則、結(jié)束標準等工藝參數(shù)。

2 三峽工程花崗巖斷層破碎帶復(fù)合灌漿試驗

三峽工程主體建筑物基礎(chǔ)為前震旦紀閃云斜長花崗巖，屬塊狀結(jié)構(gòu)，巖性均一、完整，力學(xué)強度高，屬優(yōu)良壩基。但在升船機和永久船閘等建筑物基礎(chǔ)內(nèi)有一定規(guī)模性狀很差的斷層，構(gòu)造巖膠結(jié)差，風(fēng)化強烈，呈疏松半疏松狀，沿斷層帶透水性較強。這些斷層對建筑物某些部位的基礎(chǔ)應(yīng)力傳遞極為不利，必須進行穩(wěn)妥可靠的處理以提高其彈性模量和基巖整體承載力。經(jīng)設(shè)計單位和建設(shè)單位研究決定采用水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿進行處理，并選在F215斷層進行現(xiàn)場試驗。通過試驗，研究適合于三峽工程斷層的水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿施工工藝、復(fù)合灌漿處理斷層破碎帶的技術(shù)可行性和處理效果的可靠性。

2.1 灌漿材料

水泥漿液采用濕磨細水泥，最大粒徑≤40 mm；化學(xué)漿液采用長江科學(xué)院研發(fā)的CW系環(huán)氧樹脂灌漿材料。斷層灌漿處理除了滿足充填裂隙，還要求化學(xué)漿液對斷層疏松-半疏松巖體產(chǎn)生浸潤滲透作用，達到改造斷層巖體性狀的效果，因此選用具有漿液粘度低、可灌性好、可操作時間長、可水下固化等特點的CW系化學(xué)漿液。

2.2 復(fù)合灌漿工藝

濕磨細水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿工藝的理論基礎(chǔ)在于水泥漿材與化學(xué)漿液通過被灌體斷層破碎點以包覆、網(wǎng)絡(luò)等方式固結(jié)成一個復(fù)合整體。在工序上，往往是先外圍后中心部位灌漿。在漿（材）液充填上，首先是濕磨細水泥漿材充填較大空隙而后化學(xué)漿液填滿較小裂隙。在灌漿功能上，水泥往往是帷幕固結(jié)，化學(xué)漿液充填防滲。水泥與化學(xué)兩類漿材互為補充，互相兼容，最終使斷層破碎點處理達到工程設(shè)計要求。復(fù)合灌漿主要工藝技術(shù)要求如下。

（1）水泥灌漿。水泥灌漿孔孔徑一般為Φ76 mm。

第一段采用常規(guī)阻塞灌漿，阻塞器阻塞在底板混凝土內(nèi)20 cm，第二段及以下各段采用“小口徑、孔口封閉、自上而下分段、孔內(nèi)循環(huán)”高壓灌漿。灌漿段長度，第一段為2 m，第二段為1 m，第三段為2 m，第四段及以下各段一般為5 m。灌漿壓力，第一段為1.0 MPa，第二段為1.5 MPa，第三段為2.0 MPa，第四段及以下各段為5 MPa。灌漿壓力以回漿管壓力讀數(shù)為準，壓力表讀數(shù)以峰值為準，灌漿時壓力表指針擺動范圍小于灌漿壓力的20%。

（2）化學(xué)灌漿。采用孔口封閉、自上而下分段的填壓式灌漿。灌漿段長度，第一段為2 m，第二段為1 m，第三段為2 m，以下各段為5 m。最大灌漿壓力為5 MPa。灌漿結(jié)束標準原則上按達到不吸漿再屏漿1 h。

（3）復(fù)合灌漿孔灌漿。灌漿孔先用濕磨細水泥漿材灌漿，當吸漿量小于5 L/min后，重新掃孔，采用化學(xué)漿液灌漿。結(jié)束標準同化學(xué)灌漿。

（4）斷層高壓沖洗?？紤]到斷層構(gòu)造巖風(fēng)化、遇水松軟的蝕變特性，為保證灌漿質(zhì)量和處理效果，在實施水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿前先用高壓水、氣沿斷層盡量沖洗出疏松物。水壓為25～30 MPa，氣壓為0.6～0.7 MPa。

2.3 試驗結(jié)果及效果分析

通過灌漿試驗前后壓水試驗、聲波測試、彈性模量測試結(jié)果，并結(jié)合灌后檢查孔芯樣力學(xué)性能和微觀測試成果對復(fù)合灌漿處理效果進行綜合分析。

2.3.1 壓水試驗

濕磨細水泥灌漿前壓水試驗透水率平均值為

7.2 Lu，化學(xué)灌漿前透水率小于0.3 Lu，復(fù)合灌漿后透水率小于0.06 Lu（大部分實際為0），說明復(fù)合灌漿大大改善了巖層的透水性，處理后的巖層基本不透水。

2.3.2 聲波測試

斷層帶灌漿試驗前后聲波測試值見圖1，可以看出，斷層帶經(jīng)過復(fù)合灌漿處理后，巖層的聲波值均有提高，且增幅達15%，說明斷層破碎帶的密實性得到了一定程度提高。

2.3.3 彈性模量測試

斷層帶復(fù)合灌漿前平均彈性模量為3.4 GPa，復(fù)合灌漿后斷層平均彈性模量為23.4 GPa，說明斷層破碎帶經(jīng)水泥灌漿充填大空隙后化學(xué)漿液進一步充填滲透至微細裂隙，大大提高了斷層帶巖體的完整性。

2.3.4 檢查孔芯樣力學(xué)性能及理化分析

在復(fù)合灌漿試驗區(qū)域共布置3個檢查孔，從檢查孔取芯情況看，檢查孔均穿過斷層及破碎帶部位。從芯樣照片可以看出，無論是巖石裂隙，還是粘土層，CW漿液均具有很好的浸潤和滲透性能，且濕磨細水泥漿液與化學(xué)漿液互穿效果明顯。結(jié)合芯樣掃描電鏡（SEM）和讀數(shù)顯微鏡測試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)CW漿液可灌入0.001 mm的微細裂隙。檢查孔力學(xué)性能試驗結(jié)果見表1。

