概述劈裂灌浆技术在水库除险加固工程中的应用.doc

1、概述劈裂灌浆技术在水库除险加固工程中的应用摘要：文章主要探讨了劈裂灌浆技术在水库除险加固工程中的应用，能够对应地解决土坝的变形和渗流破坏。且施工设备及操作工艺简单，施工速度快，处理效果显著，可就地取材、造价低廉，是水库病、险土坝进行加固处理行之有效的好办法，应予推广。 关键字: 劈裂灌浆 实验标准 工程效果 中图分类号： K826.16 文献标识码：A 文章编号： 2 浆液的选择 2 1 浆液密度试验 在施工现场，浆液密度可用比重秤测定。浆液密度是反映浆液中材料多少的重要指标，反映了浆液的稠度并间接反映了流动性的大小。目前，根据施工经验，浆液密度一般采用 1 3 1 6g / cm3。 2 2

2、 其它指标 水土比为 0 3 1 45; 浆液流动性一般控制在 20 100s 之间; 对劈裂灌浆，泥浆稳定性一般要求在 0 05 0 1g/cm3; 泥浆中的含砂量测定，含砂量大，有利于提高泥浆密度，析水较快，制浆土料容易找到，但存在易发生沉淀、堵塞浆路、磨损机械等不利因素。此外，还要测定泥浆失水量和静动力等指标。 2 3 制浆 2 3 1 制浆机械及制浆方法 坝体劈裂式灌浆主要是灌注粘土泥浆，可采用 WJG80 型泥浆搅拌机制浆。其主要特点是: 高速连续搅浆，自动筛浆，浆液存入搅浆筒内可防沉淀，灌浆泵和储浆筒直接连接，在施工现场能准确而又方便地配置泥浆。施工中可采用干法或湿法两种方式制浆。

3、 ( 1) 干法制浆。将选用的土料从料场运回晒干后，储存在工棚内，然后用粉碎机加工成土粉，储存作为备用。一般采用水土比和泥浆密度两种之一控制泥浆浓度。 ( 2) 湿法制浆。用天然料场中的湿土( 经试验的合格土料) 直接倒入搅拌机中搅拌制浆。泥浆浓度应按规范标准进行控制。 2 3 2 泥浆浓度的调配 在灌浆时，应根据不同情况改变泥浆的浓度，以利于灌浆工作的进行及保证灌浆的质量。泥浆由浓变稀要加水，由稀变浓要加土。 2 3 3 泥浆浓度的选用 劈裂灌浆常用泥浆密度约在 1 2 1 6g/cm3 之间，在 14g / cm3 以上的泥浆为浓浆。灌浆时，开始灌浆用稀浆，待孔口压力突然下降成为负压后再改

4、用浓浆。 2 3 4 泥浆中掺附加剂 为了提高坝体灌浆效果，在泥浆中可考虑加入一些化学物质，以改善泥浆性能，杀死白蚁、鼠、蛇等危害坝体安全的小动物; 在基础面与大坝底部接触部分要加入适当水泥，以提高浆体帷幕刚度。从整体性上讲，要避免形成上下游过水通道。 2 3 5 钻孔 钻孔方法有干钻或泥浆循环钻。用泥浆循环钻进，泥浆的密度应在 1 2g/cm3 左右，这种方法成孔快，泥浆能起固壁作用，又能渗入细小裂缝，起到充填作用。不得采用清水钻进，以免过早产生水力劈裂影响灌浆质量。钻孔孔径应为 108mm，并设相应套管跟进。当坝体被劈开成裂缝扩展后，总进浆量并不受孔径大小的制约，而是受坝体内部应力大小和灌

5、浆长短的制约。 3 灌浆 3 1 灌浆方式 根据水库自身的特点，采用孔底注浆全孔灌注法施工，对于提高灌浆质量和保证坝体安全具有重要作用。灌浆机以一定的压力将浆液压入注浆管( 注意注浆管必须与孔壁紧密结合) ，浆液从管底流出顺注浆管壁外侧向上涌动。浆液向上受阻，灌浆压力增高，当浆液压力大于坝体内局部土区的小主应力加单轴抗拉强度时，该处即沿小主应力作用而劈开。 3 2 灌浆工艺 ( 1) 设阻浆塞和下护壁管。灌浆前，在钻孔结束后，必须首先下好护壁管，这样做，一可防止跨孔，二可减少孔口冒浆，更主要的是可使泥浆在坝体内处于暂时封闭状态，推迟或防止坝顶表面劈裂，可以以较大压力灌浆，从而达到“内劈外不劈”

