（一）帷幕轴线和幕体结构

坝基帷幕轴线在河床范围内，位于坝轴线下游5.5m处，并与之平行布置。在两岸坝肩则转向上游，延伸到3号、4号冲沟与相对隔水层交汇，组成封闭帷幕。帷幕深度在河床坝段深入D3h（后提高到D3x），孔深为70～85m。左右岸深入岩组，孔深左岸45～175m，右岸30～170m。根据层间溶蚀带的产状、分布高程及钻灌技术水平，河床坝段设基础灌浆廊道，两岸近河段设3层灌浆洞，远河段设两层灌浆洞（左岸顶层为灌浆平台）。灌浆洞将帷幕深度分段，使单层帷幕深度缩短至50m左右，上、下层帷幕呈迭瓦式分层搭接。上层帷幕孔深入到下层灌浆洞底板以下5.0m，上层帷幕底部与下层帷幕顶部用衔接帷幕连接。河床及近河段帷幕孔为3排，其余地段为2排。3排区上游排为斜孔，其余均为垂直孔。排距：中间排距上游排0.5m，下游排距中间排1.5～1.8m。孔距2.5m。衔接帷幕在灌浆洞底板以上20～90cm倾斜向下打孔，孔深伸入基岩7.0m。

河床及近河段187m高程以下设计灌浆压力为4.5MPa，随着帷幕灌浆高程的升高，水头减小，1～4号坝段灌浆压力改为3.0MPa；顶层开灌部分孔，灌浆压力按分排分序增加的原则控制，最大灌浆压力为1.5～2.0MPa，后右岸因施灌部位岩体出现裂缝而停工。灌浆恢复时，上、下游排分别采用0.3MPa和0.5MPa低压灌注，左岸多数孔的灌浆压力大于1.0MPa，少数孔灌浆压力为0.5MPa。帷幕灌浆设计标准为q≤1Lu。

（二）施工过程对帷幕设计的完善与优化

1.灌浆洞布置的优化

原设计左、右两岸各布置两层灌浆平洞，沿帷幕轴线向山体内延伸，其高程分别为左岸140m、197m，右岸130m、200m，坝顶外延段沿帷幕线地面施工。工程开工后，根据中、外专家的建议，底层灌浆平洞修改为斜洞，沿溶蚀带最厚的K302层间追索成洞。该方案的实施减少了帷幕灌浆的施工难度，挖除了最大的层间溶蚀带，有效地控制了浆液的扩散范围，缩短了工期，降低了水泥消耗，节约了投资，保证了帷幕灌浆的质量，防渗更可靠。

2.河床坝段防渗帷幕底线抬高

原设计河床坝段深孔排帷幕底线为上泥盆纪黄家蹬组（D3h）杂色砂岩、石英砂岩夹页岩隔水层，页岩厚度占本岩组的23%，而上覆写经寺组（D3x）的岩性为灰绿色页岩夹砂岩及石英砂岩，页岩厚度占本岩组的厚度的53%，其隔水性优于D3h岩组，又无断裂构造切割，是可靠的防渗依托；而D3h岩组紧邻承压热水含水层（D2y），施钻时，稍有不慎，钻孔便可能与承压热水含水层连通，而封住承压热水将十分困难。专家们建议将帷幕底线抬高至顶面以下D3x10m，再逐渐与左、右两岸帷幕底线连接。这样，减少了帷幕工程量，消除了钻孔与承压热水连通之忧，缩短了工期。

3.帷幕孔排数的修改

根据施工过程中进一步了解地层的情况和灌浆中出现的问题，将帷幕孔排数及某些部位终孔深度进行了修改：1号灌浆洞桩号GD1 0+124.5～GD1 0+313.24m及3号灌浆洞桩号GD3 0+070.34～GD3 0+132.08m由单排修改为双排；2号灌浆洞桩号GD2 0+158.82～GD2 0+220.46m由于上游排Ⅲ序孔单位水泥注入量较大，下游排Ⅰ、Ⅱ序孔加深与上游排钻孔深度等同，Ⅲ序孔终孔段平均单位水泥注入量大于100kg/m时，则加深一段。