從表1可以看出，無論是斷層部位還是裂隙部位復(fù)合灌漿后芯樣軸心抗壓強度、變形模量、泊松比、抗拉強度、摩擦系數(shù)f值均超過設(shè)計要求的相應(yīng)指標，而C值低于1.5 MPa的設(shè)計要求，但與灌漿試驗前的C值0.16 MPa相比，則有明顯提高。

從灌漿前后斷層部位的理化分析結(jié)果看，灌漿之前主要組分為碎裂巖和粘土，主要是粘土的化學(xué)分；灌漿后，由于水泥漿和化學(xué)漿液的灌入，原有化學(xué)成分發(fā)生變化，主要組分為水泥、環(huán)氧樹脂和碎裂巖。水泥和環(huán)氧樹脂含量分別達25.4%～60.1%和17.8%～28.0%。

2.4 小結(jié)與建議

采用濕磨細水泥-環(huán)氧樹脂復(fù)合灌漿處理斷層破碎帶后巖體各項指標整體達到設(shè)計要求，但是有的指標略偏高，也有個別指標未達到設(shè)計要求。建議在后續(xù)應(yīng)用時做以下調(diào)整：一是在施工工藝方面，試驗時采用了高壓噴射將斷層內(nèi)軟弱泥化物及疏松狀構(gòu)造巖沖洗出來，但沖洗效果與斷層部位的準確性、沖洗深度及沖洗工藝密切相關(guān)，故而應(yīng)合理采用高壓噴射沖洗技術(shù)。二是對以疏松-半疏松狀、風(fēng)化劇烈的角礫巖為主并夾有軟弱泥化夾層的構(gòu)造巖斷層，灌漿壓力宜控制在3～4 MPa，且灌注時間要長。為提高化學(xué)漿液對夾泥斷層的浸潤滲透作用，在較高灌漿壓力下，孔段灌漿時間以不小于72 h為宜；對以較堅硬的碎裂巖為主的構(gòu)造巖斷層，建議灌漿壓力在2～5 MPa。三是通過對灌漿試驗后檢查孔芯樣力學(xué)指標測試分析，原設(shè)計擬達到的個別指標稍微偏高，建議在不影響主要功能的情況適當降低指標參數(shù)。

3 向家壩水電站砂巖破碎帶復(fù)合灌漿試驗

向家壩水電站是金沙江下游河段規(guī)劃的最末一個梯級，壩址巖性巖相多變，構(gòu)造上處在背斜傾伏段，且發(fā)育有膝狀撓曲，地質(zhì)條件復(fù)雜。巖石類型主要為細粒至中粗粒砂巖和粉砂巖及泥質(zhì)巖，存在的擠壓帶和撓曲核部破碎帶分布范圍廣，規(guī)模很大，巖體破碎，質(zhì)量差。這些不良地質(zhì)體對壩基變形、抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定都有影響。前期普通水泥灌漿達不到設(shè)計要求，為此，經(jīng)設(shè)計單位和建設(shè)單位研究決定選擇在壩基存在撓曲核部破碎帶和擠壓破碎帶部位進行水泥-環(huán)氧樹脂復(fù)合灌漿現(xiàn)場試驗，驗證環(huán)氧樹脂灌漿材料對破碎帶巖體的適用性和復(fù)合灌漿帷幕防滲的可行性和可靠性，同時選定合適的灌漿壓力、孔位布置等化學(xué)灌漿工藝參數(shù)。

3.1 試驗場地選擇

擠壓破碎帶復(fù)合灌漿試驗區(qū)位于左非9壩段下游部位。巖石總體屬于中等風(fēng)化，局部順破碎夾層和裂隙密集帶呈強風(fēng)化。巖性以灰白色、灰黃色厚至巨厚層狀中細粒砂巖為主，夾有薄層狀砂巖和泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。

撓曲核部破碎帶復(fù)合灌漿試驗區(qū)位于泄5至泄6壩段的壩踵上游部位。巖體主要呈碎塊結(jié)構(gòu)和碎屑結(jié)構(gòu)，尤其是碎屑結(jié)構(gòu)物質(zhì)的顆粒細，具有原位條件下含水率低（約4%）、密實度高（2.3 g/cm3），但強度低，滲透系數(shù)?。?0-5 cm/s），遇水易塌孔，可灌性差等特點。

3.2 灌漿材料及設(shè)備

試驗采用濕磨細水泥漿液，42.5 MPa高抗硫酸鹽水泥原始漿液經(jīng)三臺濕磨機串聯(lián)，即“三機聯(lián)磨”的磨細工藝現(xiàn)場制備。濕磨細水泥顆粒粒度平均粒徑D50＜12 ?m，最大粒徑D97＜35 ?m。

化學(xué)灌漿材料采用長江科學(xué)院研發(fā)的CW系環(huán)氧樹脂，該材料是由新型的環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、表面活性劑、固化劑等組成的雙組份灌漿材料，具有配制簡單，可灌性好，力學(xué)強度高，在干燥及潮濕條件和水中都能很好固化的特點。CW系環(huán)氧樹脂灌漿材料主要性能見表2。

化學(xué)灌漿泵采用長江科學(xué)院研發(fā)的步進電機驅(qū)動灌漿泵，可保持穩(wěn)定壓力長時間灌漿，具有自動計量累計灌漿量和自動壓力控制功能。

3.3 復(fù)合灌漿工藝

試驗采用水泥-環(huán)氧樹脂同孔復(fù)合灌漿工藝，濕磨細水泥灌漿采用孔口封閉循環(huán)式灌漿，化學(xué)灌漿采用孔內(nèi)阻塞純壓式灌漿。

