云南省京平水庫壩址水文地質條件及壩基滲漏分析

李勇+陳加奇

摘要：本文對云南省京平水庫的壩址的水文地質條件和壩基巖石質量進行了評價，充分對壩基的滲漏問題進行了分析，并對壩基防滲處理提出了合理的建議。

關鍵詞：云南省 水庫 水文地質 滲漏

1 概述

京平水庫壩址位于老賀平掌村老謠河上游150m處，河床高程1624.50m。水庫壩高62.8m，總庫容約304.1萬m3，興利庫容246.0萬m3，是一座以農田灌溉為主的小（Ⅰ）型水利工程。處在老謠河由寬緩的“U”型河谷向“V”型谷遞變段，該段地形較完整，作為水庫壩址樞紐，地形條件較好。通過項目前期工作，發現庫區近壩段右岸山脊地下水位較低，可能存在滲漏問題。因此本文根據壩基滲漏量和滲透穩定性復核防滲底界和幕體防滲標準，對水文地質條件和壩基的滲漏情況進行了進一步的復核。

2 基本地質條件

壩址區主要發育兩類地貌：侵蝕堆積——河谷地貌；構造剝蝕—侵蝕岸坡地貌。河谷地貌，河床為侵蝕堆積——河谷階地地貌，兩側發育有不連續Ⅰ級階地。壩址區河流呈略向南西凸的“U”字型，壩址河流整體NW向。河床寬5～10m，高程1630～1620m，縱比降平均10%，河谷呈“U”型谷，兩岸局部見零星Ⅰ級階地，階面高出河床約2.0m，階面寬2.0～5.0m。構造剝蝕——侵蝕岸坡地貌，壩址區兩岸均殘留有Ⅲ級剝夷面，據鉆孔揭露，左岸局部有殘留階地分布，呈斜坡臺地交替復合型岸坡，局部形成洼地；右岸屬構造侵蝕岸坡，地形相對順直完整，坡度40～45°，局部形成陡崖。壩址內沖溝多為沿NE向陡傾角節理發育的規模較小的季節性有水沖溝，其切割深度3～15m，寬1.0～5.0m，延伸長度均小于200m。主要分布有兩條沖溝，均位于右岸，其中1#沖溝位于右岸壩軸線上游110m，溝長65m，切割深5～15m，對壩址存在一定影響。

壩址區出露中生界侏羅系上統景星組（J3j）地層，表層分布有第四系松散堆積物。壩址區位于景星街褶皺傾伏段，塘上街斷層及陸野斷層之間，陸野斷裂離壩址區最近約3km。主構造線方向為近南北向，次級伴生斷層未見發育。巖層總體走向NE，傾向NW，傾角15°～30°，為一單斜構造。受EW向構造應力的擠壓，局部巖層具撓曲現象，節理裂隙發育。壩址區主要發育三組裂隙， 詳見表1。

表1 壩址區裂隙統計表

■

通過鉆孔揭露，右壩肩河床高程（1620m）附近，為灰白色長石石英砂巖及含礫砂巖接觸帶，受河床卸荷作用等的共同作用，該帶巖體較破碎，結構面張開2～5mm，見次生泥質充填，且其滲透系數較大，為一透鏡體，山脊地下水位受其影響略高于河水位，對工程有一定的影響。

3 水文地質條件

巖（土）體透水性，根據壩址區巖（土）體根據鉆孔壓（注）水試驗取得透水率，統計結果見表2。

表2 壩址巖（土）體透水率（q）統計表

■

從表2中可看出壩址內巖（土）體透水率（q）一般在2.8～112.3Lu之間，屬弱～極強透水巖（土）體。其中，Q松散堆積物、全、強風化巖體以及擠壓破碎帶之透水率（q）均大于5.0Lu，為含水透水巖體，弱、微風化巖體之透水率（q）一般小于5.0Lu，為相對隔水巖體。壩址區相對隔水層（帶）為弱風化下帶～新鮮巖體，設計防滲透標準為透水率≤5 Lu，分布連續。其埋深：左岸32～80m；河床30～32m，右岸30～108m。對于地下水補給、徑流、排泄，壩軸線的大壩位置均置于砂泥巖之上，屬同一個水文地質單元，壩址兩岸接受大氣降水補給，通過兩岸巖土體孔隙、裂隙徑流，向老謠河排泄，老謠河為壩址區最低排泄基準面。

