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【摘 要】 固结灌浆是将浆液灌入岩体裂隙或破碎带，以提高岩体的整体性和抗变形能力为主要目的的灌浆工程。本文通过对台山核电淡水水源拦河坝坝基固结灌浆试验进行简要概述，通过灌后岩体声波检测，对固结灌浆提高基岩强度和变形性能进行分析和评价。
【关键词】 拦河坝；坝基；固结灌浆；试验研究
一、工程概况
台山核电厂一期工程淡水水源工程新松水库位于台山市赤溪镇的曹冲河，坝址位于曹冲河下游新松村附近，是台山核电厂工程的配套工程，工程主要包括碾压混凝土重力坝、输水管线及进库道路三部分。大坝坝顶高程51.0m，最大坝高54.0m，由挡水坝、溢流坝和放水底孔组成。大坝各建筑物基础基本都建于γ52（3）黑云母花岗岩弱风化带岩体上，整个坝基面要求进行固结灌浆，以改善岩体的力学性能，降低岩石的渗透性，加强岩石的完整性。
固结灌浆按坝基面灌浆范围分成Ⅰ～Ⅳ四个分区，包括坝踵两排（下0+001、下0+003.5）、帷幕下侧一排（下0+007.6）、坝趾两排及建基面上断层破碎带。固结灌浆设计工程量：钻孔832个，单孔灌浆深度6m或8m，灌浆总深度5946m。
二、试验区布置
2.1试验区选择
固结灌浆试验选择在右岸9#坝段桩号0+307.5～0+315.0砼24m高程平台，该区地基出露岩性为中粗粒结构花岗岩，基岩以强风化夹弱风化为主，局部见弱风化岩石露头，球状、囊状风化较发育，风化不均，普遍超挖。高程为19.8m～22.5m。断层sf23在坝轴线下游16m处横穿本坝段，宽度15cm～60cm，充填石英脉及压碎岩，胶结紧密。沿断层形成宽度约1.8m～3m的断层影响带，坝肩底部裂隙有少量地下水渗出。
2.2试验区布置
试验分A、B两组进行，每组布置6个钻孔。A组孔间距为3m，排间距3m，灌浆段长8m，灌浆压力为0.4Mpa；B区孔间距断层区3m，排间距3m，灌浆段长8m，压力0.6Mpa。灌浆完成后A、B组各布置1个检查孔。根据前期开挖情况，该段基岩面平均高程为20.5m，钻孔深入基岩为8m，故钻孔深度为11.5m，检查孔深度和灌浆深度一致，均按一段灌浆。各灌浆孔均在灌前进行钻孔声波测井，检查孔在灌浆完成14d后进行钻孔声波测井，钻孔布置见图1。
三、固结灌浆工艺及技术要求
3.1抬动观测
为监测坝体位移及缝面增开度，应根据设计要求和相关技术规范在有关的缝面上安设抬动观测装置，其观测要求如下：
1、固结灌浆施工须在裂隙冲洗、压水试验及在灌浆过程中均应进行抬动观测与记录。
2、采用千分表观测当某段灌浆（冲洗、压水）压力增大时，千分表指针指示取值将发生变化，当某一压力基本稳定后，千分表上指示的终值减去初始值即为该压力下基岩的抬动值。
3、抬动变形值不超过设计允许值0.2mm。
3.2钻孔施工
固结灌浆试验钻孔采用KY100-J潜孔钻造孔，孔径为90mm，孔位偏差不大于10cm，孔斜率不大于2%。每个试验孔钻进完成后即进行灌前声波测井，后再采用压力水洗孔，直到回水清净时止；冲洗压力为灌浆压力的80%。
冲洗结束后进行单点法压水试验，压水试段部位与灌浆位置相同。
3.3灌浆施工
（1）灌浆工艺
本次灌浆试验分二序施工，每序施工工艺如下：
钻进至设计孔深→声波测试→洗孔→压水试验→灌浆→灌浆结束→封孔。
（2）灌浆方法
本灌浆试验采用“孔口封闭孔内循环灌浆”方法，所有灌浆段深度均小于10m，故按一段施工。
（3）灌浆压力
A区灌浆压力为0.4MPa，B区灌浆压力为0.6MPa。
（4）灌浆材料
固结灌浆材料主要采用（P.O42.5）江门海螺普通硅酸盐水泥。灌浆采用干净曹冲河水。
（5）浆液变换
灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。固结灌浆试验采用水灰比为2：1、1：1、0.8：1、0.5：1等4个比级。开灌水灰比采用2：1。
1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，不改变水灰比。
2）当某一比级浆液的注入量已大于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，改浓一级。
（6）灌浆结束标准