左非9壩段水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿孔穿插在帷幕水泥灌漿孔之中，共8個CW系環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿孔，分1區(qū)和2區(qū)，其中1區(qū)1排3個灌漿孔，孔距2 m，2區(qū)共5個孔，孔排距為1 m×1 m，兩個試驗區(qū)各布置兩個灌后檢查孔。

泄5至泄6壩段帷幕灌漿試區(qū)布置4個CW系環(huán)氧類化學(xué)灌漿材料孔，孔距1.0 m，布置3個檢查孔，其中一個檢查孔為設(shè)計補充布置，主要是為了觀察壓水的破壞過程，并計算壓水破壞時的水力坡降。

濕磨細水泥灌漿壓力采用帷幕灌漿中間排Ⅲ序孔的灌漿壓力（3.5 MPa）。灌漿采用 5個比級（3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1，0.5∶1）的水灰比，開灌水灰比為3∶1（或2∶1）。在最大設(shè)計壓力下，注入率不大于1 L/min后，繼續(xù)灌注60 min，可結(jié)束灌漿。灌漿結(jié)束后待凝12 h，然后擴孔進行化學(xué)灌漿。

化學(xué)灌漿壓力按不超過濕磨細水泥灌漿壓力80%控制（2.5 MPa）。灌漿時采取低壓慢灌的方法逐步升至設(shè)計壓力，灌漿泵壓力按4～5級設(shè)定，當達到或接近化學(xué)灌漿泵壓力設(shè)定值，且注入率低于0.1 kg/min，持續(xù)時間超過1 h后，可升高化學(xué)灌漿泵設(shè)定壓力到下一級，直到壓力升至最大設(shè)計壓力，并在最大設(shè)計壓力下達到注入率≤0.01 kg/min，屏漿1 h即可結(jié)束灌漿；對于持續(xù)灌漿時間超過72 h的孔段，可在注入率≤0.05 kg/min后，屏漿1 h結(jié)束灌漿。

灌漿結(jié)束后，關(guān)閉回漿閥和進漿閥，待壓力表讀數(shù)歸零后，用0.5∶1水泥漿置換管孔中漿液并拔管清洗，置換后待凝24 h可進行下一段灌漿作業(yè)。全孔灌漿結(jié)束后，灌漿孔采用0.5∶1水泥漿進行全孔灌漿封孔。

3.4 試驗質(zhì)量檢查與成果分析

3.4.1 檢查孔壓水成果分析

采用五點法壓水試驗，壓力按0.3、0.6、1.0、0.6、0.3 MPa逐級變壓，壓水試驗結(jié)果見表3。可知，復(fù)合灌漿后各破碎帶透水率降低明顯。

左非9壩段做全壓力為1.095 MPa的疲勞壓水試驗，2區(qū)檢查孔經(jīng)過72 h疲勞壓水后透水率仍為0；1區(qū)檢查孔在經(jīng)過54.5 h壓水試驗后，透水率為0.04 Lu，且隨著疲勞壓水時間的延長透水率增大，56.5 h為2.42 Lu。為防止疲勞壓水試驗對試區(qū)地層和帷幕產(chǎn)生破壞，停止疲勞壓水試驗。從疲勞壓水結(jié)果來看，2區(qū)檢查孔效果優(yōu)于1區(qū)。

泄5至泄6壩段做全壓力為2.265 MPa的疲勞壓水試驗，經(jīng)72 h透水率為0；對灌后檢查孔進行破壞性壓水試驗，經(jīng)99 h壓水，全壓力達到

3.765 MPa時，出現(xiàn)破壞跡象，水力破壞坡降為263.29，而帷幕灌漿前水力破壞坡降為21，灌后提高了11.54倍。可以認為，經(jīng)復(fù)合灌漿后擠壓破碎帶和撓曲核部破碎帶透水性明顯下降，同時強度也得到較大提升。

3.4.2 灌后檢查孔聲波測試

采用單孔法進行聲波測試。復(fù)合灌漿檢查孔聲波測試結(jié)果見圖2、圖3。

普通水泥灌漿后平均波速3 703 m/s，波速小于3 000 m/s的比例為7.41%，大于3 500 m/s的比例為71.60%。左非9壩段1區(qū)、2區(qū)擠壓破碎帶灌后波速平均值分別為3 378 m/s和3 189 m/s，均低于灌前平均波速，但在泄5至泄6階段撓曲核部破碎帶灌漿后平均波速比灌前提高16.8%，波速小于2 500 m/s

的比例由灌前75%降為0，2 500～3 000 m/s的比例由25%上升到74%，波速大于3 000 m/s的比例由0提高到26%，波速改善明顯。說明化學(xué)漿液能填充水泥漿液不能到達的細微裂隙，灌后巖體的均一性得到顯著改善。

3.4.3 灌后檢查孔芯樣

從檢查孔鉆孔取芯情況看，部分芯樣在裂隙中可見水泥結(jié)石，表明水泥漿對較大裂隙起到封堵作用。擠壓破碎帶和撓曲核部破碎帶影響帶芯樣微細裂隙中環(huán)氧樹脂漿液充填飽滿，芯樣較完整，含泥質(zhì)砂層段巖芯裂隙中可見大量黃色環(huán)氧樹脂漿液充填，泥質(zhì)碎屑被膠結(jié)成柱狀；粉細砂被黃色的環(huán)氧樹脂漿液固結(jié)成巖石狀，強度高。表明CW系環(huán)氧樹脂灌漿材料巖體的充填和浸潤效果較好，對夾泥層和碎屑狀巖體有一定的處理效果。部分芯樣見圖4。

3.5 小結(jié)與建議

復(fù)合灌漿試驗后檢查成果顯示：檢查孔透水率比復(fù)合灌漿前平均透水率均有所降低，其中撓曲破碎帶由灌漿前平均透水率3.05 Lu降為0.075 Lu，做全壓力疲勞壓水試驗，經(jīng)72 h透水率為0，水力破壞坡降比灌前提高11.54倍，灌漿后平均波速比灌前提高達16.8%。取芯樣情況表明CW系環(huán)氧樹脂灌漿材料對破碎帶有很好的浸潤效果。