4 壩基巖體質量評價

本工程分析結合工程規模及推薦壩型來確定建基面：原則上清除強風化上部強卸荷松動、變形巖體及松軟土石，以強風化帶中下部弱卸荷帶巖體為建基面。據此，壩基清基深度為：左岸3.5～6.0m，河床2.5～3.5m，右岸1.0～4.5m。壩基巖體質量為建基面巖體質量。

根據《工程巖體分級標準》（GB 50218-94），對工程區壩基巖體進行工程地質定量分級，計算公式采用BQ=90+3Rc+250Kv。其中：BQ——表示巖體基本質量指標；Rc——表示巖石飽和抗壓強度（室內試驗值）；Kv——表示巖體完整指數。使用該公式時遵守以下限制條件：

①當Rc>90Kv+30時，應以Rc=90Kv+30代入計算BQ值。

②當Kv>0.04Rc+0.4時，應以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入計算BQ值。

計算后得出當地材料壩壩基巖體級別，詳見表3。

表3 壩基巖體基本質量分級統計表

■

注：完整系數系根據巖體體積節理數JV進行經驗取值。

5 壩基滲漏、繞壩滲漏分析及處理建議

5.1 壩基滲漏、繞壩滲漏分析

壩址區內分布有第四系松散孔隙含水透水層、全強風化巖體孔隙～裂隙含水透水層及擠壓破碎帶含水透水層，透水層透水性中等～極強，層厚較大；據鉆孔揭露，右壩肩凸出山脊，河床1680m高程附近為灰白色長石石英砂巖及含礫砂巖接觸帶，受河床卸荷作用等的共同作用，該帶巖體較破碎，且其滲透系數較大，為一透鏡體，山脊地下水位受其影響略高于河水位，遠低于正常蓄水位。壩基滲漏及繞壩滲漏問題較為突出。

透水帶根據鉆孔壓（注）水試驗成果，結合地形地貌、地層巖性、地質構造、巖石風化程度等因素進行劃分，共劃分為兩個透水帶，即：中等透水帶（10≤q<100Lu）、弱透水帶（5≤q<10Lu）。本工程根據相關規程、規范，結合工程設計規模，視弱透水中下帶（q<5Lu）為相對隔水層，并假定壩基為均質含水透水層，從而選用卡明斯基公式估算壩基滲漏量、達西公式（潛水型繞滲）估算兩岸繞壩滲漏量，正常蓄水位情況下，日平均滲漏量2146.65 （m3/d），年平均滲漏量78.35×104（m3），建議進行防滲處理，防滲深度33.5～82.5m。

5.2 防滲處理建議

根據壩址區大量水文地質試驗資料估算的壩基及繞壩滲漏總量達78.35×104m3/a，防滲處理建議采用帷幕灌漿方案。帷幕線沿壩軸線布置，帷幕線左端以左壩端為基點往外延長55.35m，帷幕線右端以右壩端為基點往外延長85.46m，均延伸到兩岸正常蓄水位與地下水交點，帷幕線總長372.01m。帷幕底界深入相對隔水層中5m。根據工程規模及壩高，以q<5（Lu）（設計防滲標準）作為相對隔水層，帷幕底界深入相對隔水層中5m，左岸帷幕平均深約59.5m，右岸平均深約86.0m，河床平均深57.5m。帷幕灌漿建議：采用單排孔，孔距1.5m。施工過程中如遇破碎帶應加大帷幕灌漿深度。

6 結束語

通過對京平水庫基本地質條件的詳細描述和水文地質條件、壩基巖體質量進行了評價，充分分析了壩基的滲漏問題，并對壩基防滲處理提出了合理的建議，為水庫的建設提供了科學的依據。

參考文獻：

[1]李煒.水力計算手冊（第二版）[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[2]白永年著.中國堤壩防滲加固新技術[M].北京：中國水利電力出版社.

[3]DL/T 5200—2004，水電水利工程高壓噴射灌漿技術規范[S].

