劈裂灌浆在坝体加固中的应用

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1、劈裂灌浆在坝体加固中的应用-水利施工劈裂灌浆在坝体加固中的应用-水利施工劈裂灌浆在坝体加固中的应用-水利施工劈裂灌浆在坝体加固中的应用-水利施工劈裂灌浆在坝体加固中的应用　　摘要：劈裂灌浆利用最小主应力面和堤轴线方向一致的规律，根据土体水力劈裂的原理，顺堤向布孔，在灌浆压力下以适宜的泥浆液为能量载体，有控制地劈裂堤身，将与浆脉连通的所有裂缝、空洞、空隙等隐患用泥浆充填密实，同时浆压将筑堤土压密，最终在堤内顺堤向形成密实、垂直、连续、有一定厚度的浆液防渗固结体，从而达到防渗加固、提高坝体稳定性的目的。本文主要介绍了劈裂灌浆在秋风岭水库主坝加固工程中的施工过程和质量控制。　　关键词：

2、劈裂灌浆；加固；　　　1工程概况　　秋风岭水库位于广东省汕头市西南部的两英镇境内，属练江支流的秋风水系，总库容6903万m3。水库主坝为均质土坝，总长为1650m，坝顶高程48.0m，坝顶宽度7.0m，坝体平均高度约20m。坝体建于上世纪50年代末期，主要依靠人工挑土筑坝。水库经过多年运行，坝体部分已出现险情，坝后坡渗水现象较严重，大部表现牛皮胀，局部呈沼泽状，坝体的加固已刻不容缓。　　坝体加固采用劈裂灌浆，劈裂灌浆就是沿坝轴线布孔，利用坝体小主应力成基本沿坝轴线分布这一规律，用灌浆压力沿坝轴线劈裂坝体，灌入泥浆构造浆体防渗幕墙，同时与浆脉连通的裂缝、洞穴等坝体隐患，均被泥浆充填

3、挤压密实，达到防渗加固的目的。本大坝灌浆工程量为11127.2m，劈裂灌浆孔施工轴线为平行于坝顶轴线，位于大坝改建后坝顶轴线下游0.5m，劈裂灌浆形成的墙体与高喷防渗墙相连接。　　2灌浆设计　　2.1布孔　　根据坝体隐患的性质，采用单排布孔，孔与坝顶防浪墙的距离为4m，孔距4.0m，分二序施工，施工孔平面布置如下图所示：（空白孔为Ⅰ序孔，阴影孔为Ⅱ序孔）　　2.2孔径孔深　　灌浆孔径为φ89mm，为了保证隐患部位得到充分处理，灌浆孔深为坝体清基线以上人工填土部分，以增加土体强度和防渗效果。　　2.3浆液选择　　对浆液的要求是：可灌性好，稳定性高，析水固结快，形成的浆体防渗性能强，

4、并且考虑充分利用当地材料和造价低等因素。根据对当地的地质情况，选用丘陵的红粘土，浆液比重为1.3～1.6。　　2.4灌浆压力确定　　灌浆压力是劈裂施工中一个重要控制指标，当灌浆压力大于起裂压力和裂缝扩展压力时，孔就随着裂缝扩展，浆液进入坝体而形成防渗幕墙。灌浆压力如果控制得好，对于坝体的压密和回弹，浆体的压密和补充坝体小主应力不足、保证防渗幕墙的作用等，都能起到好的效果，否则有可能破坏坝体的结构，甚至出现险情。　　3施工方法　　3.1劈裂灌浆主要施工设备　　主要施工设备的名称、规格型号、数量　　3.2劈裂灌浆注浆试验　　根据设计要求选择有代表性地质的地层进行试验，开挖检查以直接观

5、察情况，测定灌浆厚度，有关技术要求参照《水利水电工程钻孔试验规程》执行。根据试验确定起初劈裂压力P、裂缝扩展压力Pc、最大控制注浆压力Pmin、注浆量Q等，以指导本工程整个过程的施工。　　3.3劈裂灌浆施工　　劈裂灌浆施工采用“坝体分段，单排布孔，分序钻灌，孔底注浆，全孔灌注，综合控制，少灌多复”的原则。　　（1）劈裂灌浆施工工艺流程　　开挖沟槽→钻孔→制浆→灌浆→终灌→封孔　　（2）劈裂灌浆施工方法　　劈裂灌浆施工采用XY-100型钻机2台套造孔,YSB-250/120型调速注浆泵4台套，分两序施工，先进行Ⅰ序孔施工，再进行Ⅱ序孔施工。　　3.4施工步骤　　3.4.1钻孔施工　

6、　（1）钻孔采用回转钻机钻进，泥浆护壁。　　（2）钻孔开孔位置与设计位置偏差不得大于50mm。　　（3）钻孔施工时应采取预防孔斜的措施，并应按设计要求测量孔斜,孔底偏斜率不应超过1.5%。　　（4）钻孔的有效深度应穿过待注浆地层进入下部地层1.0～2.0m为宜。　　（5）选定部分一序孔作为向导孔，采用芯样、划分层位，其深度应大于墙体深度，间距不宜大于20m。钻进时应详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等特殊情况。　　（6）孔口管埋设：注浆钻孔时埋设孔口管，以防止孔口塌落及孔口返浆，使坝的顶部注浆压力由孔口管承担，以避免地层表面劈裂，使灌注浆液在地层内始终处于封闭状态，因而可施

7、加较大的注浆压力，促使浆液析水固结；当孔口压力消失后，地层所产生的回弹压力较大，有利于提高浆液的固结速率和浆体固结的密实度。在黏性土地层注浆压力不大的情况下，直接将孔口管打入地层3～5m，利用黏性土的黏结力来防止冒浆及平衡注浆顶托力；在松散无黏性地层或注浆压力较大的情况下，应在孔口预先挖2m左右深的坑，将孔口管下入3～5m后，在管周边回填黏性土并夯压密实，必要时可回填塑性混凝土。　　3.4.2制浆　　采用搅拌机湿法制浆，随时测定泥浆密度，控制达到设计要求，浆液比重为1.3～1.6