因此，在前期水泥帷幕灌漿的基礎(chǔ)上，采取先灌濕磨細水泥，后擴孔進行化學(xué)灌漿的濕磨細水泥-化學(xué)“同孔復(fù)合”的灌漿工藝是可行的。試驗中所采用的灌漿壓力為不超過帷幕普通水泥灌漿最大灌漿壓力的80%（最大2.5 MPa），復(fù)合灌漿孔的孔間距為1 m，段長≤5 m，是合理的。CW系環(huán)氧樹脂灌漿材料對破碎帶具有很好的浸潤性和滲透性。

由于擠壓破碎帶和撓曲破碎帶巖體巖相多變，地質(zhì)條件非常復(fù)雜，巖性不均勻等原因，在實際應(yīng)用中提出如下建議：一是對擬開展化學(xué)灌漿的區(qū)域采取孔內(nèi)復(fù)合灌漿工藝。實際灌漿中為節(jié)省工期可先一次性灌完全孔段濕磨細水泥，再逐段擴孔進行化學(xué)灌漿，濕磨細灌漿壓力宜采用帷幕普通水泥灌漿的最大灌漿壓力。二是為提高壩基帷幕長期高水頭作用下的耐久性和穩(wěn)定性，并達到較好的防滲效果，壩基撓曲核部破碎帶的補強加固處理用化學(xué)灌漿材料，建議選用CW系高滲透性環(huán)氧樹脂灌漿材料。三是化學(xué)灌漿設(shè)計壓力宜采用帷幕普通水泥灌漿最大灌漿壓力的80%，原則上不超過帷幕普通水泥灌漿的最大灌漿壓力。若達不到該化學(xué)灌漿設(shè)計壓力，在灌漿量達到足夠化學(xué)灌漿滲透范圍的前提下可適當降低化學(xué)灌漿壓力，但應(yīng)嚴格化學(xué)灌漿結(jié)束標準對于注入率和純灌時間的規(guī)定。四是考慮到化學(xué)漿液擴散范圍有限且隨巖層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，化學(xué)灌漿孔距不宜大于1 m，為保證更好的灌漿效果，可間孔穿插布置一排排距1 m，孔距2 m的化學(xué)灌漿補強孔。

4 溪洛渡水電站玄武巖錯動帶復(fù)合灌漿試驗

溪洛渡水電站是金沙江干流梯級開發(fā)的倒數(shù)第二個梯級，大壩基礎(chǔ)均為二疊系玄武巖，在395～341 m高程主要分布致密狀玄武巖和含斑玄武巖，層間、層內(nèi)錯動帶和節(jié)理裂隙較發(fā)育。河床部位基巖在300 m高程分布有層間層內(nèi)錯動帶及節(jié)理裂隙。層間層內(nèi)錯動帶一般厚度為5～10 cm，主要為粗顆粒的玄武巖角礫、碎塊，部分充填少量巖屑和泥質(zhì)，透水性較強，易形成透水帶。蓄水后，河床壩段帷幕最高將承受近300 m高水頭的壓力，在高水頭的長期作用下，層間層內(nèi)錯動帶的破碎巖體可能發(fā)生進一步破壞，而隨著一些泥砂質(zhì)在長期滲漏過程中不斷流失，最終會形成孔洞，破壞帷幕的完整性，引發(fā)安全問題。

河床壩段基巖破碎帶分布集中區(qū)域雖然經(jīng)過水泥灌漿及細水泥補灌，但因巖層的特殊性和處理方式的局限性，仍不能達到理想的效果。為提高帷幕強度，擬在河床壩段開展水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿生產(chǎn)性試驗，研究復(fù)合灌漿對該地層的可灌性以及參數(shù)和方案的選擇，并指導(dǎo)后續(xù)工作。

4.1 試驗壩段及孔位布置

在河床壩段16壩段全壩段進行補強復(fù)合灌漿生產(chǎn)性試驗，復(fù)合灌漿處理深度為入巖25 m。參考前期帷幕灌漿、補強灌漿及檢查孔布孔方案，本次試驗共布置兩排共26個復(fù)合灌漿孔，第一排位于原帷幕灌漿孔上游排和中間排之間，第二排位于原帷幕灌漿孔中間排和下游排之間，孔距2.0 m，排距1.3 m，位于橫縫附近的灌漿孔孔距適當縮小，以避開橫縫止水。兩排孔呈三角形分布，分兩序進行復(fù)合灌漿施工。

4.2 復(fù)合灌漿工藝

試驗采用水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿中的“自上而下分段灌漿法”，進行濕磨細水泥-環(huán)氧樹脂漿液“同孔復(fù)合”灌漿，濕磨細水泥灌漿采用孔口封閉進行循環(huán)式灌漿，化學(xué)灌漿采用孔內(nèi)阻塞進行純壓式灌漿。施工時鉆孔次序與灌漿次序要保持一致，不允許一次成孔和任意開孔。同一排相鄰的兩個同序孔之間或不同排相鄰的兩個同序孔之間在巖石中鉆孔灌漿的高差不得小于15 m。為加快施工進度，允許對一個單元范圍內(nèi)的同排孔鉆埋孔口管?？傮w試驗程序為Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→檢查孔。

濕磨細水泥灌漿壓力為原帷幕灌漿三序孔的灌漿壓力，即第一段按2.5～3.5 MPa控制，第二段按4.0～5.0 MPa控制，第三段及以下各段按5.0～5.5 MPa控制。逐級升壓至設(shè)計壓力。帷幕水泥-化學(xué)灌漿段起始段長度分別為2.0 m和3.0 m，以下長度均采用5.0 m。水泥灌漿水灰比（重量比）有3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1（或0.5∶1）5個比級。開灌水灰比為3∶1或2∶1，根據(jù)現(xiàn)場實際情況適當調(diào)整。灌漿段應(yīng)在最大設(shè)計壓力下，注入率不大于1 L/ min后，繼續(xù)灌注60 min，灌漿即可結(jié)束。