（三）帷幕灌浆施工概况

1.一般情况

防渗帷幕轴线总长度708m，防渗面积7.5万m2。地层岩性和岩体透水性详见第三章，对灌浆帷幕达标影响最大的是层间错动和层面溶蚀带的施灌。1997年3月15日开始在坝基1号灌浆洞口的帷幕线进行生产性试验，以选择灌浆方法。试验结束后决定采用国内在灰岩地层有成熟经验和技术的“孔口封闭灌浆法”。

帷幕灌浆工程在大坝标内，由辽宁—孔多特联营体负责管理，对工程进度、质量全面负责。任务分包给以下施工单位：4号坝段及其以右的帷幕灌浆由湖南省水利水电勘测设计研究总院江垭项目部承担；4号坝段以左的帷幕灌浆由中国水利水电第一工程局基础处理分局江垭项目部承担；引水隧洞部位下部帷幕由中国水利水电第三工程局承担；导流隧洞部位帷幕由湖南湘水基础处理公司承担。

帷幕灌浆工作于1997年8月28日正式开工，至2001年全部结束，前后经历了4年多。灌浆材料为525号普通硅酸盐水泥，个别坝段采用了湿磨细水泥灌浆、干磨细水泥灌浆、改性水泥灌浆和化学灌浆。共完成帷幕灌浆总孔数2455孔。总孔深71080m，其中基岩灌浆段长度64937 m。水泥注入量15618t。基岩单位水泥注入量240kg/m。

1998年10月18日下闸蓄水，2000年11月水库水位达到235.94m，接近正常蓄水位236.0m，并在233.0m水位以上持续了81d，大坝帷幕经历了高水头长时间的考验。观测数据表明：基础扬压力低于设计值，幕后排水孔排水量很小，且与库水位涨落过程中无明显变化，帷幕防渗效果良好。

2.施工基本程序

根据灌浆部位划分，先河床后两岸，先下层后上层。三排区：先上游排，次下游排，再中间排。两排区：先下游排，再上游排。先导孔为主帷幕深孔排的Ⅰ序孔最先施工，钻孔间距一般为30m。先导孔施工结束后，再按上述程序分排分序逐次加密的原则施工。衔接帷幕孔在上、下层帷幕施工结束后施工。灌浆水泥采用石门水泥厂生产的525号普通硅酸水泥，高速搅拌机集中制浆，自动记录仪记录。

3.技术要点

（1）灌浆段长及灌浆最大压力

根据不同部位和不同地质条件，孔口段以下一般3～4段均采用分段逐步升压的原则，当升到了最大压力时，灌浆段长一般为5m。接触段长为1～2m，正常情况下，设计灌浆段长和最大压力值见表8-29。

表8-29　正常情况下设计灌浆段长和最大灌浆压力值表

（2）浆液水灰比

集中制浆站制备的浆液均为0∶5∶1，用管道输送到灌浆作业面，按需要的水灰比进行调配，然后进行灌注。不同部位正常情况下设计水灰比见表8-30。

表8-30　不同部位正常情况下设计水灰比使用表

（3）浆液变换

当某一比级浆液的注入量已达300L以上，或灌注时间已达1.0h，而灌浆压力和注入率无显著变化时，应改浓一级浆液灌注；当注入率大于30L/min时，应根据具体情况越级变浓。

（4）灌浆结束标准及封孔

灌浆应满足以下条件，方可结束灌浆。在设计压力下注入率不大于1L/min时，延续灌注时间不少于90min；在设计压力下，灌浆历时不少于120min。全孔灌浆结束后，先用0∶5∶1浓浆置换孔内浆液，再用最大灌浆压力灌注1h，遇有涌水的孔，应闭浆48h。

（四）河床坝段帷幕灌浆

河床4～8号坝段各排帷幕灌浆孔穿越地层，单位水泥注入量见表8-31。

表8-31　4～8号坝段各排单位水泥注入量统计表

从表8-32中可见水泥注入量一般随着灌浆孔排序的施工先后次序而减小。特别后灌排（即中间排）单位水泥注入量明显减小，一般为30～40kg/m，5号坝段最大，为76.3kg/m，8号坝段最小，为14.23kg/m。灌浆孔中发生涌水孔段和涌水量，也随各排序孔的增进而减小，灌浆段的透水率均随着次序的增进而有较为明显的减小，灌浆情况正常，灌浆效果较好。但在检查孔的压水试验中发现5～8号坝段有12个孔在孔深18m以下出现涌水，涌水量一般为2～3L/min，少数孔段达6～9L/min，为处理幕体内出现的涌水问题，进行了补强灌浆。前后依次采用525号普通水泥、湿磨细水泥、干磨细水泥以及改性水泥灌浆补强，通过压水检查，仍发现帷幕与排水孔之间的K202溶蚀带未能良好的封闭。

