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嵩明县大冲河水库除险加固工程帷幕灌浆浅析

文档作者：徐登美文档来源：昆明市水利水电机械工程处		更新日期： 2026年07月21日	点击数：
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LOW CARBON WORLD 2021/5
嵩明县大冲河水库除险加固工程帷幕灌浆浅析
徐登美
（昆明市水利水电机械工程处，云南昆明650000）
【摘要】为解决水库大坝坝基的渗漏问题袁本文以大冲河水库为例袁对坝基渗漏问题进行研究袁提出通过帷幕灌浆钻孔尧灌浆尧
灌浆成果分析等技术从根本上解决大坝的渗漏问题遥
【关键词】钻孔曰帷幕灌浆曰成果分析
【中图分类号】TV223 【文献标识码】A 【文章编号】2095-2066（2021）05-0101-02
1 基本情况
大冲河水库位于嵩明县杨桥乡西山大冲河村北侧，距嵩
明县城8.5 km，有简易公路上坝，交通较为便利。
水库径流面积13.75 km2，水库大坝最大坝高23.0 m，坝
轴线长262 m，坝顶宽6 m，总库容515 万m3，为小（一）型蓄
水工程。
右坝肩下游岸坡结合部有一散浸区，面积约146 m2，水库
大坝左坝肩下游虽未发现有渗漏点，但出现渗漏条件，因此水
库大坝的两坝肩和坝周围都有可能渗漏。
2 帷幕灌浆设计
本灌浆工程，共计布设166 个帷幕灌浆孔，钻孔孔距均为
2 m，分三个次序进行施工。
3 帷幕灌浆施工
3.1 技术要求
帷幕灌浆孔钻孔孔壁应平直完整，钻孔偏斜率不得大于
1.5%。
3.2 材料
帷幕灌浆水泥选用P.O 42.5 普通硅酸盐水泥，黏土来源
为水库附近石场剥离的红黏土。
3.3 机械设备
使用的主要机械设备为液压钻机（型号：XY-1B）、350/50
砂浆泵等。
3.4 施工工艺
坝土采用自上而下分段充填灌浆，浆液由1:3 水泥和黏土
混合而成；基岩与坝土结合部位采用1:1 的水泥黏土混合浆
液灌注；基岩采用充填式帷幕灌浆，用纯水泥浆液灌注。
3.4.1 钻孔
严格按照设计图纸要求布置灌浆孔孔位，用经纬仪顺着
坝轴线放线定桩，依照孔位顺序施工，钻机应先平稳地摆放在
钻孔位置，随后调整钻机立轴确保不偏斜，最后对准孔位开始
钻孔。钻进时严格控制钻进操作技术，即低压力、慢转速、少提
动，加长岩芯管长度（大于3 m），变径是带导向设施，保证孔
位偏差和孔斜率达到设计要求，合格率为100%。
3.4.2 灌浆实施
（1）施工工艺。灌浆孔的坝体采用自上而下分段灌来充填
灌浆，特点是灌浆量少次数多（即：少灌多复）。坝基结合部灌
浆完成后，再自上而下灌注坝基基岩。灌浆顺序按先玉序，后
域序，最后芋序，按灌浆施工次序依次递进的原则进行。
单孔施工程序：坝土跟管寅造孔寅洗孔寅压水寅灌浆寅
停灌待凝寅扫孔施工下一灌段寅钻至终孔段灌浆寅自下而上
分段复灌基岩、结合部和坝体。如此反复直至灌浆结束，机械
封孔结束。
（2）灌浆段长。坝土、基岩灌浆段长为5 m，坝土与基岩结
合部灌浆段长度为2.5 m（其中坝土：1.5 m，基岩：1.0 m）。
（3）灌浆压力。灌浆压力为通过灌浆试验并由设计、监理
确认的孔口压力。淤坝土灌浆时选用的压力。开始第一段灌浆
时，因钻孔的不灌浆段较浅（0~5.0 m），灌浆段上覆土层较浅，
灌浆时当孔口压力在0.1 MPa~0.2 MPa 时，坝顶就会产生劈
裂，当表压大于0.2 MPa 时，钻孔附近的坝顶会有浆液冒出，灌
浆效果很不理想，所以坝土第一段的灌浆压力应按0.06 MPa~
0.16 MPa 来控制。随着孔深的增加，上覆土层的加深，灌浆压
力可以逐渐增加，最大可以达到0.2 MPa~0.3 MPa；于基岩及
结合部灌浆时的压力。结合部是水库的薄弱环节，也是水库产
生渗漏的重点部位，经过灌浆试验验证，结合部的孔口表压一
般按0.3 MPa 取，结合部需要注入的量较大，盖土层厚度会出
现明显变化，如灌浆压力过大，在河槽段浆液会快速扩散到周
围，浪费浆液的同时还造成两坝肩压力过大，所以要掌控好结
低碳技术
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合部的灌浆压力，确保灌浆质量，一般压力在0.2 MPa臆P0臆
0.3 MPa 较适宜。而坝基上部基岩较为破碎，压水试验时透水
率较大，基础下部的岩石相对较完整，岩石较为紧密，力学强
度较高；两坝肩岩石裂隙虽较为发育，但在灌注第一段基岩
时，均会产生绕塞冒浆而使灌浆难以继续进行，因此基岩灌浆
压力采用0.3 MPa臆P0臆0.5 MPa 的孔口压力。
（4）浆液浓度及变化。此灌浆工程坝土和结合部的浆液浓
度均按1.1、1.2、1.3、1.4、1.5 五个比级的比重来控制，每次开