CW系環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿采用“自上而下分段灌漿，孔內(nèi)阻塞純壓式灌漿法”施工，阻塞器阻塞于被灌段頂部上方0.5 m處。灌漿過程以“逐級升壓、緩慢浸潤”為原則，每段灌漿壓力結(jié)合現(xiàn)場實際情況確定，緩慢升壓，按4級進行升壓，初始壓力不大于最大灌漿壓力的1/3，第二級、第三級及最后級灌漿壓力分別為最大壓力的1/2、1/1.25及最大壓力?；瘜W(xué)灌漿結(jié)束標準：在層間錯動帶上部分段最大設(shè)計壓力下，注入率不大于0.02 kg/min時，繼續(xù)灌注30 min或達到膠凝時間，可結(jié)束該段灌漿；在層間錯動帶段最大設(shè)計壓力下，達到不吸漿或注入率不大于0.01 kg/min時，繼續(xù)灌注60 min或達到膠凝時間，可結(jié)束該段灌漿。亦可根據(jù)灌漿情況當持續(xù)灌漿時間超過72 h，將灌漿結(jié)束標準適當放寬至0.05 kg/min。由于各部位地層結(jié)構(gòu)不均一，針對某些特定的不良地質(zhì)體，灌漿結(jié)束注入率標準可根據(jù)灌漿效果適當下調(diào)。

4.3 試驗質(zhì)量檢查與成果分析

復(fù)合灌漿試驗完成后對檢查孔進行了質(zhì)量檢查。每一段鉆孔取芯完成后均進行五點法壓水檢查，最大壓水壓力為2.0～2.5 MPa。檢查孔鉆孔終孔后，對其進行聲波測試與孔內(nèi)攝像。

結(jié)果表明，各段壓水透水率均滿足設(shè)計要求，最大透水率為0.14 Lu，表明復(fù)合灌漿效果良好。各檢查孔均取得了一些較好的芯樣，可以看到CW環(huán)氧漿材不僅能滲入水泥漿液無法進入的細微裂隙，對巖石碎塊和碎屑也有很好的粘接效果，部分檢查孔芯樣照片見圖5。

在檢查孔芯樣中既有水泥漿結(jié)石，同時在巖芯裂隙中環(huán)氧漿液填充飽滿，說明復(fù)合灌漿中水泥漿對基巖較大裂隙進行有效封堵，同時環(huán)氧漿液滲入微裂隙中提高了基礎(chǔ)的抗?jié)B性和強度。

在16壩段347 m灌漿廊道帷幕線施工區(qū)域，布置3個復(fù)合灌漿灌檢查孔，根據(jù)該區(qū)域復(fù)合灌漿灌前、灌后鉆孔統(tǒng)計，全區(qū)整體聲波檢查分析見表4?？芍?，16壩段在帷幕線區(qū)域全孔段復(fù)合灌漿后單孔聲波平均速度提高了4.2%；小于4 000 m/s的聲波波速值降低了4.7%；大于5 000 m/s的聲波波速值上升了12.0%。說明復(fù)合灌漿起到了改善巖層地質(zhì)條件的作用。

4.4 小結(jié)與建議

復(fù)合灌漿試驗后檢查成果顯示：檢查孔透水率比復(fù)合灌漿前平均透水率均有所下降；灌漿后平均波速比灌漿前提高4.2%；從檢查孔芯樣可以看出CW環(huán)氧漿材不僅能深入水泥漿液無法進入的細微裂隙，對巖石碎塊和碎屑也有很好的粘結(jié)效果。

同時，通過現(xiàn)場試驗過程中對施工特性、灌注過程中各種現(xiàn)象的分析總結(jié)，確定壩基帷幕高水頭下層間層內(nèi)錯動帶水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿采用同孔復(fù)合、孔內(nèi)阻塞工藝能有效補強加固帷幕。具體工藝控制參數(shù)如下。

（1）化學(xué)灌漿開灌標準。灌漿前應(yīng)對透水率大和涌水的孔先進行水泥灌漿，控制地下水的流動速度和對漿液的稀釋與沖蝕，盡量減少地下水滲流對化學(xué)漿液擴散的影響。建議開灌時要求被灌部位透水率達到2 Lu，以保證防滲補強效果和灌漿效率。

（2）灌漿壓力控制。灌漿起始壓力應(yīng)該大于鉆孔涌水壓力0.2 MPa，最大灌注壓力比該處水頭壓力大1.5 MPa，但需遵循設(shè)計提出的不大于5 MPa的要求，以防發(fā)生裂隙劈裂。建議在不導(dǎo)致錯動帶變形破壞情況下，可快速升壓，以提高工效。

（3）孔距設(shè)定。試驗確定孔距為2 m。

（4）灌漿時間控制?？紤]到層間層內(nèi)錯動帶的地質(zhì)特點和高水位庫水作用，采用平均4～5 MPa壓力灌漿時，壩軸向擴散半徑大于1.1 m，建議灌漿時間不少于25 h。

（5）結(jié)束標準。當化灌達到結(jié)束壓力且流量小于0.01 kg/min時，連續(xù)灌注60 min后可結(jié)束灌漿；單耗已超過60 kg/m時，可將灌漿結(jié)束標準適當放寬至0.05 kg/min。

5 烏東德水電站B類角礫巖復(fù)合灌漿試驗

烏東德水電站是金沙江下游河段四個水電梯級中的最上游梯級，大壩右岸高程850 m灌漿平洞段位于Pt2l3-1地層，巖性主要為中厚層大理巖、互層～中厚層灰?guī)r、中厚層灰?guī)r夾大理巖，且發(fā)育B類角礫巖。左岸地下廠房頂拱存在較大規(guī)模B類角礫巖，是壩址區(qū)局部灰?guī)r、白云巖、大理巖等巖體受構(gòu)造或其他因素影響先破碎成角礫，后期在低溫?zé)嵋旱刭|(zhì)環(huán)境條件下又重新膠結(jié)形成具有局部團塊特征的一類特殊巖體。