作者簡介：李勇（1975-），男，云南大理巍山人，水利工程師，主要從事水利工程建設及開發相關工作。endprint

摘要：本文對云南省京平水庫的壩址的水文地質條件和壩基巖石質量進行了評價，充分對壩基的滲漏問題進行了分析，并對壩基防滲處理提出了合理的建議。

關鍵詞：云南省 水庫 水文地質 滲漏

1 概述

京平水庫壩址位于老賀平掌村老謠河上游150m處，河床高程1624.50m。水庫壩高62.8m，總庫容約304.1萬m3，興利庫容246.0萬m3，是一座以農田灌溉為主的小（Ⅰ）型水利工程。處在老謠河由寬緩的“U”型河谷向“V”型谷遞變段，該段地形較完整，作為水庫壩址樞紐，地形條件較好。通過項目前期工作，發現庫區近壩段右岸山脊地下水位較低，可能存在滲漏問題。因此本文根據壩基滲漏量和滲透穩定性復核防滲底界和幕體防滲標準，對水文地質條件和壩基的滲漏情況進行了進一步的復核。

2 基本地質條件

壩址區主要發育兩類地貌：侵蝕堆積——河谷地貌；構造剝蝕—侵蝕岸坡地貌。河谷地貌，河床為侵蝕堆積——河谷階地地貌，兩側發育有不連續Ⅰ級階地。壩址區河流呈略向南西凸的“U”字型，壩址河流整體NW向。河床寬5～10m，高程1630～1620m，縱比降平均10%，河谷呈“U”型谷，兩岸局部見零星Ⅰ級階地，階面高出河床約2.0m，階面寬2.0～5.0m。構造剝蝕——侵蝕岸坡地貌，壩址區兩岸均殘留有Ⅲ級剝夷面，據鉆孔揭露，左岸局部有殘留階地分布，呈斜坡臺地交替復合型岸坡，局部形成洼地；右岸屬構造侵蝕岸坡，地形相對順直完整，坡度40～45°，局部形成陡崖。壩址內沖溝多為沿NE向陡傾角節理發育的規模較小的季節性有水沖溝，其切割深度3～15m，寬1.0～5.0m，延伸長度均小于200m。主要分布有兩條沖溝，均位于右岸，其中1#沖溝位于右岸壩軸線上游110m，溝長65m，切割深5～15m，對壩址存在一定影響。

壩址區出露中生界侏羅系上統景星組（J3j）地層，表層分布有第四系松散堆積物。壩址區位于景星街褶皺傾伏段，塘上街斷層及陸野斷層之間，陸野斷裂離壩址區最近約3km。主構造線方向為近南北向，次級伴生斷層未見發育。巖層總體走向NE，傾向NW，傾角15°～30°，為一單斜構造。受EW向構造應力的擠壓，局部巖層具撓曲現象，節理裂隙發育。壩址區主要發育三組裂隙， 詳見表1。

表1 壩址區裂隙統計表

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通過鉆孔揭露，右壩肩河床高程（1620m）附近，為灰白色長石石英砂巖及含礫砂巖接觸帶，受河床卸荷作用等的共同作用，該帶巖體較破碎，結構面張開2～5mm，見次生泥質充填，且其滲透系數較大，為一透鏡體，山脊地下水位受其影響略高于河水位，對工程有一定的影響。

3 水文地質條件

巖（土）體透水性，根據壩址區巖（土）體根據鉆孔壓（注）水試驗取得透水率，統計結果見表2。

表2 壩址巖（土）體透水率（q）統計表

■

從表2中可看出壩址內巖（土）體透水率（q）一般在2.8～112.3Lu之間，屬弱～極強透水巖（土）體。其中，Q松散堆積物、全、強風化巖體以及擠壓破碎帶之透水率（q）均大于5.0Lu，為含水透水巖體，弱、微風化巖體之透水率（q）一般小于5.0Lu，為相對隔水巖體。壩址區相對隔水層（帶）為弱風化下帶～新鮮巖體，設計防滲透標準為透水率≤5 Lu，分布連續。其埋深：左岸32～80m；河床30～32m，右岸30～108m。對于地下水補給、徑流、排泄，壩軸線的大壩位置均置于砂泥巖之上，屬同一個水文地質單元，壩址兩岸接受大氣降水補給，通過兩岸巖土體孔隙、裂隙徑流，向老謠河排泄，老謠河為壩址區最低排泄基準面。