6、之目的。阻浆塞宜根据孔深情况，置于套管适当位置。 ( 2) 压力控制。灌浆压力系指孔口压力表读数。在施工中，应设专人观测记录孔口压力。如果灌浆压力超过设计或经试验确定的压力，应及时采取控制措施，检查灌浆泵和回浆阀门，减少输浆量。 ( 3) 灌浆量控制。在施工过程中，应控制每次灌浆量，因为如果单孔吸浆量很大，将影响坝体安全，还会影响坝体回弹，并将导致泥浆在坝体内排水固结。应尽量采用“少灌多复”的方式，第一序孔灌浆量应占总灌浆量的三分之二以上。每孔总的灌浆量不受限制。 ( 4) 复灌间隔时间控制。复灌间隔时间一般应控制在上次灌浆浆液析水固结度达到 90% 以上时再进行复灌。根据工程特点，开始一两次

7、应在 5d 左右，以后复灌时间相应延长至 7 8d。 ( 5) 位移量控制。为了保证坝体安全，增加坝体回弹比，提高灌浆效果，应通过控制单孔每次灌浆量、增加复灌次数来控制坝体位移量。灌浆时，坝肩位移最明显，应控制位移在 1 2cm / 次范围内。 ( 6) 裂缝控制。施工时，我们应做到“内劈外不劈” 。但工程若为上世纪 60 70 年代的工程，且大坝为人工填筑，质量差，则经过数次复灌坝顶仍将出现裂缝。出现裂缝时要暂时停灌，待坝体回弹后再进行复灌; 或当发现坝顶被劈开细小裂缝后，即停灌做阻浆塞，并控制灌浆压力，从而达到控制裂缝的目的。 3 3 终灌标准和封孔 3 3 1 终灌标准 当开启灌浆泵后几

8、分钟时间，坝顶表面裂缝即冒浆，这时在无压情况下反复轮灌，坝顶连续三次冒浆，缝内浆面基本不下降，即可终灌。 3 3 2 封孔 灌浆结束后，把孔内清水抽出，填入较大稠度的泥浆( 密度不小于 1 6/cm3) ，静置一周后再次抽出清水注入泥浆，直至浆面与坝顶齐平，最后用干土封口并压实。 4 施工记录 土坝灌浆是一种特殊的隐蔽性工程的施工，施工时将大量泥浆灌到坝体中去，人们无法直接观察到泥浆对坝体的劈裂挤压情况、对裂缝充填的实际情况以及泥浆固结段情况，因此，施工过程中应如实地详细认真地记录。这些记录是对灌浆效果检查评价的重要依据，因此必须保证原始资料的可靠性。 5 灌浆效果检查 5 1 现场勘察 对坝

9、顶、坝坡和坝脚进行全面察看，并与灌浆前的检查结果相对照，以此作为初步判断灌浆效果的依据。 5 2 分析原始观测资料 ( 1) 分析停止灌浆后各测点的沉降和位移资料，了解各测点间的差异、沉降大小和是否有拉应变形发生; 确定坝的变形是否已基本稳定。 ( 2) 分析灌浆前后的测压管或渗压计观测资料，了解各测点水位与库水位的关系及变化规律。 ( 3) 在同高程库水位下，对灌浆前后渗流量大小进行对比来确定灌浆效果是否行之有效。 6 结 语 劈裂灌浆是运用坝体应力分布的规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，并堵塞漏洞裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能

10、力，同时通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重新分布，提高坝体的稳定性。 参考文献 1 胡宗林.劈裂灌浆技术在长万水库大坝除险加固工程中的应用J.四川建材. 2009(04) 2 白永年.对土坝劈裂灌浆几种特殊现象的分析J. 水利建设与管理. 2009(01) 3 吴艳书,赵婷.粘土劈裂灌浆技术在淮河大堤中的应用J. 治淮. 2006(07) 4 刘文全.关于劈裂灌浆的压力控制J. 民营科技. 2009(02) 5 古珊红.劈裂式灌浆在土坝加固中的应用J. 山西建筑. 2008(13) 6 卢明兰.劈裂灌浆技术在平寨水库土坝除险加固中的应用J. 小水电. 2007(02) 7 岳景哲.劈裂灌浆技术在杨城子水库大坝加固工程中的实践与探索J. 水利规划与设计. 2010(06) 8 余旻晓.劈裂灌浆技术在水库加固工程中的应用J. 安徽水利水电职业技术学院学报. 2007(01)