灌的浓度均为1.1，之后浆液浓度按比级顺序逐步变换；坝基
浆液浓度按照5:1、3:1、2:1、1.5:1、1:1、0.8:1、0.5:1 共七个比级
的比重来控制，开灌水灰比均为5:1，之后按比级顺序再逐级
变比。
（5）封孔及结束标准。淤充填灌浆时，当灌浆压力达到设
计要求，孔内不再进浆或进浆量较小（一般小于1 L/min）时，
灌浆即可结束；于充填灌浆时，当压力达到设计要求，浆液注
入率不大于0.4 L/min 时，继续灌60 min，或不大于1 L/min
时，继续灌90 min，灌浆结束；盂灌浆完成后，封孔采用逐段压
力灌浆来封孔。坝土部位非灌段及检查孔需进行封孔，封孔前
需拔出所有固壁套管，再采用“充填式灌浆封孔”，灌注黏土浆。
4 成果分析
4.1 灌浆质量分析尧评述
帷幕灌浆工作结束后，主要通过帷幕孔的透水率平均值、
灌浆孔的单位耗灰量及它们的递减情况来检验灌浆的质量和
帷幕防渗效果。
（1）透水率的变化分析、评述，见表1。
（2）单位耗灰量的变化分析、评述，见表2。
（3）频率曲线分析。根据《嵩明县大冲河水库帷幕灌浆各
次序孔单位耗灰量和透水率频率曲线及频率累积曲线图》看
出，随着灌浆次序的增加，频率曲线及频率累计曲线呈现由右
向上浮动的现象，符合正常灌浆规律。
（4）区间段数、频率分析。由《嵩明县大冲河水库坝体防渗
帷幕灌浆分序统计表》可见，透水率值玉序孔主要集中在10~
50 Lu、50~100 Lu、>100 Lu 三个区间段内，域序孔则主要集中
在10~50 Lu、50~100 Lu 两个区间段内，芋序孔主要集中在5~
10 Lu、10~50 Lu 两个区间段内；玉序孔有64.3%即有39 段透
水率值在<100 Lu 区间段内，随着灌浆次序的推进域序孔有
82.9%的透水率值在<100 Lu 区间段内，芋序孔在<100 Lu 区
间段内的透水率值为97.7%。
单位耗灰量玉序孔多集中在100~500 kg/m、500~1000 kg/m
及>1000 kg/m区间段内，域序孔则多集中在50~100 kg/m、100~
500 kg/m、500~1000 kg/m区间段内，芋序孔多集中在<20 kg/m、
20~50 kg/m、50~100 kg/m、100~500 kg/m 区间段。随着灌浆次
序的推进，单位耗灰量>1000 kg/m 的段数呈逐渐递减的趋势，
玉、域、芋序分别为47 段、23 段、12段。
单位耗灰量与透水率值随着灌浆次序的变化存在随灌浆
次序的增进，大值区间逐渐减少，小值区间逐渐增加的规律。
由以上分析可以看出，灌浆孔透水率和单位耗灰量随着
灌浆次序的递增均呈相应减少的趋势，进一步说明压试验资
料的准确性，透水率值与单位耗灰量成正比关系，与本工程的
客观实际吻合。
4.2 检查孔压渊注冤水试验检查成果分析
灌浆结束待凝14 d 后，检查孔开始施工，大冲河水库帷
幕灌浆共划分为17 个单元工程，布设17 个检查孔，总共开展
了78个试验段的压（注）水。检查孔基岩采用五点法压水，通
过试验，检查孔基岩透水率最大值、最小值、平均值都小于设
计的防渗标准。坝土检查孔的渗透系数最大值、最小值、平均
值均小于设计的防渗标准，全部合格。以上结论证明坝体及
左、右两坝肩，经过帷幕灌浆处理后，已形成有效的防渗帷幕，
达到防渗堵漏的目的和效果。
4.3 坝体渗漏检验
嵩明县大冲河水库经除险加固并通过多年处于不同水位
的安全运行，至今大坝坝坡及周边均没有出现渗漏现象，说明
帷幕灌浆技术从根本上解决水库大坝的渗漏问题。
5 结语
处理病险水库的坝基渗漏问题，帷幕灌浆是一种非常高
效、经济、普遍的水利工程技术措施。在施工过程中只有控制
好每个环节的施工质量，规范施工程序，才能保证灌浆效果，
进而消除水库的安全风险（渗漏）隐患，保障水库的安全、平稳
运行，发挥其应有的社会和经济效益。
参考文献
[1] 王英杰，刘俊轩.龙凤山水库土坝帷幕灌浆防渗施工[J].水利科技
与经济，2009（3）：277-278.
[2] 姚利刚.关于水利工程中帷幕灌浆施工技术的有效运用分析[J].黑
龙江水利科技，2016（11）：118-120.
收稿日期院2021-02-20
作者简介院徐登美（1979—），女，汉族，云南彝良人，本科，工
程师，主要从事水利工程施工管理工作。
项目孔序透水率平均值/Lu 递减情况备注
帷幕孔
玉61.4
域43.3 域序孔比玉序孔减少29.5%
芋21.4 芋序孔比域序孔减少50.1%
表1 根据成果资料统计的透水情况
项目孔序平均单位耗灰量/（kg/m） 递减情况备注
灌浆孔
玉512.1
域334.2 域序孔比玉序孔减少34.7%
芋209.7 芋序孔比域序孔减少37.3%
表2 根据成果资料统计的单位耗灰量情况
低碳技术
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