砂砾（卵）石层的灌浆材料-坝基防渗与灌浆技术的成果

砂、砾（卵）石层的防渗帷幕灌浆，大都是灌注以粘土为主加少量水泥的混合浆液，也有是只加些胶凝剂的粘土浆或膨润土浆。以往采用套阀式灌浆的大型工程几乎都是使用此种类型的浆液。如：阿斯旺（Asswan）高坝，在3000个钻孔、33.5万m的灌浆中共灌入粘土—水泥浆、粘土—硅酸盐浆、硅酸盐—铝浆67万m3；船明（Funagiva）坝，在534个钻孔中共灌入粘土16900m3；萨德·艾尔·阿里（Saddel.Aali）坝，在388000m的钻孔内共灌进640000m3的浆液中，其中有粘土—水泥浆172800m3，纯粘土浆307200m3，膨润土浆76800m3（在以上三种浆液中均加有作为安定剂的硅酸钠），等等。

大量地使用粘土，不仅仅是为了节约，降低成本，更主要的是它具有良好的可塑性和化学稳定性。既不担心它会在地基变形中开裂，也不担心它会遭受化学侵蚀破坏；不指望用它来承担坝的垂直荷载，只须有一定的厚度和密实性就足够了。

灌浆用的粘土，可尽量在当地就近选取，不需要有很高的粘土矿物含量。例如日本的船明坝，通过一系列地试验研究，最后确定采用“粗粒”与“细粒”两种浆液作为灌注浆液，粘土的主要成分和性质如表12-1所示，两种浆液的配比与质量标准如表12-2所示。

表12-1　船明坝用粘土的物理性质与矿物成分

表12-2　船明坝用浆液配比与质量标准

在每一灌注段中先灌粗粒浆，如灌入的总量已达定量标准（由计算确定），此段灌浆即告结束；如拒浆前未达定量标准，则再灌细粒浆，使两者总和达到标准。在船明坝使用此种浆液，由4排孔、孔距2.5m布置，使砂、砾石地层的渗透系数K由原来的10-1～10-2 cm/s降到了要求标准10-4cm/s。

由于各地的粘土成分及物理性质不同，所以在浆液配合比上没有统一准则。以下是几个坝的浆液使用情况。

（1）谢尔·庞桑。6排孔，边排孔用水泥（C）∶粘土（G）∶水（W）=1∶1.5∶5；内排孔用C∶G∶W=1∶5∶14。(www.xing528.com)

（2）阿斯旺。15排孔。1、5、11、15排用C∶G∶W=1∶3.4∶4.3；3、7、9、13排用G∶水玻璃（N）∶W=1∶0.005∶1；2、4、12、14排用膨润土—水玻璃液；6、8、10排用硅酸铝溶液。

（3）萨德·艾尔·阿里。9排孔：①C∶G∶W=1∶4∶10；②G∶W=1∶1.4（此两种均有水玻璃作“安定剂”）；③膨润土（N）W=1∶7；④N∶W=1∶1.2加铝酸盐反应剂。

（4）密希安。5排孔。1、5排C∶G∶W=1∶1.4∶3.3；2、4排C∶G∶W=1∶5∶14；3排G∶（硅酸盐+磷酸盐）：W=1∶0.2∶2.8。

（5）密云。3排孔，1、3排C∶G∶W=1∶1.86∶8.6；2排C∶G∶W=1∶4∶5～12.5（注浆困难时多加水）。

水泥一般是作为“凝结剂”或“固化剂”使用，靠它使浆液结石获得一定强度。

膨润土是粘土的一种，以蒙脱石、高岭石、伊利石为主矿物。经充分水化后大多成为直径不超过1μm的高度分散的微粒。使用它，可使浆液更滑润细腻，便于灌入。

在粘土或膨润土浆液中加入硅酸钠（即水玻璃），初期它像稀释剂一样起降低浆液粘度作用，后期它像促凝剂一样促使浆液尽快凝固。

使用硅酸铝与硅酸钠混合液，属化学灌浆范畴。