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1绪论1

1.1 引言1

1.1.1灌浆的概念1

目录1

1.1.2灌浆分类2

1.1.3长江三峡水利枢纽的环保灌浆学雏形3

1.2灌浆历史的简要回顾3

1.3长江三峡工程灌浆研究的课题4

1.3.1 1958～1994年三峡工程建设可行性科研论证期的灌浆研究课题4

1.3.2 1994年开工兴建后的灌浆研究课题5

1.4长江三峡工程灌浆研究的特点7

1.5长江三峡工程灌浆研究的贡献8

参考文献9

2.1 引言10

2.1.1灌浆载体的概念10

2长江三峡工程灌浆载体性质10

2.1.2长江三峡工程灌浆载体简述11

2.2水泥与化学灌浆载体——闪云斜长花岗岩工程地质与水文地质特性12

2.2.1 三峡工程坝基利用岩体与建基面的选择对帷幕与固结两种灌浆的影响12

2.2.2三峡工程坝址区构造条件对坝基帷幕与固结两种灌浆的影响15

2.2.3三峡工程坝区水文地质条件对灌浆的影响19

2.3水泥与化学灌浆载体——闪云斜长花岗岩岩体物理——力学特性21

2.3.1三峡工程坝基岩体质量与基础灌浆的影响要求21

2.3.2坝基岩体弹性波速与灌浆的关系21

2.4水泥与化学灌浆载体——大坝混凝土分块浇筑接缝特性21

2.5化学灌浆载体——大坝混凝土浇筑过程中产生的裂缝特性28

2.6化学灌浆载体——闪云斜长花岗岩岩体内断层破碎带的力学与化学特性29

2.7水泥与化学灌浆载体——闪云斜长花岗岩岩体断层破碎带内的软弱泥化夹层的力学与化学特性32

2.8三峡工程环境水的物理—化学特性35

参考文献37

3.1.1灌浆设计的概念38

3.1 引言38

3长江三峡工程灌浆设计38

3.1.2长江三峡工程灌浆设计特点39

3.2长江三峡水利枢纽主体建筑物基础灌浆设计原则41

3.3坝基水泥帷幕灌浆设计42

3.3.1帷幕轮廓设计42

3.3.2帷幕结构设计54

3.3.3三峡大坝坝基防渗及排水方案设计56

3.3.4三峡工程灌浆帷幕的施工设计59

3.4坝基水泥固结灌浆设计59

3.5坝基固结／帷幕的水泥／化学复合灌浆设计64

3.5.1水泥／化学复合灌浆设计要求64

3.5.2水泥／化学复合灌浆材料设计65

3.6软弱泥化夹层及断层破碎带的化学灌浆设计66

3.6.1软弱泥化夹层及断层破碎带的化学灌浆设计目的要求66

3.6.2化学灌浆的环保设计要点67

3.7.2层面缝化学灌浆设计要点69

3.7永久船闸地下输水隧道的混凝土层面缝化学灌浆设计69

3.7.1设计前提69

3.8混凝土裂缝与接缝的灌浆设计71

3.8.1混凝土裂缝灌浆设计71

3.8.2坝体接缝灌浆设计73

3.9三峡工程二期围堰防渗墙与高压旋喷灌浆设计73

3.9.1墙接幕灌浆设计前提74

3.9.2墙接幕灌浆设计要求指标74

3.9.3墙接幕灌浆设计要点74

参考文献76

4长江三峡工程灌浆理论基础79

4.1 引言79

4.1.1牛顿（Newton）体80

4.1.2宾汉姆（Bingham）体80

4.1.3圆管中粘性流（牛顿体）与粘—塑性流（宾汉姆体）的区别及其速度分布计算式81

4.2.1渗透灌浆理论83

4.2水利枢纽工程灌浆理论概述83

4.2.2压密灌浆理论89

4.2.3劈裂灌浆理论92

4.2.4灌浆施工控制理论95

4.3水泥固结灌浆理论简述103

4.3.1水泥固结灌浆采用的宾汉姆型浆液公式103

4.3.2水泥固结灌浆结石体寿命公式105

4.4水泥帷幕灌浆理论简述105

4.4.1刘嘉材教授推导出的公式105

4.4.2贝克（Baker）公式109

4.5水泥／化学复合灌浆理论导论111

4.5.1水泥／化学复合浆液在灌浆载体裂隙（缝）中的流动机理111

4.5.2水泥／化学复合浆液在灌浆载体裂隙（缝）内的沉积排水机理112

4.6化学灌浆通论113

4.6.1化学浆液在低渗透载体中的流动特点113

4.6.2电离子交换加固论113

4.6.3用于断层破碎带及其泥化夹层的吸渗理论121

4.6.4湿面粘结理论124

4.6.5用拮抗作用消除化学灌浆的毒性126

4.7灌浆载体裂隙分布蒙特卡洛模拟127

4.7.1灌浆载体裂隙分布模拟理论探索127

4.7.2灌浆过程模拟128

4.7.3原始数据的处理129

4.7.4程序各功能模块简介129

4.7.5浆扩散的计算机模拟结果129

4.7.6程序运行结果分析129

