岩体可灌性资料收集与分析

用Lu值大小不可能揭示岩体的可灌性，只有收集到p/Q 图解以后才可以判断它们的可灌性。例如图6-5所示的情况A：每段有5条宽2.5mm的裂隙，每条裂隙透水率为4Lu；5条裂隙的q 值为20Lu，若启动压力值为3×105Pa，这些岩体在达到临界灌浆压力之前是可灌的；情况B：岩体有5条窄浆径，宽约1mm，形成了每条例隙1Lu的q 值，5条这样浆径的岩体q 值为5Lu，需要12×105Pa 的压力去启动浆液流动（渗透）。这种岩体不具可灌性，因为当灌浆压力达到12×105Pa之前岩体就发生了浆力劈裂。也就是说，启动压力小于临界压力时，岩体是可灌的；若启动压力大于临界压力，岩体是不可灌的。

图6-5　吸水量与有关可灌性和灌浆压力之间的不确定性示意图

根据这些论述，我们可以对岩体的可灌性下如下的定义：每种岩体都有自己引起浆液渗透的启动压力，当启动压力大于临界压力时，为不可灌岩体；当启动压力小于临界压力时为可灌性岩体。此外，还有以下非常重要的两方面内容需要说明：

（一）不应根据岩体透水率设计灌浆方案

目前，大多数水利水电工程的灌浆方案是根据岩体的透水率大小而设计的。它们很少考虑坝址区的水文地质条件和岩体的透水率与岩体可灌性的不一致性，因而引起了一系列值得研究的工程水文地质问题。

仅仅根据工程需要而设计太高的灌浆压力，会在靠近地表的风化卸荷带内引起上覆岩体上抬，产生浆力劈裂，形成浆液大量流失；会在风化卸荷带以下的深埋岩体内，在钻孔周围引起岩体变形，产生裂隙膨胀，造成更多的浆液消耗；会在钻孔穿越软弱结构面内引起浆力劈裂，浆液压力下降，使较窄浆径得不到浆液，产生较大的剩余渗透性，既造成大量浆液浪费，又使灌浆工作达不到要求。

仅仅根据工程岩体的透水率设计灌浆方案，不考虑各类岩体的临界灌浆压力，会引起一系列浆力劈裂问题。各类岩体类型都有自己的不连续结构面（包括裂隙面、层面和节理面），它们的临界压力是不相同的，甚至相同岩性的岩体，由于存在潜在的、部分张开或完全张开裂隙的不同情况，也会有不同的可灌性；对膨胀的不同敏感性，对劈裂的不同敏感性（钻孔轴向与地质结构面交角的大小）的不同，都会引起不同成因的浆力劈裂。(www.xing528.com)

不管何种原因引起的地质结构面的破坏，特别是与钻孔轴向成垂直或近似垂直的结构面所形成的结石层，彼此都处于孤立状况，根本形不成连续的防渗帷幕。

若不研究各类岩体的临界压力，在进行压水试验的时候就可能发生水力劈裂，特别在低强度软岩中更容易发生这类问题。例如有一份页岩灌浆报告说：在页岩中发生了每米十几吨的吸浆量的惊人情况。这种灌浆消耗量与岩体的直正吸浆量之间的不一致情况，竟导致得出在页岩中有溶洞发生的错误断言。

（二）应根据岩体可灌性设计灌浆方案

大家知道，最好的灌浆结果是最低的造价和最好的封堵，这就是说：第一，不要引起任何浆液的无为消耗；第二是把浆液灌入到天然孔隙中去。

大量的灌浆试验表明：浆径的尺寸、形状和其粗糙度决定浆液渗入浆径所需的压力，以使其达到合适的距离；岩体的连接力决定着浆力劈裂的性质和类型。

浆液在细裂隙中运动时，需要高的灌浆压力；浆液在粗裂隙中运动时，只需要较低的灌浆压力。假定在坚硬岩体内灌浆，灌浆压力达到30×105Pa后才会发生浆力劈裂，细裂隙灌浆只需要20×105Pa的灌浆压力，由于灌浆压力20×105Pa 小于浆力劈裂压力30×105Pa，这样的灌浆可以达到目的。相反，潜在不连续面的岩体类型有低的抗拉强度，在（3～5）×105Pa的压力下就可能发生浆力劈裂。因为该类岩体至少有较粗与较细两类裂隙，如果用低于3×105Pa的灌浆压力，它可以足够穿透较粗裂隙，较窄的裂隙内仍旧无浆，它需要较高的压力（如为10×105Pa），这种压力不可能达到，因为达不到这种压力之前，浆力劈裂敏感性大的岩体就开始发生浆力劈裂了。

岩体具有不同类型、不同强度、不同浆径和不同流动性等特点，导致出不同岩体类型都有各自的可灌性。在软岩中，仅是宽裂隙才有可灌性；在坚硬岩体中也有细裂隙是可灌的。不同可灌性决定着灌浆方案的制定。如果提供一个足够高的灌浆压力去灌浆，它无论如何也会把浆液压入到被灌岩体内，问题是造成这样的大量浆液去封堵人造孔洞而不可能封堵岩体的天然渗透性的结果，是与灌浆目的背道而驰的。

总之，不是任何岩体都可以达到灌浆目的的，也就是说，不是任何岩体都有可灌性。有可灌性的岩体也有个临界压力问题。临界压力是测试出来的，而不是设想出来的。