在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时，持续灌浆30min后，灌浆结束。
（7）封孔
采用压力灌浆封孔法封孔，封孔压力为0.2MPa，采用水灰比为0.5：1。
四、灌浆质量检查与成果分析
灌浆试验的质量检查主要采用测量岩体波速的方法进行评定，采取每隔0.2m测一次岩体声波速度值，设计指标为灌后岩体声波速度值大于3500m/s。
抬动观测孔位于9#坝段24m高程平台中间位置，距各个试验孔距离均<10m。在灌浆压力0.4MPa和0.6MPa压力下，根据抬动观测记录，抬动最大值为0.015mm，远小于设计要求值0.2mm。
4.1 A区灌浆成果及质量分析
A区位于坝踵，该区布置3个Ⅰ序孔，3个Ⅱ序孔，孔间距为3m，灌浆压力为0.4Mpa，灌浆段长8m，岩体声波速度值对比统计见表1。
从表1可以看出，灌浆前岩体声波速度均值中，最大值为4336m/s（7～8m处），最小值为3328m/s（4～5m处）；灌浆后检查孔巖体声波速度中，较灌浆前分段提高率中，最大值为27%（3～4m处），最小值为6%（5～6m处），平均值为16%。说明通过固结灌浆处理，所用岩体的完整性有很大的提高。 根据统计资料显示，在A组灌前岩体声波速度小于3000m/s（实际2922m/s）的灌段，灌后检查孔测值为4097m/s，提高率为40%；灌前岩体声波速度在3000～3500m/s（实际3261m/s）的灌段，灌后检查孔测值为4040m/s，提高率为24%；灌前岩体声波速度大于3500m/s（实际4063m/s）的灌段，灌后检查孔测值为4533m/s，提高率为12%，说明岩体的风化程度和完整程度对灌浆效果起重要作用，岩体风化程度深和破碎的部位灌后提高幅度较高。
4.2 B区灌浆成果及质量分析
B区位于坝趾上游且存在断层破碎带，该区布置3个Ⅰ序孔，3个Ⅱ序孔，孔间距为3m，灌浆压力为0.6Mpa，灌浆段长8m，岩体声波速度值对比统计见表2。
從表2B组岩体声波速度值对比统计表可以看出，灌浆前岩体声波速度均值中，最大值为4375m/s（8～9m处），最小值为3131m/s（4～5m处）；灌浆后检查孔岩体声波速度中，较灌浆前分段提高率中，最大值为29%（5～6m处），最小值为9%（8～9m处），平均值为19%。说明通过固结灌浆处理，所用岩体的完整性有很大的提高。
根据统计资料显示，在B组灌前岩体声波速度小于3000m/s（实际2804m/s）的灌段，灌后检查孔测值为3807m/s，提高率为36%；灌前岩体声波速度在3000～3500m/s（实际3212m/s）的灌段，灌后检查孔测值为3581m/s，提高率为12%；灌前岩体声波速度大于3500m/s（实际4464m/s）的灌段，灌后检查孔测值为4499m/s，提高率为1%，亦说明岩体的风化程度和完整程度对灌浆效果起重要作用，岩体风化程度深和破碎的部位灌后提高幅度较大。
五、结论
1、A区灌浆压力为0.4MPa和B区灌浆压力为0.6MPa，对混凝土垫层抬动值均远小于设计值。
2、试验区地层岩性为中粗粒结构花岗岩，以强风化夹弱风化状为主，基岩面以下3m深度内岩石完整性较差，灌前岩体声波速度值普遍低于3500m/s。
3、固结灌浆可提高岩体质量。灌后岩体声波速度分段统计值均较灌前有所提高，灌后分段统计均值均>3500m/s，风化程度深和较为破碎岩体灌后提高幅度大，反之提高幅度则有限。
4、针对该地层0.4MPa和0.6MPa两个压力下，灌浆效果无明显区别；采用固结灌浆法可有效提高坝基岩体质量，建议灌浆采用分序施工，根据盖重情况采用0.3～0.4MPa灌浆压力。
5、结合灌浆成果，本次固结灌浆生产性试验参数选取合理，能够达到试验和设计要求，为固结灌浆试验提供了依据。
参考文献：
[1] SL62-94水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].北京：水利电力出版社，1994.
[2] GB/T50266-2013工程岩体试验方法标准[S].北京：中国计划出版社，2013.
[3]中水珠江规划勘测设计有限公司.台山核电厂淡水水源工程坝基开挖、基础处理施工技术要求[R].广州：中水珠江规划勘测设计有限公司，2009.