角礫巖角礫成分為白云巖及灰?guī)r，含量一般約40%，主要呈弱-微風(fēng)化狀，局部風(fēng)化色變呈灰黃色。角礫巖與周邊正常巖體沒有明顯接觸面，接觸關(guān)系似“熔融接觸”。

B類角礫巖巖體聲波值平均值為4 350 m/s，比圍巖波速小約1 000 m/s，表明B類角礫巖巖體質(zhì)量相對周圍灰?guī)r和白云巖較差。角礫巖所處部位采用水泥灌漿和磨細水泥灌漿后仍不滿足防滲標準要求。為此，開展了針對性的超細水泥-環(huán)氧樹脂復(fù)合灌漿生產(chǎn)性試驗，探索“自下而上”化學(xué)灌漿方式的可行性，比選“同孔”和“異孔”復(fù)合灌漿方式，確定復(fù)合灌漿工藝參數(shù)。

5.1 試驗方案

在大壩右岸高程850 m灌漿平洞B類角礫巖溶蝕區(qū)（樁號K0+237～K0+261m）段補充化學(xué)灌漿孔位于原設(shè)計兩排帷幕中間，新增化灌孔為鉛直孔，選擇18個鉆孔分兩序施工，孔距為1.5 m和1.0 m。主要開展以下幾項試驗。

（1）自上而下分段超細水泥灌漿試驗。為探索分段先超細水泥灌漿、后擴孔化學(xué)灌漿方法的灌漿效果與生產(chǎn)效率，在右岸高程850 m灌漿平洞選擇9個試驗灌漿孔，自上而下分段先超細水泥灌漿，待水泥灌漿結(jié)束后再擴孔化學(xué)灌漿，水泥灌漿采用孔口封閉灌漿。

（2）自下而上化學(xué)灌漿試驗。為比較優(yōu)化施工工藝，提高生產(chǎn)效率，滿足灌漿質(zhì)量要求，待9個試驗灌漿孔超細水泥灌漿結(jié)束后，再擴孔化學(xué)灌漿，選擇1個試驗孔和另一個試驗孔的孔底兩段，探索了自下而上化學(xué)灌漿施工工藝，結(jié)合以往工程經(jīng)驗和現(xiàn)場實際情況，優(yōu)化段長及灌漿壓力、化學(xué)灌漿材料配合比、升壓方式、灌漿結(jié)束標準等工藝參數(shù)。

（3）同孔與異孔復(fù)合灌漿對比試驗。超細水泥灌漿結(jié)束后，選擇兩個試驗孔分別向右方向平移0.65 m、0.50 m，采用Φ76mm鉆具造孔到孔底，開展同孔復(fù)合灌漿和異孔復(fù)合灌漿化學(xué)灌漿比較試驗。同時，結(jié)合分段壓水試驗、灌漿單耗量和孔內(nèi)物探結(jié)果分析同孔復(fù)合灌漿的灌漿效果，確定復(fù)合灌漿方式。

5.2 復(fù)合灌漿工藝試驗

5.2.1 自上而下超細水泥灌漿

采用52.5超細水泥，強度等級≥42.5，最大粒徑D90＜20 ?m，平均粒徑D50＜8 ?m。水泥灌漿時第1段采用孔內(nèi)阻塞法灌漿，第2段及以下各段采用“小口徑鉆孔、孔口封閉、自上而下分段、孔內(nèi)循環(huán)法”灌漿。漿液水灰比采用5：1、3：1等2個比級，開灌水灰比一般為5：1。漿液應(yīng)由稀到濃逐級變換，漿液變換遵循如下原則。

（1）當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少，或當注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變漿液水灰比。

（2）當某級漿液注入量達600 L以上，或灌注時間已達45 min以上，而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時，可換濃一級水灰比漿液灌注。

5.2.2 自下而上超細水泥灌漿

水泥灌漿材料同上，采用52.5超細水泥。水泥灌漿主要設(shè)備采用ZF-A45型增強注水封孔器，孔底第1段及以上各段采用“孔內(nèi)封閉、自下而上分段、孔內(nèi)循環(huán)法”灌漿。漿液水灰比及變漿原則同上。

5.2.3 化學(xué)灌漿工藝

對已進行超細水泥灌漿的試驗孔，采用自下而上分段化學(xué)灌漿，進行異孔復(fù)合灌漿；對未進行超細水泥灌漿的試驗孔，直接采用自下而上分段化學(xué)灌漿，也就是同孔復(fù)合灌漿。采用孔內(nèi)阻塞、純壓式灌漿，分二序施工。選用CW510系列高滲透性環(huán)氧樹脂灌漿材料。灌漿過程以“逐級升壓、緩慢浸潤”為原則，每段灌漿壓力結(jié)合現(xiàn)場實際情況確定，緩慢升壓，按4級進行升壓，初始壓力不大于最大灌漿壓力的1/3、第二級、第三級及最后級灌漿壓力分別為最大壓力的1/2、1/1.25及最大壓力。在該段最大設(shè)計壓力下，注入率不大于0.02 kg/min時，繼續(xù)灌注30 min，屏漿，達到該段化學(xué)灌漿結(jié)束標準。

5.3 灌漿工藝確定

超細水泥和化學(xué)灌漿后單位注灰量區(qū)間分布見圖6，可知：

（1）自上而下分段超細水泥灌漿試驗共計完成超細水泥灌漿109段，灌前平均透水率7.64 Lu，平均單位注灰量39.0 kg/m。灌漿過程中普遍存在失水回濃問題，且出現(xiàn)較多次鉆桿卡塞現(xiàn)象。從灌前透水率區(qū)間分布及變化情況來看，該部位超細水泥灌漿生產(chǎn)性試驗無明顯效果。