最后采用了化学材料补强灌浆。针对K202及其影响范围，共布置了40个补灌孔，总孔深10915m，化学灌浆段总长201.5m。孔距2.0m，单孔深30～35m，灌段长5.0m，分两序施工，灌浆材料选用CW环氧浆材。它在较高涌水压力下可以浆赶水，且动水条件下固化能力较强。

化学灌浆于2001年7月开始，11月结束，灌后布置了4个压水检查孔，透水率均小于1Lu，孔内涌水消失，满足设计要求，至此河床坝段帷幕灌浆全部结束。

（五）左、右岸坝肩帷幕灌浆

1.一般情况

左、右岸帷幕灌浆包括1～4号灌浆洞、左右岸灌浆廊道和衔接帷幕灌浆。灌浆特征及效果综述如下。

1）防渗帷幕轴线自坝体折向上游，穿越坝区地层，帷幕外侧距河岸山体边坡较近，地质条件复杂、岩性不均一，层间错动带、溶蚀带发育，加之岩溶与断裂构造切割影响，岩体的透水性和可灌性差异很大，平均单位水泥注入量较大，最大者达600kg/m。

从两岸坝肩防渗帷幕灌浆水泥注入量的总体情况看，左右两岸较河床坝段大，1号、2号灌浆洞上段较下段大、上层较下层大，其变化规律与岩体风化、地层结构特征和距外侧边坡远近有关。

2）单位水泥注入量一般随着排序施工先后呈递减规律。但1号、2号灌浆洞由于先灌排较后灌排孔深浅1/2或2/3，因而后灌排中在先灌排底线以下仍为单排，亦存在可灌性好的层间错动或岩溶构造，因此有几个单元出现后灌排单位水泥注入量大于先灌排的情况。从统计资料看出，后灌排中Ⅲ序孔单位注入量明显减少，不大于50kg/m的孔段一般在80%～90%，最大达100%。造成逐序递减规律异常的另一原因是：1号灌浆洞上部几个单元因灌浆外漏，先灌排耗灰量大，设计要求分排分序增压，当后灌排压力提高后，可灌性也随之加大。(www.daowen.com)

3）有的孔段，当灌浆压力达到2.5～3.0MPa时，有吸浆量急骤增加、压力自降现象。这是在灌浆压力作用下击穿了某一通道或基岩产生了劈裂所致。

4）衔接帷幕灌浆孔透水性和灌入量均很小，除特殊孔段外，多数孔单位注入量在5～10kg/m以内，说明帷幕灌浆的扩散半径和上、下层帷幕衔接满足设计要求。

5）帷幕压水试验检查孔合格率均在98%以上，不合格的孔段多发生在灌浆洞中的洞口段，因混凝土底板裂缝冒浆所致，经补灌处理，再检查，全部达到设计标准，帷幕灌浆效果良好。

2.大坝防渗帷幕与引水隧洞相交段的灌浆

大坝右岸帷幕轴线与1号、2号、3号引水发电洞在桩号0+038m附近相交，相交段分上、下两层进行帷幕施工。上层在3号灌浆洞桩号GD3 0+000.0～GD30+071.6m区段内施工，需待引水隧洞混凝土衬砌、回填、固结灌浆施工结束后，方能进行；下部在引水隧洞底板上施工。上、下层帷幕采用浅孔衔接帷幕搭接。由于引水发电隧洞上平段混凝土衬砌、回填、固结灌浆工期滞后，大坝下闸蓄水日期临近，该洞段于1999年3月在引水隧洞围岩固结灌浆尚未全部完成的情况下，开始了上层帷幕的灌浆施工。采用“孔口封闭灌浆法”，设计灌浆压力4.5MPa。施工过程中引水隧洞内出现串浆外漏，其主要原因是施工程序颠倒，灌浆压力不当。其后将灌浆压力降为3.0MPa，降压后串浆外漏仍未得到解决。1998年4月曾一度暂停施工。经研究决定，将上游排EL165m以上的灌浆压力调整为1.5～2.0MPa，采用浓浆灌注，待EL165m以上灌段完成后，再施工下游排。下游排灌浆采取分级升压，灌浆压力由1.5MPa增至3.0MPa，待下游排施工结束后，再进行上游排EL165m以下的帷幕施工，灌浆压力为3.0MPa。