参考文献132

5长江三峡工程水泥固结灌浆研究134

5.1 引言134

5.1.1茅坪溪土石坝坝基固结灌浆简述135

5.1.2三峡主体建筑物大坝坝基固结灌浆简述135

5.1.3三峡工程大坝坝基水泥固结灌浆的优化设计研究要点136

5.2.1早期的水泥固结灌浆研究试验依据137

5.2水泥固结灌浆试验研究的依据137

5.2.2后期的水泥固结灌浆试验研究依据138

5.3水泥固结灌浆试验研究的目的138

5.3.1早期固结灌浆的目的138

5.3.2后期固结灌浆的目的138

5.4水泥固结灌浆试验研究的任务139

5.4.1早期的固结灌浆试验研究任务139

5.4.2后期的固结灌浆试验研究任务139

5.5水泥固结灌浆的室内试验研究140

5.5.1早期的水泥固结灌浆室内试验研究140

5.5.2后期的水泥固结灌浆室内试验研究143

5.6水泥固结灌浆的现场试验研究155

5.6.1早期的水泥固结灌浆现场试验研究155

5.6.2后期的水泥固结灌浆现场试验研究158

5.7无盖重水泥固结灌浆的进一步论证试验192

5.7.1 3LG组论证试验192

5.7.2无盖重固结灌浆可行性论证194

5.7.3无盖重固结灌浆的优缺点195

5.7.4无盖重固结灌浆的下一步实施建议196

参考文献198

6长江三峡工程水泥帷幕灌浆研究200

6.1引言200

6.1.1三峡工程水泥帷幕灌浆的试验简况200

6.1.2三峡工程帷幕灌浆的技术准备200

6.1.3三峡工程—期围堰基础的防渗灌浆试验210

6.2水泥帷幕灌浆试验目的和要求212

6.3帷幕灌浆试区的选择及其地质条件212

6.3.1试区选择212

6.3.2各试区地质条件215

6.4帷幕灌浆现场钻孔布置及技术要求216

6.4.1三峡工程帷幕灌浆试验钻孔现场布置216

6.4.2帷幕灌浆现场施工主要技术要求217

6.4.3帷幕灌浆效果检测要求220

6.5 “小口径、孔口封闭、高压帷幕灌浆”试验研究221

6.5.1 三峡工程坝基闪云斜长花岗岩裂隙型灌浆载体应用小口径、孔口封闭、高压帷幕灌浆的可行性试验研究221

6.5.2帷幕灌浆R Ⅰ、RⅡ组使用的灌浆压力试验研究225

6.5.3 RⅠ、RⅡ组帷幕灌浆的浅层（≤5m）爆破影响试验研究228

6.5.4 RⅠ、RⅡ组湿磨细水泥浆材与改性灌浆水泥浆材的比较研究228

6.6“无塞灌浆技术”的防渗帷幕设计参数优化研究231

6.6.1 “无塞灌浆技术”的概念及优点231

6.6.2 LⅠ组试验浆材与帷幕灌浆参数232

6.6.3 F7大断层“无塞灌浆技术”试验成果232

6.6.4 LⅠ组帷幕“无塞灌浆”试验发生抬动变形分析237

6.6.5 LⅠ组无塞帷幕灌浆试验的几点结论237

6.7“灌浆强度数（GIN）”法在三峡工程帷幕灌浆中的应用试验研究239

6.7.1 “灌浆强度数（GIN）”法的概念及特点239

6.7.2 GIN法在三峡工程裂隙岩体中应用的可行性试验研究（RⅢ组）239

6.7.3 GIN法在三峡工程裂隙密集带、大断层（F23）中应用的可行性试验研究（LⅡ组）248

参考文献254

7长江三峡工程断层水泥／化学复合灌浆研究256

7.1 引言256

7.2化学灌浆材料的研究与开发256

7.2.1环氧树脂灌浆材料的开发257

7.2.2丙烯酸盐化学灌浆材料的研究258

7.2.3 MMA（甲凝）化学灌浆材料的开发258

7.2.4弹性聚氨酯化学灌浆材料的研究259

7.3三峡工程断层水泥／化学复合灌浆材料选择261

7.4水泥／化学复合灌浆研究的试验依据与目的264

7.5水泥／化学复合灌浆的室内试验研究264

7.5.1室内试验研究内容264

7.5.2改性湿磨水泥性能研究试验分析265

7.5.3改性环氧树脂化学灌浆材料性能研究试验分析266

7.5.4灌前F215原状试样理化分析269

7.6.1化学灌浆设备开发研制的整体思路和实施方案270

7.6水泥／化学复合灌浆专用化学灌浆设备的开发270

7.6.2开发的化学灌浆设备——HGB—1(2)型化学灌浆泵的性能和主要技术参数271

7.7高压水／气冲洗断层夹泥效果的研究272

7.7.1高压喷水／气冲洗原理272

7.7.2高压喷水／气冲洗工艺278

7.7.3 F215灌浆前高压喷水／气效果280

7.8.1现场试验布置281

7.8.2试验设计参数281

7.8水泥／化学复合灌浆的现场试验281

7.8.3水泥／化学复合灌浆试验程序285