（2）自下而上分段超細水泥灌漿試驗選取2個灌漿孔進行了“自下而上、孔內(nèi)分段阻塞超細水泥灌漿”工藝試驗。結(jié)果表明，現(xiàn)場超細水泥灌漿平均透水率0.83 Lu及最大透水率1.29 Lu，水泥灌漿進漿量普遍較?。ǎ?0.0 kg/m），灌漿過程中未出現(xiàn)失水回濃、卡塞等異常情況。為節(jié)約工期，直接采用“自下而上、孔內(nèi)分段阻塞”的化學(xué)灌漿工藝。

（3）自下而上化學(xué)灌漿試驗選取3個灌漿孔進行了“自下而上、孔內(nèi)分段阻塞化學(xué)灌漿”工藝試驗。結(jié)果表明，灌漿過程正常，未出現(xiàn)繞塞、串孔等異常情況，且有兩個孔的孔底段單耗量較高，分別達到了47.5、70.8 kg/m，證明了自下而上化學(xué)灌漿工藝的可行性。

（4）同孔與異孔復(fù)合灌漿對比試驗表明異孔后單耗量顯著增長。此外，通過壓水試驗可知，異孔試驗孔透水率低于1.5 Lu；結(jié)合孔內(nèi)電視錄像結(jié)果分析可知，經(jīng)過超細水泥灌漿后，同孔Φ56 mm試驗孔外壁周圍包裹了一層水泥漿，存在封堵化學(xué)灌漿通道的可能性，且超細水泥標號高強度高，較難在設(shè)計灌漿壓力內(nèi)突破形成多條化學(xué)灌漿滲透通道。因此，對于已進行超細水泥灌漿的試驗段，選擇異孔化學(xué)灌漿更有利于提高灌漿質(zhì)量。

5.4 試驗質(zhì)量檢查與成果分析

大壩右岸高程850 m灌漿平洞水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿生產(chǎn)性試驗完成后，按每單元灌漿總孔數(shù)的10%共布置壓水檢查孔3個，進行取芯與壓水試驗，并進行孔內(nèi)電視錄像。

壓水試驗采取自上而下分段單點法壓水，檢查孔各段壓水試驗結(jié)果見圖7，檢查孔芯樣照片見圖8。取芯結(jié)果表明，在最大孔深75 m處能取出完整巖芯，漿材能夠有效灌入溶蝕帶中的方解石裂隙，且填充飽滿，粘接牢固，同時充填漏水通道中的大孔隙和巖體中的微細裂隙（縫寬＜0.1 mm）。

5.5 小結(jié)與建議

采用“自下而上、孔內(nèi)分段阻塞、異孔復(fù)合”的水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿工藝能有效處理B類角礫巖溶蝕帶，實現(xiàn)防滲加固。

化學(xué)灌漿孔距為1.0 m，采用異孔復(fù)合灌漿的試驗孔，原則上均平移0.5 m。如試驗孔布置與現(xiàn)場已實施孔重合，建議根據(jù)現(xiàn)場試驗孔位再平移±20 cm。

化學(xué)灌漿過程以“逐級升壓、緩慢浸潤”為原則，每段灌漿壓力結(jié)合現(xiàn)場實際情況確定，緩慢升壓，按4級進行升壓，初始壓力不大于最大灌漿壓力的1/3、第二級、第三級及最后級灌漿壓力分別為最大壓力的1/2、1/1.25及最大壓力。

6 復(fù)合灌漿技術(shù)應(yīng)用

通過在三峽F215斷層花崗巖泥化夾層破碎帶、向家壩左非9壩段擠壓破碎帶和右岸泄5至泄6壩段撓曲核部破碎帶、溪洛渡16壩段玄武巖層間層內(nèi)錯動帶和烏東德右岸高程850 m灌漿平洞B類角礫巖溶蝕帶開展的水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗研究，確定了不同不良地質(zhì)體復(fù)合灌漿處理工藝參數(shù)如排距、孔距、灌漿壓力、開灌條件、技術(shù)標準以及灌漿質(zhì)量檢查方法及評判標準等，優(yōu)選出適合各類不良地質(zhì)體防滲補強加固的水泥灌漿材料和化學(xué)灌漿材料，并在相應(yīng)工程類似基礎(chǔ)處理中得到成功應(yīng)用。以下簡單介紹典型工程應(yīng)用情況。

6.1 三峽工程

三峽垂直升船機上閘首位于大壩左岸，布置在7和8非溢流壩段之間，由于閘首結(jié)構(gòu)特殊、受力復(fù)雜，地基存在性狀較差的F548對閘首結(jié)構(gòu)受力和變形影響不利，必須對該斷層進行灌漿加固處理，以增加斷層周圍巖體的強度，確保建筑物的安全。為此，采用普通水泥-CW環(huán)氧樹脂復(fù)合灌漿技術(shù)對該斷層進行了處理。灌后檢查表明，平均巖芯獲取率高達96%，壓水透水率合格率100%，巖體的變形模量和彈性模量均有提高，芯樣微觀觀測發(fā)現(xiàn)CW環(huán)氧在巖石裂隙中連續(xù)、均勻，與巖石膠結(jié)緊密，灌漿質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

三峽主體建筑物永久船閘南閘首和南五閥門井分別存在F1050、F1096斷層，斷層以碎裂巖為主，呈疏松-半疏松、半疏松-半堅硬狀，對建筑物某些部位的基礎(chǔ)應(yīng)力傳遞極為不利。為此，根據(jù)斷層巖體性狀的所處部位結(jié)構(gòu)分別采用濕磨細水泥-CW環(huán)氧和普通水泥-CW環(huán)氧復(fù)合灌漿技術(shù)對F1050、F1096斷層進行處理。灌后檢查結(jié)果表明，F(xiàn)1050斷層灌后透水率基本為0，彈性模量比灌前提高3.4 GPa；F1096斷層達到了灌后變形模量≥8 GPa，壓水透水率≤1 Lu等多方面整體綜合評定的設(shè)計技術(shù)要求，改善了閥門井的結(jié)構(gòu)受力條件，開創(chuàng)了超深孔（孔深達103 m）高壓復(fù)合灌漿的先河。

