摘要：受地层岩性、构造面、结构等诸多因素影响，水利水电工程施工区域内广泛分布着裂隙、溶蚀岩体甚至高压力含水层，对工程基础灌浆操作提出了更高的要求。文章以水利水电工程基础灌浆为入手点，结合具体项目，阐述了特殊地层的灌浆工艺操作，并对特殊地层灌浆工艺操作效益进行了进一步分析。
关键词：水利水电工程；基础灌浆；特殊地层
水利水电工程是我国重点民生工程，基础灌浆是水利水电工程基础施工重要模块。由于水利水电工程基础灌浆位置特殊性，极易遇到特殊地层。因此，在水利水电工程基础灌浆中，加强对特殊地层灌浆工艺的分析具有非常重要的意义。
罗甸县林霞水库工程就是具备有这种特征的工程项目。林霞水库工程任务以城镇供水为主，兼顾农田灌溉和人畜饮水。坝址以上集水面积23.28km2，多年平均流量0.341m3/s。正常蓄水位468.00m，校核洪水位471.73m，兴利库容922万m3，总库容1243.39万m3。水库规模为中型，工程等别为Ⅲ等。首部枢纽工程大坝位于纳洋河下游，坝顶轴线长216.0m。最大坝高（从趾板至坝顶）为68.30m，坝顶宽度7.0m。
罗甸县林霞水库工程坝址区工程地质条件：
坝址位于纳洋河下游出口段，河谷呈不称宽“V”型。左岸山体雄厚，谷坡从下至上具有阶梯状，450m 高程以下岸坡较为陡峭，坡度角 28o~44o，450m~520m 之间为若干较小的山体连续分布形成山脊，山脊峰顶高程 501~563m，山脊以上地形坡度较陡， 延伸至地表分水岭，分水岭较为高大，高程 770~827m。左岸坡面大部平顺，在下游 200m 以远发育浅切冲沟；右岸下部发育一矮小山体，山体峰顶高程 465.26m，在其北侧的山体较为雄厚，小山体临河一侧地形陡峭，平均坡度 36o，坝址上、下游均发育深切冲沟， 存在临空面；坝址河段河道总体顺直，河床平缓，无深潭、跌坎，河床宽度 12.5~17m， 河谷右岸发育一级阶地，高度 1~1.5m，宽 6~32m。正常蓄水位 468m 时对应谷宽 194.82m，宽高比为 4.06:1。
河床和阶地分布冲积砂、卵、砾石，阶地表层分布厚度 0.5~0.8m 耕植土，砂、卵砾、石厚度 0~4m。两岸大部基岩裸露，左岸及河床分布泥盆系上统代化组（D3d）地层，岩性为灰色厚层条带状灰岩、角砾状灰岩，右岸下部分布泥盆系上统桑郎组（D3s）地层， 岩性为浅灰色薄层状硅质岩夹薄层状页岩。上部夹一层厚度约 6m 的黑色炭质泥岩，受断层的挤压，局部厚度变大，厚度 2.5m~22m。由于炭质泥岩具有特殊的物理力学性质， 将该层单独划分出来，并编号为 D3sy；在桑郎组下部发育有灰岩透镜体，厚度最大达45m，编号为 D3sx。
库区发育有一区域断层 F1，为北北东-南南西向断裂构造，南南西向延伸在坝址区发育有 F1 断层从右坝肩通过，断层倾南东，倾角 80~85o，属压扭性逆断层。断层带宽度 4~16m，主要由断层角砾岩、碎裂岩和断层泥组成，局部发育断层透镜体，透镜体原岩有灰岩、硅质岩。
以 F1 断层为界，断层南盘岩层陡倾，总体倾南东，倾角 80~85o，在靠近断层带附近的 D3s 薄层状硅质岩中，褶曲发育，局部地层倒转，倒转倾角 65~90o；在断层北盘， 岩层总体倾北向或北东向，倾角 12~25o，在靠近 F1 断层带，倾角局部变陡，最大倾角达 45o。F1、F2 之间的地块，因断层的影响，具有向斜的特征。
坝址区岩体结构面主要有岩层面、断层面和节理裂隙面，在代化组（D3d）灰岩岩体内节理贯通性强，具有较强的方向性，其中 L3、L4 对坝基、肩抗滑稳定影响较大；在桑郎组（D3s）薄层状硅质岩夹页岩岩体中，节理裂隙面延伸距离短，多垂直岩层面发育，未能形成贯通性结构面，在该组地层中，控制性结构面为岩层面；在桑郎组（D3s）顶部发育一层厚度大约 5m 的紫红色泥岩夹灰岩透镜体，其中的泥岩岩层面为软弱结构面。