7.9水泥／化学复合灌浆技术及工艺285

7.9.1复合灌浆技术要点285

7.9.2复合灌浆工艺要点286

7.10 F215断层复合灌浆前透水性研究288

7.11水泥／化学复合灌浆压力、灌入量与抬动关系研究290

7.11.1水泥耗量及各序孔单位灌入量分析290

7.11.3水泥灌浆采用压力与抬动观测值关系分析291

7.11.2水泥灌浆各序孔段耗灰量与采用的压力分析291

7.12化学灌浆中的环保创新293

7.12.1化学灌浆材料的毒性和改进293

7.12.2化学灌浆设备的革新与完善294

7.12.3倡议295

参考文献296

8长江三峡工程混凝土裂缝补强灌浆研究298

8.1引言298

8.1.1裂缝调查298

8.1.2混凝土灌浆裂缝补强的灌浆材料选择299

8.1.3三峡工程混凝土裂缝灌浆补强缘由与要求299

8.2裂缝补强灌浆材料应用研究300

8.2.1国内商售混凝土裂缝补强灌浆材料300

8.2.2用于水利水电工程混凝土裂缝补强灌浆材料的近期调查研究301

8.2.3三峡工程永久船闸地下输水系统结构混凝土裂缝补强灌浆材料选择306

8.3.2混凝土裂缝补强灌浆试验方案307

8.3.1混凝土裂缝补强灌浆试验区基本情况307

8.3三峡工程永久船闸地下输水系统结构混凝土裂缝补强灌浆的生产性试验307

8.3.3灌浆材料与设备308

8.3.4灌浆材料室内试件试验308

8.3.5灌浆孔布置及钻孔参数309

8.3.6灌浆施工程序及工艺310

8.4灌浆后质量检查312

8.4.1灌浆后现场压水检查312

8.4.2灌浆后取芯灌浆材料填充情况检查312

8.4.3灌浆后芯样力学、抗渗试验312

8.5三峡工程永久船闸地下输水系统结构混凝土裂缝补强灌浆生产性试验成果分析315

8.6三峡工程永久船闸地下输水系统结构混凝土温控试验研究与裂缝原因分析316

8.6.1输水系统结构混凝土性能试验316

8.6.2输水系统结构混凝土温度、应变与应力观测317

8.6.3输水系统结构混凝土温度应力初步估算318

8.6.4输水系统结构混凝土裂缝原因综合分析与防裂措施320

8.6.5混凝土裂缝补强灌浆的合理性与可靠性321

参考文献322

9长江三峡工程灌浆质量检查324

9.1 引言324

9.2灌浆质量检查方法324

9.2.1灌浆前调查325

9.2.2灌浆管的布置与施工方法研究326

9.2.3灌浆质量效果试验326

9.2.4灌浆材料质量检测327

9.3灌浆质量检查标准327

9.3.1三峡大坝坝基灌浆质量检查控制准则327

9.3.2灌浆工程项目质量控制系统的检验工作程序330

9.4灌浆质量检测效果及评判331

9.4.1检测结果的归纳与评价331

9.4.2灌浆载体典型F215的灌浆前性状334

9.4.3 F215水泥／化学复合灌浆与检测孔布置334

9.5.1压水试验检测值及其对比337

9.5灌浆载体完整性检测效果及评价337

9.5.3声波检测值及其对比339

9.5.4灌浆载体完整性评价339

9.5.2物探检测值及其对比339

9.6灌浆载体连续性检测效果及评价340

9.6.1灌浆浆液在载体裂隙中的胶结观察341

9.6.2现场载体弹性模量检测值及其对比341

9.6.3泊松比检测值及其对比342

9.6.4灌浆载体连续性评价342

9.7灌浆载体坚固性检测效果及评价343

9.7.1灌浆后抗拉强度检测值与设计值对比343

9.7.2灌浆后抗剪强度检测值与设计值对比344

9.7.3灌浆后抗压强度检测值与设计值对比344

9.7.4灌浆载体坚固性评价344

9.8灌浆环保问题344

参考文献345

10.1 引言347

10长江三峡工程“墙接幕灌浆”技术研究347

10.2 “墙接幕”的概念348

10.3 “墙接幕灌浆”技术要点349

10.3.1塑性混凝土墙体内成孔施工方案比选349

10.3.2预埋灌浆管成孔技术措施349

10.3.3防渗墙塑性混凝土配比与性能349

10.3.4基岩钻孔灌浆施工方法350

10.3.5对施工过程中有关问题的处理措施351

10.4三峡工程二期围堰“墙接幕灌浆”351

10.4.1概述351

10.4.2三峡工程塑性混凝土墙接灌浆帷幕施工实例（二期下游围堰）353

10.4.3三峡工程塑性混凝土／高压旋喷复合墙接灌浆帷幕施工实例（二期上游围堰）357

10.4.4预灌浓浆处理二期围堰漏失层361

参考文献363

附表364