6.2 溪洛渡水電站

溪洛渡水電站蓄水至水庫死水位540 m，發(fā)現(xiàn)大壩防滲帷幕總體效果較好，但右岸AGR2（395 m高程）、AGR1（347 m高程）、ADR1（341 m高程）廊道內(nèi)的滲水較為嚴重，且隨蓄水位的增加滲流量有所增大。分析發(fā)現(xiàn)河床14～19壩段基礎(chǔ)一定范圍內(nèi)發(fā)育部分Ⅲ2級巖體及層間、層內(nèi)錯動帶和節(jié)理裂隙，層內(nèi)錯動帶較發(fā)育透水性相對較強。大壩AGR1、AGR2灌漿平洞部分洞段圍巖裂隙存在滲水，長期滲漏將影響局部洞室穩(wěn)定，且存在壩基滲透破壞的風(fēng)險。為確保大壩長期安全穩(wěn)定運行，防止產(chǎn)生滲透破壞，為此，有針對性地采用濕磨細水泥-CW環(huán)氧復(fù)合灌漿技術(shù)對河床壩段的層間、層內(nèi)錯動帶進行處理。同時，灌漿平洞先采用淺層復(fù)合灌漿封閉后進行混凝土襯砌處理方案，對該部位深孔帷幕進行復(fù)合灌漿補強處理。

灌后檢查孔平均透水率均小于0.5 Lu，芯樣漿液充填飽滿，膠結(jié)良好，抗壓強度50～103 MPa，劈裂強度4.8～13.6 MPa。針對高水頭下帷幕錯動帶透水性強、裂隙擠壓鑲嵌緊密的特性，提出了同孔復(fù)合灌漿方式，形成了“逐級快速升壓”的漿液固化時間、壓力、灌漿量三參數(shù)控制方法，實現(xiàn)了高水頭下帷幕層間層內(nèi)錯動帶防滲補強，有效提高了壩基滲透穩(wěn)定性和帷幕耐久性。

7 結(jié) 論

長江上游巨型電站多位于高山峽谷，地質(zhì)條件復(fù)雜，常遭遇不良地質(zhì)體、微細裂隙發(fā)育等復(fù)雜巖體。針對上述復(fù)雜地質(zhì)體防滲加固補強處理的技術(shù)難題，通過室內(nèi)和現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗，開展了高性能化學(xué)灌漿材料、水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿精細控制技術(shù)的研究與應(yīng)用。

（1）針對復(fù)雜巖體難以有效浸潤、固結(jié)的難題，通過對環(huán)氧樹脂材料主劑改性，固化劑中改性高分子胺替代小分子多元胺等分子結(jié)構(gòu)調(diào)控手段，制備了環(huán)保性較好的活性稀釋劑及固化劑體系的高性能灌漿材料。該材料具有高強度（抗壓強度＞80 MPa）、高浸潤滲透性（初始粘度低至6 mPa·s，與巖體接觸角低至0℃）、膠凝時間大范圍精確可調(diào)（2～106 h）、水下固結(jié)性能好（濕粘接強度＞4 MPa）和環(huán)保無毒（LD50＞5 000 mg/kg）等性能。

（2）針對復(fù)雜巖體、微細裂隙發(fā)育等特性，提出了“同孔復(fù)合”“異孔復(fù)合”灌漿工藝，形成了“逐級快速升壓”的材料粘度、膠凝時間和灌漿壓力等多工藝參數(shù)聯(lián)合調(diào)節(jié)的水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿精細控制技術(shù)，實現(xiàn)了有壓水和動水條件下低滲性（滲透系數(shù)低至10-8 cm/s量級）不良地質(zhì)體的有效處理。

（3）形成的水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿技術(shù)成功應(yīng)用于三峽工程、溪洛渡水電站、向家壩水電站、烏東德水電站等長江上游巨型電站，保障了工程安全運行和工程效益發(fā)揮，為國家水網(wǎng)建設(shè)和保障水安全提供重要技術(shù)支撐，助力長江經(jīng)濟帶高質(zhì)量發(fā)展。

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Application of Composite Grouting Technology in Foundation Treatment of Giant Power Station Group in the Upper Reaches of the Yangtze River

LI? Zhen，LI Yujie

（Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

Abstract：In the upper reaches of the Yangtze River，most giant power stations are located in high mountainous valleys with complex geological conditions. The foundation of buildings usually faces unfavorable geological bodies and micro-cracking. Reinforcement and grouting treatment for the seepage control of such unfavorable geological bodies is a technical challenge. To address this issue，we conducted research and application of high-performance chemical grouting materials and cement-chemical composite grouting technology with fine control capability through indoor and on-site production tests. We developed a high-strength，high-impregnation penetration epoxy resin grouting material with the ability to precisely adjust gel setting time in a wide range. Meanwhile，it is also environmentally friendly and non-toxic with good underwater consolidation properties. We established the grouting process of “same-hole composite”and“different-hole composite”，and the fine control technology of cement-chemical composite grouting，which allows for the joint regulation of a variety of process parameters such as viscosity，gelling time，and grouting pressure. Our tests have effectively addressed low-permeability geologic bodies under pressurized and moving water conditions. The findings have been successfully applied to the Three Gorges Project，Xiluodu Hydroelectric Power Station，Xiangjiaba Hydroelectric Power Station，Wudongde Hydroelectric Power Station and other giant power stations in the upper reaches of the Yangtze River. This study serves as a guarantee for the safe operation and benefits of these crucial projects，and provides vital support for the construction of the national water network and contributes to the high-quality development of the Yangtze River Economic Belt.

Key words：composite grouting；the upper reaches of Yangtze River；giant power stations；unfavorable geological body；basic treatment

收稿日期：2023-08-16

作者簡介：李 珍，女，正高級工程師（專業(yè)技術(shù)二級），主要從事水工新材料和水工建筑物缺陷修補防護技術(shù)研究與應(yīng)用。

E-mail：lizhen@mail.crsri.cn