4 壩基巖體質量評價

本工程分析結合工程規模及推薦壩型來確定建基面：原則上清除強風化上部強卸荷松動、變形巖體及松軟土石，以強風化帶中下部弱卸荷帶巖體為建基面。據此，壩基清基深度為：左岸3.5～6.0m，河床2.5～3.5m，右岸1.0～4.5m。壩基巖體質量為建基面巖體質量。

根據《工程巖體分級標準》（GB 50218-94），對工程區壩基巖體進行工程地質定量分級，計算公式采用BQ=90+3Rc+250Kv。其中：BQ——表示巖體基本質量指標；Rc——表示巖石飽和抗壓強度（室內試驗值）；Kv——表示巖體完整指數。使用該公式時遵守以下限制條件：

①當Rc>90Kv+30時，應以Rc=90Kv+30代入計算BQ值。

②當Kv>0.04Rc+0.4時，應以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入計算BQ值。

計算后得出當地材料壩壩基巖體級別，詳見表3。

表3 壩基巖體基本質量分級統計表

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注：完整系數系根據巖體體積節理數JV進行經驗取值。

5 壩基滲漏、繞壩滲漏分析及處理建議

5.1 壩基滲漏、繞壩滲漏分析

壩址區內分布有第四系松散孔隙含水透水層、全強風化巖體孔隙～裂隙含水透水層及擠壓破碎帶含水透水層，透水層透水性中等～極強，層厚較大；據鉆孔揭露，右壩肩凸出山脊，河床1680m高程附近為灰白色長石石英砂巖及含礫砂巖接觸帶，受河床卸荷作用等的共同作用，該帶巖體較破碎，且其滲透系數較大，為一透鏡體，山脊地下水位受其影響略高于河水位，遠低于正常蓄水位。壩基滲漏及繞壩滲漏問題較為突出。

透水帶根據鉆孔壓（注）水試驗成果，結合地形地貌、地層巖性、地質構造、巖石風化程度等因素進行劃分，共劃分為兩個透水帶，即：中等透水帶（10≤q<100Lu）、弱透水帶（5≤q<10Lu）。本工程根據相關規程、規范，結合工程設計規模，視弱透水中下帶（q<5Lu）為相對隔水層，并假定壩基為均質含水透水層，從而選用卡明斯基公式估算壩基滲漏量、達西公式（潛水型繞滲）估算兩岸繞壩滲漏量，正常蓄水位情況下，日平均滲漏量2146.65 （m3/d），年平均滲漏量78.35×104（m3），建議進行防滲處理，防滲深度33.5～82.5m。

5.2 防滲處理建議

根據壩址區大量水文地質試驗資料估算的壩基及繞壩滲漏總量達78.35×104m3/a，防滲處理建議采用帷幕灌漿方案。帷幕線沿壩軸線布置，帷幕線左端以左壩端為基點往外延長55.35m，帷幕線右端以右壩端為基點往外延長85.46m，均延伸到兩岸正常蓄水位與地下水交點，帷幕線總長372.01m。帷幕底界深入相對隔水層中5m。根據工程規模及壩高，以q<5（Lu）（設計防滲標準）作為相對隔水層，帷幕底界深入相對隔水層中5m，左岸帷幕平均深約59.5m，右岸平均深約86.0m，河床平均深57.5m。帷幕灌漿建議：采用單排孔，孔距1.5m。施工過程中如遇破碎帶應加大帷幕灌漿深度。

6 結束語

通過對京平水庫基本地質條件的詳細描述和水文地質條件、壩基巖體質量進行了評價，充分分析了壩基的滲漏問題，并對壩基防滲處理提出了合理的建議，為水庫的建設提供了科學的依據。

參考文獻：

[1]李煒.水力計算手冊（第二版）[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[2]白永年著.中國堤壩防滲加固新技術[M].北京：中國水利電力出版社.

[3]DL/T 5200—2004，水電水利工程高壓噴射灌漿技術規范[S].