通过对本工程的地质情况进行分析，结合本工程的灌浆施工技术要求，对本工程基础灌浆中特殊地层的灌浆方法分析具十分重要的意义，对控制工程质量，提高工程质量也具有十分重要的意义。
一、本工程基础灌浆项目概述
坝址区出露的地层主要有泥盆系桑郎组（D3s）碎屑岩及灰岩透镜体、泥盆系代化组（D3d）灰岩，岩溶形态主要为发育于浅表层的溶沟、深槽等；在右岸发育有 Kw1 岩溶洼地，洼地为独立的岩溶形态，洼地集水通过岩溶管道排泄于 S2 泉水，岩溶管道沿 D3d 与 D3s 接触面发育；在坝址区左岸，代化组（D3d）灰岩分布区，溶蚀裂隙较为发育。在右岸发育有 F1、F2、F3 等断层，在断层带、断层影响带岩溶发育较为强烈，形态有溶隙、溶洞等。接触溶蚀现象，坝址区可溶岩与非可溶岩相间分布，在可溶岩与非可溶岩接触面附近，岩溶发育较强烈。
坝址区可溶岩与非可溶岩相间发布，地下水赋存形式主要为岩溶管道水、岩溶裂隙水、基岩裂隙水和孔隙水等。在石灰岩等可溶岩岩体内，地下水主要以岩溶水的形式赋存，赋水性较强，钻孔揭露的地下水位相对较低。钻孔稳定地下位与纳洋河河水之间的平均水力比降为 4.2%，地下水水力比降小。
二、水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆工艺操作
1、裂隙岩层灌浆
一般来说，在水利水电工程裂隙岩层灌浆时，可以在60~180min内完成，全孔单位材料损耗量在100.0~200.0kg/m（全部灌浆量/有效灌浆长度），但是裂隙岩层特殊的结构条件会增加浆液从周边地表冒出、沿固定通道流失风险，导致大量吸浆不止、灌浆时间无限延长情况[1]。基于此，施工人员可以调低压力或选择自流灌浆方式，降低浆液流动性。同时采用0.5/1的水泥浆（必要时加入水玻璃氯化钙速凝剂），限制浆液注入率在10.0~15.0L/mm以下。随后根据灌浆情况，间隙120~180min，并在间隙前调高水泥重量（10%→20%→...→100%），增加砂石粒径，直至灌浆结束。
2、岩溶地区灌浆
在岩溶地区灌浆时，由于岩溶地区特殊性，灌浆期间极易出现集中漏水、冒水、浸水情况。根据具体情况，可以采用不同的措施。其中对于集中漏水、冒水程度较为严重的情况，可以于出水点埋没一段直径恰当的孔口管，并进行周围冒水、冒浆岩缝、孔洞封堵。随后将水源集中至孔口管导出并进行反压灌浆（灌浆压力为孔口管关闭后水稳压力与正常灌浆压力之和）；而对于漏水、浸水较为严重的岩溶地区，可以预先钻设深孔埋设孔口管，导出岩溶裂缝水。
3、高压力含水层灌浆
在高压力含水层灌浆阶段，极易出现承压水从灌浆孔中涌出情况，为保证浆液顺利灌入孔洞内，应控制灌浆压力在承压水涌出压力之上，一般灌浆压力应为稳定用水压力与要求灌浆压力的和[3]。同时考虑到灌浆压力过高极易导致基础抬动、地层被压裂，因此，应控制高压力含水层灌浆压力在地层所能承受极限压力以下。在承压条件限度到达后，维持以往水泥浓度，或者改用水灰比为5/1的稀浆，在压力一定的情况下，以3~5L/min为浆孔段注入率标准，持续循环灌注四个小时以上、八个小时以下，关闭回浆管阀门、进浆管阀门，促使灌入浆液在短时间内处于受压状态，凝固一段时间（6个小时到8个小时之间）后打开阀门对承压水涌出情况进行观察，若无承压水涌出情况，则表明合格。
总结：
综上所述，水利水电工程的特殊地层灌浆问题始终制约着水利水电工程基础灌浆施工效率，特别是岩溶层、高压力含水层。而通过特殊地层灌浆工艺操作，可以降低特殊地层对整体基础灌浆施工效率的影响。因此，基础灌浆施工人员应根据不同特殊地层表现，选择恰当的灌浆工艺，有序操作。
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