由于3号灌浆洞与引水洞相交段岩体结构复杂，层间错动带和溶蚀带发育等因素，构成透水性和可灌性的差异，加之灌浆初期赶工迫切、施工程序颠倒、设计灌浆压力偏大，使引水洞混凝土衬砌发生裂缝，浆液外漏。经降低灌浆压力，改进灌浆工艺，使帷幕灌浆在设计条件下正常结束。经灌浆资料分析和压水试验检查，岩体透水率小于设计防渗标准，满足设计要求。衔接帷幕在引水洞内施工，钻孔75个，单孔深入基岩6.0m，总孔深450m，单位水泥注入量仅1.41kg/m。检查孔1个，透水率小于1Lu，搭接帷幕灌浆效果良好，满足设计要求。

在大坝下闸蓄水验收前分别对1号、2号、3号引水洞混凝土衬砌裂缝进行了环氧灌浆处理。在地下厂房1号机组发电前，水库水位达到EL190m时，又派专人进入引水隧洞检查，原混凝土裂缝处只有个别渗水点，帷幕灌浆和裂缝处理效果良好。

（六）左、右岸顶层帷幕灌浆

1.帷幕布置

左岸顶层帷幕由坝顶段（长35m）及6号灌浆平台段（长199m）组成，帷幕轴线在11号坝段与坝轴线呈78°夹角折向上游。右岸顶层帷幕由坝顶段、平台段、灌浆洞（5号）段组成，全长223m。帷幕轴线在2号坝段与坝轴线呈50°夹角折向上游。左、右岸坝前沿帷幕轴线开挖山坡或灌浆洞（右岸），形成宽4.0m的平台，浇筑50cm厚的混凝土作为压浆板和工作平台。地形较窄处浇筑混凝土墙以满足平台宽度要求。左、右岸帷幕均为两排，排距1.5m，孔距2.5m，左岸帷幕最大孔深54m，右岸最大孔深64m。孔深自下游向上游逐渐变浅。帷幕施工前，在帷幕外侧先施工一排固结灌浆浅孔（孔深8m），以防帷幕灌浆时浆液大量外漏。

2.灌浆压力

左、右岸顶层帷幕灌浆压力施工前确定为表8-32。

表8-32　左、右岸顶层帷幕灌浆压力表

3.帷幕施工

左、右岸顶层帷幕灌浆于1998年12月14日开工，至1999年10月15日完成。各灌浆孔灌浆压力和灌浆方法为：前期采用“孔口封闭灌浆法”按表8-32规定的分序增压，最大灌浆压力2.0MPa。以后考虑到坝前岸坡安全稳定问题，灌浆方法改用全孔自上而下孔内分段阻塞法，最大压力左坝头为1.0MPa。6号灌浆平台为0.5MPa，帷幕尾端为0.3MPa。完成工程量见表8-33。

表8-33　左、右岸顶层帷幕灌浆工程量表

4.左岸顶层帷幕灌浆特殊情况处理、效果与质量检查

帷幕灌浆孔在表层一定深度内，溶蚀裂隙、层间错动带被泥砂充填。这些孔段可灌性好，耗灰量大，难于正常灌注结束；地表冒浆外漏也较为普遍。采取低压浓浆灌注、嵌缝堵漏、编织袋装黏土压浆、限量灌注、间歇灌浆、灌砂浆、水泥水玻璃双液灌浆等方法处理后，最终达到正常结束标准。

由于地形地质条件复杂，灌浆压力变化较大，各单元工程水泥注入量变化也大。但上、下游排各序之间递减规律明显。初始耗灰量大的部位，随着排序的加密，递减规律尤为显著。后灌排Ⅲ序孔平均水泥注入量减小至45.3kg/m，表明灌浆效果较好。

帷幕灌浆结束后，经压水检查，透水率均小于1Lu。

从检查孔中取出的芯样来看，水泥结石多沿高倾角（70°～80°）裂隙充填，将破碎岩石胶结呈一完整柱状岩芯；结石厚度0.5～30mm不等，最厚达60mm；多为一次充填，少数为二次充填。从水泥结石资料可见，灌浆效果明显。