作者簡介：李勇（1975-），男，云南大理巍山人，水利工程師，主要從事水利工程建設及開發相關工作。endprint

摘要：本文對云南省京平水庫的壩址的水文地質條件和壩基巖石質量進行了評價，充分對壩基的滲漏問題進行了分析，并對壩基防滲處理提出了合理的建議。

關鍵詞：云南省 水庫 水文地質 滲漏

1 概述

京平水庫壩址位于老賀平掌村老謠河上游150m處，河床高程1624.50m。水庫壩高62.8m，總庫容約304.1萬m3，興利庫容246.0萬m3，是一座以農田灌溉為主的小（Ⅰ）型水利工程。處在老謠河由寬緩的“U”型河谷向“V”型谷遞變段，該段地形較完整，作為水庫壩址樞紐，地形條件較好。通過項目前期工作，發現庫區近壩段右岸山脊地下水位較低，可能存在滲漏問題。因此本文根據壩基滲漏量和滲透穩定性復核防滲底界和幕體防滲標準，對水文地質條件和壩基的滲漏情況進行了進一步的復核。

2 基本地質條件

壩址區主要發育兩類地貌：侵蝕堆積——河谷地貌；構造剝蝕—侵蝕岸坡地貌。河谷地貌，河床為侵蝕堆積——河谷階地地貌，兩側發育有不連續Ⅰ級階地。壩址區河流呈略向南西凸的“U”字型，壩址河流整體NW向。河床寬5～10m，高程1630～1620m，縱比降平均10%，河谷呈“U”型谷，兩岸局部見零星Ⅰ級階地，階面高出河床約2.0m，階面寬2.0～5.0m。構造剝蝕——侵蝕岸坡地貌，壩址區兩岸均殘留有Ⅲ級剝夷面，據鉆孔揭露，左岸局部有殘留階地分布，呈斜坡臺地交替復合型岸坡，局部形成洼地；右岸屬構造侵蝕岸坡，地形相對順直完整，坡度40～45°，局部形成陡崖。壩址內沖溝多為沿NE向陡傾角節理發育的規模較小的季節性有水沖溝，其切割深度3～15m，寬1.0～5.0m，延伸長度均小于200m。主要分布有兩條沖溝，均位于右岸，其中1#沖溝位于右岸壩軸線上游110m，溝長65m，切割深5～15m，對壩址存在一定影響。

壩址區出露中生界侏羅系上統景星組（J3j）地層，表層分布有第四系松散堆積物。壩址區位于景星街褶皺傾伏段，塘上街斷層及陸野斷層之間，陸野斷裂離壩址區最近約3km。主構造線方向為近南北向，次級伴生斷層未見發育。巖層總體走向NE，傾向NW，傾角15°～30°，為一單斜構造。受EW向構造應力的擠壓，局部巖層具撓曲現象，節理裂隙發育。壩址區主要發育三組裂隙， 詳見表1。

表1 壩址區裂隙統計表

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通過鉆孔揭露，右壩肩河床高程（1620m）附近，為灰白色長石石英砂巖及含礫砂巖接觸帶，受河床卸荷作用等的共同作用，該帶巖體較破碎，結構面張開2～5mm，見次生泥質充填，且其滲透系數較大，為一透鏡體，山脊地下水位受其影響略高于河水位，對工程有一定的影響。

3 水文地質條件

巖（土）體透水性，根據壩址區巖（土）體根據鉆孔壓（注）水試驗取得透水率，統計結果見表2。

表2 壩址巖（土）體透水率（q）統計表

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從表2中可看出壩址內巖（土）體透水率（q）一般在2.8～112.3Lu之間，屬弱～極強透水巖（土）體。其中，Q松散堆積物、全、強風化巖體以及擠壓破碎帶之透水率（q）均大于5.0Lu，為含水透水巖體，弱、微風化巖體之透水率（q）一般小于5.0Lu，為相對隔水巖體。壩址區相對隔水層（帶）為弱風化下帶～新鮮巖體，設計防滲透標準為透水率≤5 Lu，分布連續。其埋深：左岸32～80m；河床30～32m，右岸30～108m。對于地下水補給、徑流、排泄，壩軸線的大壩位置均置于砂泥巖之上，屬同一個水文地質單元，壩址兩岸接受大氣降水補給，通過兩岸巖土體孔隙、裂隙徑流，向老謠河排泄，老謠河為壩址區最低排泄基準面。

