帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的应用

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1、帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的应用广州市花都区集益水库工程管理处广东广州510800【摘要】在水库工程施工过程中,除险加固是保证水库工程正常施工的关键手段和措施。文结合工程实际，就帷幕灌浆在水库除险加固中的设计方案及具体的施工方法进行简要说明，可供类似工程参考借鉴。【关键词】水库大坝；帷幕灌浆；除险加固；施工技术；处理方法随着我国社会经济的不断发展，水资源利用越来越紧张，使水库的作用日益凸显。虽然国内水库数量很多，但水库缺乏完善的运行系统，存在多种弊病和缺陷,多数处于带病运行。运行中的坝基渗漏问题尤为突出,严重制约水库经济、社会效益的发挥，甚至成为危及人民牛命财

2、产安全，因此，有必要针对其渗漏险情展开除险加固施工。目前，帷幕灌浆技术广泛地应用于水工建筑物的地基防渗处理中。在病险水库除险加固中，通过选择合适的施工方法，按照合理的技术参数，严格控制施工工序，帷幕灌浆可以取得明显的效果。1工程概况某水库集雨面积5.5km2,相应库容508万m3,拦河坝为均质土坝，坝顶高程为129.65m,坝顶长度85m,坝顶宽3.5m,最大坝高15.4m,溢流堰堰顶高程为127.47m,设计灌溉面积0.26万亩，现状实际灌溉面积0.16万亩，属小（I）型水库。建库之时大坝填筑是采用水中填土法，由于受当时条件所限，水库坝体填筑时，采用人工肩挑运土，

3、夯锤人工夯实。由于填筑土料为砂性土，且压实质量很差，水库运行后大坝与坝基结合处多次出现渗漏。虽经导渗处理，但未彻底消除其安全隐患。因此，采用灌浆处理，增强坝体的稳定性和防渗能力，确保水库效益和安全。2帷幕灌浆加固处理设计2.1施工方案通过地质勘察发现坝基砂砾石透水层很厚，加之坝基木身含水量高，所以地基处理的主要目的就是控制渗流。结合水文地质状况和处理方案比选认为,帷幕灌浆是效果最佳的防渗措施。其原理就是利用高速射流切割掺搅土层，改变原土层的结构和组成，并口灌人水泥浆或者复合浆形成凝结体，达到加固地基和防渗的目的。施工方法见图1所示。2.2灌浆孔布置灌浆孔平面布置沿坝

4、顶轴线方向布设2排灌浆孔，排距为2.0m,灌浆孔布置在坝顶轴线两侧，孔距为4m,2排钻孔呈梅花形布置，钻孔至坝体与原山体结合部以下2.5m,共布置灌浆孔52孔。钻孔施工采用分序施工原则，严格按照设计文件和设计图纸要求进行，钻孔位置和设计孔位偏差控制在10cm内，孔底偏差小于1/40孔深，在钻孔过程里面，进行孔斜测量。3帷幕灌浆施工前的准备工作3.1施工设备的选择⑴钻孔设备使用GY-1A型钻探机作为钻探机械设备，钻机是立轴式油压给进的高速岩芯钻机。该钻机主要使用于工程地质勘探采芯钻进或坝基灌浆造孔。使用柴油机作为动力设备，整个设备可靠性和安全性高。(2)灌浆设备土坝灌

5、浆采用NJ-250型搅拌机及BW150-15型单缸活塞式灌浆泵，此灌浆泵具有注浆均匀、灌浆速度快、性能良好等优点，可以有效保证灌浆的施工质量。3.2灌浆材料工程使用粘土作为土坝坝体灌浆的主要材料，为提升后期强度，加快浆液的凝固速度，需要在灌浆材料中加人适量的稀释剂和促进剂。掺加水泥的比例保持在15%左右。土料选择当地优质粘土，利用自卸车将粘土运输到施工现场;水泥采用普通硅酸盐水泥32.5R。施工用水就地抽取库内清水，能满足灌浆用水需求。4灌浆施工4.1灌浆施工工序帷幕灌浆施工工序见图2。4.2造孔施工钻孔使用泥浆固壁循环或干法造孔法进行施工。钻孔深度为原山体和坝体结

6、合位置以下2.58,要保证钻孔垂直，并做好钻孔记录工作和描述工作。4.3冲洗钻孔和压水试验(1)冲水压力的确定冲水压力为灌浆压力的80%,大于IMP?时取IMpao将灌压力的50%作为冲洗风压，大于0.5Mpa时取0.5Mpao(2)冲洗裂隙当冲洗水至清澈后再冲洗lOmin,总冲洗吋间要大于30mino对于回水不能满足澄清要求的孔位，要继续进行冲洗，保证孔中残留的沉积物厚度在20cm以内。对于刚刚完成灌浆的灌浆孔或者正在灌浆的灌浆孔，不允许冲洗裂隙。对于地质条件比较复杂的地区要经过现场试验后确定是否需要冲洗帷幕段的裂隙以及如何进行冲洗。4.4灌浆4.4.1配制浆液整

7、个工艺流程的安排为顺坡成梯级布置，从堆土场至灌浆泵全面形成自流控制。浆液制取流程如图3所示。4.4.2浆液的质量控制根据图3中的浆液制取流程，按照以下步骤控制浆液的质量:(1)选择质量良好的粘土；(2)使用高压水冲洗的方法将土块中的树根、粗砂等杂质清除干净;(3)过滤清除储浆池沉淀沙及漂浮腐槓质；(4)定期清理储存砂浆；(5)利用比重计检测储浆筒中的浆液。4.4.3灌浆施工(1)采用循环式孔底全孔灌注的方法进行灌浆，注浆管钻至孔深0.5〜l.Omo开始灌浆之前，先使用稀浆进行灌注，经过3〜5min钟后，增加泥浆的粘稠度。使用“少灌多复”的方法进行灌孔施工，两次灌