5.右岸顶层帷幕灌浆裂缝及其处理

（1）裂缝情况及其原因

1999年2月中、下旬，右岸顶层帷幕在施工过程中，5号灌浆洞发现顶拱岩石裂缝，随后裂缝增多，并向灌浆平台压浆板延伸20余m。3月20日又发现进水塔后边坡喷护的混凝土面上，沿f422、f421、f511、f521层间错动带产生压扭性裂缝，长达80m。因此暂停施灌。

经研究分析，裂缝产生的原因是：由于帷幕轴线与卸荷裂隙走向和平台段构造溶蚀带基本一致，帷幕轴线外侧边坡岩体厚度单薄（平台段上部岩体仅厚6.0m，下部厚亦仅20～25m）；采用孔口封闭法灌浆，且多孔同时施灌，灌浆最大综合压力高达2.0MPa，致使裂缝发生。由于进水口洞脸边坡岩层倾向山里及下游，为反向坡，因此岩体未出现顺层向坡外滑动，而以倾覆形使平台开裂，在坡面上出露的f422、f421、f511、f521等层间错动面向坝肩位移，靠近坝体的f521上盘岩体出现明显的鼓胀裂缝。

（2）处理措施

针对上述问题，确定改进灌浆工艺，降低灌浆压力，加强观测，加强管理。于4月17日恢复施工，其具体措施为：

1）对帷幕上游排未完成的I序孔，仍采用“孔口封闭灌浆法”继续施灌，最大灌浆压力由原定的1.5～2.0MPa调整为0.3MPa，开灌水灰比为2∶1。为力争在主汛期到来之前完成一排帷幕，确保1999年安全度汛，灌浆段长调整为5～8m。Ⅱ序孔改为一次成孔，自下而上分段灌浆；Ⅲ序孔及下游排各序孔均采用自上而下分段灌浆。

2）降低灌浆压力。各灌浆孔孔口段灌浆压力均降为0.20MPa，上、下游排自第4段起（岩石以下6.0m）灌浆压力分别为0.3MPa和0.5MPa（以孔口回浆管上压力表值为准）。

3）在同一排中多孔同时施灌时，要求相邻两个灌浆孔之间的间距大于20m，灌浆段高差不小于15m。

4）电站进水口边坡布置位移观测点10个、收敛监测断面3个、裂缝监测断面3个，加强边坡锚杆应力计、测斜仪、多点位移计的观测，若发现观测值异常，及时分析处理。

5）加强管理。业主、设计、施工和监理单位及时协商解决施工中出现的问题。

按上述措施施灌，5号灌浆洞和灌浆平台岩体变形得到了控制。

坝顶段则按原设计要求顺利完成帷幕施灌。至此，右岸顶层帷幕灌浆工程基本完成。

考虑到右岸有地下发电厂房，对此段帷幕防渗标准要求较高，为提高帷幕的有效性和耐久性，对5号灌浆洞和灌浆平台帷幕进行了补强加固。在补强灌浆前，对进水口的西边坡和南边坡进行了200t级的锚索加固，锚索穿过了灌浆时发生的裂缝，锚入完整岩体。

补强灌浆采用干磨细水泥浆材，灌浆压力为1.0MPa。补强灌浆结束后，布置8个检查孔，均满足设计要求。

（七）帷幕灌浆质量评价

1）大坝帷幕灌浆共完成检查孔222个，占帷幕灌浆工程量的11%，检查孔压水总段数1557段，其中1515段透水率q≤1Lu，占总段数的97.3%，帷幕灌浆合格率达98.8%。不合格的孔段分布在顶层帷幕灌浆平台的孔口段，因混凝土压浆板裂缝或邻孔封孔质量原因引起的串漏所致，对不合格段所在部位进行了补灌处理，直到达到合格标准为止。

2）坝基扬压力观测表明，在幕后的测压管或孔隙水压力计的测值远小于设计值，且不随库水位升降而变化。表明帷幕质量良好，满足设计和规范要求。

3）2000年11月江垭水库蓄水位达到235.94m，接近正常蓄水位236.00m，并在233m水位以上持续了81d。观测数据表明：基础扬压力很小，幕后排水孔排水量很小，且排量与库水位升降无明显关系，说明帷幕防渗效果良好。