作者简介：李红强，出生年月：1982.7，性别：男，籍贯：河南南阳，工作单位：广东省水利水电第三工程局，职称：建筑材料工程师，专业：土木工程。
【关键词】 拦河坝；坝基；固结灌浆；试验研究
一、工程概况
台山核电厂一期工程淡水水源工程新松水库位于台山市赤溪镇的曹冲河，坝址位于曹冲河下游新松村附近，是台山核电厂工程的配套工程，工程主要包括碾压混凝土重力坝、输水管线及进库道路三部分。大坝坝顶高程51.0m，最大坝高54.0m，由挡水坝、溢流坝和放水底孔组成。大坝各建筑物基础基本都建于γ52（3）黑云母花岗岩弱风化带岩体上，整个坝基面要求进行固结灌浆，以改善岩体的力学性能，降低岩石的渗透性，加强岩石的完整性。
固结灌浆按坝基面灌浆范围分成Ⅰ～Ⅳ四个分区，包括坝踵两排（下0+001、下0+003.5）、帷幕下侧一排（下0+007.6）、坝趾两排及建基面上断层破碎带。固结灌浆设计工程量：钻孔832个，单孔灌浆深度6m或8m，灌浆总深度5946m。
二、试验区布置
2.1试验区选择
固结灌浆试验选择在右岸9#坝段桩号0+307.5～0+315.0砼24m高程平台，该区地基出露岩性为中粗粒结构花岗岩，基岩以强风化夹弱风化为主，局部见弱风化岩石露头，球状、囊状风化较发育，风化不均，普遍超挖。高程为19.8m～22.5m。断层sf23在坝轴线下游16m处横穿本坝段，宽度15cm～60cm，充填石英脉及压碎岩，胶结紧密。沿断层形成宽度约1.8m～3m的断层影响带，坝肩底部裂隙有少量地下水渗出。
2.2试验区布置
试验分A、B两组进行，每组布置6个钻孔。A组孔间距为3m，排间距3m，灌浆段长8m，灌浆压力为0.4Mpa；B区孔间距断层区3m，排间距3m，灌浆段长8m，压力0.6Mpa。灌浆完成后A、B组各布置1个检查孔。根据前期开挖情况，该段基岩面平均高程为20.5m，钻孔深入基岩为8m，故钻孔深度为11.5m，检查孔深度和灌浆深度一致，均按一段灌浆。各灌浆孔均在灌前进行钻孔声波测井，检查孔在灌浆完成14d后进行钻孔声波测井，钻孔布置见图1。
三、固结灌浆工艺及技术要求
3.1抬动观测
为监测坝体位移及缝面增开度，应根据设计要求和相关技术规范在有关的缝面上安设抬动观测装置，其观测要求如下：
1、固结灌浆施工须在裂隙冲洗、压水试验及在灌浆过程中均应进行抬动观测与记录。
2、采用千分表观测当某段灌浆（冲洗、压水）压力增大时，千分表指针指示取值将发生变化，当某一压力基本稳定后，千分表上指示的终值减去初始值即为该压力下基岩的抬动值。
3、抬动变形值不超过设计允许值0.2mm。
3.2钻孔施工
固结灌浆试验钻孔采用KY100-J潜孔钻造孔，孔径为90mm，孔位偏差不大于10cm，孔斜率不大于2%。每个试验孔钻进完成后即进行灌前声波测井，后再采用压力水洗孔，直到回水清净时止；冲洗压力为灌浆压力的80%。
冲洗结束后进行单点法压水试验，压水试段部位与灌浆位置相同。
3.3灌浆施工
（1）灌浆工艺
本次灌浆试验分二序施工，每序施工工艺如下：
钻进至设计孔深→声波测试→洗孔→压水试验→灌浆→灌浆结束→封孔。
（2）灌浆方法
本灌浆试验采用“孔口封闭孔内循环灌浆”方法，所有灌浆段深度均小于10m，故按一段施工。
（3）灌浆压力
A区灌浆压力为0.4MPa，B区灌浆压力为0.6MPa。
（4）灌浆材料
固结灌浆材料主要采用（P.O42.5）江门海螺普通硅酸盐水泥。灌浆采用干净曹冲河水。
（5）浆液变换
灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。固结灌浆试验采用水灰比为2：1、1：1、0.8：1、0.5：1等4个比级。开灌水灰比采用2：1。
1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，不改变水灰比。
2）当某一比级浆液的注入量已大于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，改浓一级。
（6）灌浆结束标准
在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时，持续灌浆30min后，灌浆结束。
（7）封孔