4 壩基巖體質量評價

本工程分析結合工程規模及推薦壩型來確定建基面：原則上清除強風化上部強卸荷松動、變形巖體及松軟土石，以強風化帶中下部弱卸荷帶巖體為建基面。據此，壩基清基深度為：左岸3.5～6.0m，河床2.5～3.5m，右岸1.0～4.5m。壩基巖體質量為建基面巖體質量。

根據《工程巖體分級標準》（GB 50218-94），對工程區壩基巖體進行工程地質定量分級，計算公式采用BQ=90+3Rc+250Kv。其中：BQ——表示巖體基本質量指標；Rc——表示巖石飽和抗壓強度（室內試驗值）；Kv——表示巖體完整指數。使用該公式時遵守以下限制條件：

①當Rc>90Kv+30時，應以Rc=90Kv+30代入計算BQ值。

②當Kv>0.04Rc+0.4時，應以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入計算BQ值。

計算后得出當地材料壩壩基巖體級別，詳見表3。

表3 壩基巖體基本質量分級統計表

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注：完整系數系根據巖體體積節理數JV進行經驗取值。

5 壩基滲漏、繞壩滲漏分析及處理建議

5.1 壩基滲漏、繞壩滲漏分析

壩址區內分布有第四系松散孔隙含水透水層、全強風化巖體孔隙～裂隙含水透水層及擠壓破碎帶含水透水層，透水層透水性中等～極強，層厚較大；據鉆孔揭露，右壩肩凸出山脊，河床1680m高程附近為灰白色長石石英砂巖及含礫砂巖接觸帶，受河床卸荷作用等的共同作用，該帶巖體較破碎，且其滲透系數較大，為一透鏡體，山脊地下水位受其影響略高于河水位，遠低于正常蓄水位。壩基滲漏及繞壩滲漏問題較為突出。

透水帶根據鉆孔壓（注）水試驗成果，結合地形地貌、地層巖性、地質構造、巖石風化程度等因素進行劃分，共劃分為兩個透水帶，即：中等透水帶（10≤q<100Lu）、弱透水帶（5≤q<10Lu）。本工程根據相關規程、規范，結合工程設計規模，視弱透水中下帶（q<5Lu）為相對隔水層，并假定壩基為均質含水透水層，從而選用卡明斯基公式估算壩基滲漏量、達西公式（潛水型繞滲）估算兩岸繞壩滲漏量，正常蓄水位情況下，日平均滲漏量2146.65 （m3/d），年平均滲漏量78.35×104（m3），建議進行防滲處理，防滲深度33.5～82.5m。

5.2 防滲處理建議

根據壩址區大量水文地質試驗資料估算的壩基及繞壩滲漏總量達78.35×104m3/a，防滲處理建議采用帷幕灌漿方案。帷幕線沿壩軸線布置，帷幕線左端以左壩端為基點往外延長55.35m，帷幕線右端以右壩端為基點往外延長85.46m，均延伸到兩岸正常蓄水位與地下水交點，帷幕線總長372.01m。帷幕底界深入相對隔水層中5m。根據工程規模及壩高，以q<5（Lu）（設計防滲標準）作為相對隔水層，帷幕底界深入相對隔水層中5m，左岸帷幕平均深約59.5m，右岸平均深約86.0m，河床平均深57.5m。帷幕灌漿建議：采用單排孔，孔距1.5m。施工過程中如遇破碎帶應加大帷幕灌漿深度。

6 結束語

通過對京平水庫基本地質條件的詳細描述和水文地質條件、壩基巖體質量進行了評價，充分分析了壩基的滲漏問題，并對壩基防滲處理提出了合理的建議，為水庫的建設提供了科學的依據。

參考文獻：

[1]李煒.水力計算手冊（第二版）[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[2]白永年著.中國堤壩防滲加固新技術[M].北京：中國水利電力出版社.

[3]DL/T 5200—2004，水電水利工程高壓噴射灌漿技術規范[S].

作者簡介：李勇（1975-），男，云南大理巍山人，水利工程師，主要從事水利工程建設及開發相關工作。endprint