GIN注浆法在大坝基础灌浆中的应用初探

□邓汉林（原毕节地区机械化施工队）

1.GIN注浆法概述

1.1 GIN注浆法定义

GIN注浆法是指在一定注浆段，消耗的能量近似地和最终压力P与注入量V的积，即PV成正比，PV数成为 “注浆强度值”，简称GIN。注入量V的单位为L/m，压力的单位为MPa，则PV（GIN）的单位为 MPa·L/m。

1.2 GIN注浆法要求

一旦选定了注浆强度大小，则该强度值不仅用于低压下大量吸浆的易注裂隙，而且也适用于在相当高压力下吸浆量很小的细微的裂隙，从而保持GIN为一常数值。对宽裂缝中的大注入量情况可以自动控制，较密实及吸浆量小的裂隙，则可以使压力自动升高，避免了高压力大注入量，低压力低注入量的发生。

1.3 GIN注浆法基本要点

1.3.1 在整个注浆过程中只用单一稳定浆液（中等、水灰比0.67:1～0.8:1）的浆液，并在其中加入超增塑剂降低浆液的粘聚性和粘滞性，以提高可灌性。

1.3.2 采用稳定的低等或中等的注入率，在超过一定时间后，随着浆液注入岩体更远，裂缝压力将逐渐升高。

1.3.3 当“压力-累计每m注入量”图上展示的注浆轨迹与限制注入量、限制压力或限制注浆强度等曲线的一种相交时，注浆即可结束。

1.4 GIN注浆法注浆孔布置原则

GIN注浆法布孔原则与常规注浆方法一样，采用一序到三序（或四序）的对开插补布孔方法。一般在施工前应该通过现场注浆试验选定合适的一序孔孔距，该孔距要求能使以后的二序孔、三序孔每一序次都持续降低25%～75%。

2.工程实例

2.1 官田水库灌浆实例

2.1.1 工程慨况

官田水库位于大方县长石镇境内，坝址位于赤水河一级支流二道河的支流官田河上，水库集雨面积16.8km2,库容337万m3,属小（一）型水库。

库区地貌属中低山宽浅河谷地貌，出路地层为寒武系中上统娄山关群（∈2+3ls）、奥陶系下统湄潭组（O1m）、二迭系下统栖霞组及茅口组（P1m+q）和第四系覆盖层（Q1）。

2.1.2 坝址工程地质条件

2.1.2.1 地形地貌

坝址位于库区东部，河谷呈＂V＂型河谷，地形呈中低山地形，地貌呈高原河谷地貌。

2.1.2.2 地层岩性

坝区出露地层为奥陶系下统湄潭组（O1m）地层，岩性为灰色、黄色泥页岩夹薄层灰岩，上层为黄色中厚层砂岩夹页岩。第四系覆盖层，岩性为残坡积物、冲积层。

2.1.2.3 地质构造

坝址处有一条断层通过，呈NE向展布，断层通过库区，为张性断层，断层带胶结良好。伴生的次生构造节理、裂隙发育，对大坝影响较小，节理发育主要有两个方向，分别为倾向S64°、倾角 W84°，倾向 S24°、倾角E89°，均为闭合型高倾角相互切割裂隙。

2.1.3 大坝渗漏分析

2.1.3.1 坝体渗漏：由于坝体碾压质量差，存在坝体渗漏。

2.1.3.2 坝基渗漏：坝址处地层为湄潭组（O1m），岩性为灰绿色、黄色页岩夹薄层灰岩，受断层影响，次生构造节理、裂隙发育，形成坝基渗漏。

（3）坝肩渗漏：由于坝址处有一断层通过，成为坝肩绕坝渗漏的主要通道。

2.1.4 大坝防渗设计

（1）坝体防渗:根据坝体渗漏情况，采用铺设土工膜的方式解决坝体渗漏。

（2）坝基（肩）防渗设计：坝基（肩）采用帷幕灌浆方式，在土工膜和坝基、坝肩交汇处设置高3m帷幕防渗墙，置于基岩上。根据大坝布置3个勘探孔情况，确定帷幕灌浆底线，即岩石透水率5Lu的孔段高程（1317.3m）以下为最低帷幕灌浆底线（坝顶高程为1357.7m，最大坝高25.1m）。

2.1.5 帷幕灌浆施工

（1）依据不同的地质条件及注浆位置，确定合理的GIN值、单位注入量和注浆压力的限制值。

（2）选定一序孔中四分之一的注浆孔作为试验孔，本工程已在左坝段、坝中段、右坝段布置勘探孔，为最终注浆孔深度及选定GIN值提供依据。

（3）在地下水位以上的任何孔段注浆前应预先注入清水，使岩石部分饱和，以便降低浆体过分失水，堵塞通道。

（4）随时对注浆成果进行分析总结，以便评定注浆孔布置参数的合理性。

按传统注浆法和GIN注浆法的钻孔布置原则，工程按三个序次布置钻孔，一序孔孔距为12m，最终孔距为3m，采用自下而上灌浆法，段长5m。

传统灌浆法的浆液浓度采用 5:1、3:1、2:1、1:1、0.6:1 五个比级，每一比级注浆量达到600-800L时变换浓度，直达到设计结束压力和结束标准。

GIN注浆法浆液浓度为0.8:1，灌浆前地下水位以上以0.2Mpa压力对岩体作1小时饱和注水，注浆强度值为300MPa·L/m最大压力极限为0.5Mpa，最大吸浆极限为400L/m，注浆结束标准在最终压力下每5m注浆段注入率小于3L/min。

施工过程中，选择地质条件相近、孔序相同的两个地段作传统注浆法和GIN注浆法的对比，详见表1、表2。

表1 传统注浆法注浆量及耗灰量表

表2 GIN注浆法注浆量及耗灰量表

通过对传统注浆法和GIN注浆法的对比，单位耗灰量降低26.3%，单位注浆量降低54.8%。通过检查孔检查注浆效果，均达到帷幕防渗设计要求。

3.结论

GIN注浆法和传统注浆法相比，具有以下特点：工艺简单，注浆过程易于控制，有利于采用自动化技术提高注浆效率，采用较稳定性浆液，注浆结石强度高，质量可靠，能限制浆液的无效扩散，避免材料浪费。GIN注浆法在理论上还是实用性上均有一定的优势。