采用压力灌浆封孔法封孔，封孔压力为0.2MPa，采用水灰比为0.5：1。
四、灌浆质量检查与成果分析
灌浆试验的质量检查主要采用测量岩体波速的方法进行评定，采取每隔0.2m测一次岩体声波速度值，设计指标为灌后岩体声波速度值大于3500m/s。
抬动观测孔位于9#坝段24m高程平台中间位置，距各个试验孔距离均<10m。在灌浆压力0.4MPa和0.6MPa压力下，根据抬动观测记录，抬动最大值为0.015mm，远小于设计要求值0.2mm。
4.1 A区灌浆成果及质量分析
A区位于坝踵，该区布置3个Ⅰ序孔，3个Ⅱ序孔，孔间距为3m，灌浆压力为0.4Mpa，灌浆段长8m，岩体声波速度值对比统计见表1。
从表1可以看出，灌浆前岩体声波速度均值中，最大值为4336m/s（7～8m处），最小值为3328m/s（4～5m处）；灌浆后检查孔巖体声波速度中，较灌浆前分段提高率中，最大值为27%（3～4m处），最小值为6%（5～6m处），平均值为16%。说明通过固结灌浆处理，所用岩体的完整性有很大的提高。 根据统计资料显示，在A组灌前岩体声波速度小于3000m/s（实际2922m/s）的灌段，灌后检查孔测值为4097m/s，提高率为40%；灌前岩体声波速度在3000～3500m/s（实际3261m/s）的灌段，灌后检查孔测值为4040m/s，提高率为24%；灌前岩体声波速度大于3500m/s（实际4063m/s）的灌段，灌后检查孔测值为4533m/s，提高率为12%，说明岩体的风化程度和完整程度对灌浆效果起重要作用，岩体风化程度深和破碎的部位灌后提高幅度较高。
4.2 B区灌浆成果及质量分析
B区位于坝趾上游且存在断层破碎带，该区布置3个Ⅰ序孔，3个Ⅱ序孔，孔间距为3m，灌浆压力为0.6Mpa，灌浆段长8m，岩体声波速度值对比统计见表2。
從表2B组岩体声波速度值对比统计表可以看出，灌浆前岩体声波速度均值中，最大值为4375m/s（8～9m处），最小值为3131m/s（4～5m处）；灌浆后检查孔岩体声波速度中，较灌浆前分段提高率中，最大值为29%（5～6m处），最小值为9%（8～9m处），平均值为19%。说明通过固结灌浆处理，所用岩体的完整性有很大的提高。
根据统计资料显示，在B组灌前岩体声波速度小于3000m/s（实际2804m/s）的灌段，灌后检查孔测值为3807m/s，提高率为36%；灌前岩体声波速度在3000～3500m/s（实际3212m/s）的灌段，灌后检查孔测值为3581m/s，提高率为12%；灌前岩体声波速度大于3500m/s（实际4464m/s）的灌段，灌后检查孔测值为4499m/s，提高率为1%，亦说明岩体的风化程度和完整程度对灌浆效果起重要作用，岩体风化程度深和破碎的部位灌后提高幅度较大。
五、结论
1、A区灌浆压力为0.4MPa和B区灌浆压力为0.6MPa，对混凝土垫层抬动值均远小于设计值。
2、试验区地层岩性为中粗粒结构花岗岩，以强风化夹弱风化状为主，基岩面以下3m深度内岩石完整性较差，灌前岩体声波速度值普遍低于3500m/s。
3、固结灌浆可提高岩体质量。灌后岩体声波速度分段统计值均较灌前有所提高，灌后分段统计均值均>3500m/s，风化程度深和较为破碎岩体灌后提高幅度大，反之提高幅度则有限。
4、针对该地层0.4MPa和0.6MPa两个压力下，灌浆效果无明显区别；采用固结灌浆法可有效提高坝基岩体质量，建议灌浆采用分序施工，根据盖重情况采用0.3～0.4MPa灌浆压力。
5、结合灌浆成果，本次固结灌浆生产性试验参数选取合理，能够达到试验和设计要求，为固结灌浆试验提供了依据。
参考文献：
[1] SL62-94水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].北京：水利电力出版社，1994.
[2] GB/T50266-2013工程岩体试验方法标准[S].北京：中国计划出版社，2013.
[3]中水珠江规划勘测设计有限公司.台山核电厂淡水水源工程坝基开挖、基础处理施工技术要求[R].广州：中水珠江规划勘测设计有限公司，2009.
作者简介：李红强，出生年月：1982.7，性别：男，籍贯：河南南阳，工作单位：广东省水利水电第三工程局，职称：建筑材料工程师，专业：土木工程。