帷幕灌浆在水库除险加固工程中的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇帷幕灌浆在水库除险加固工程中的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘 要】我国自上世纪中期至今，在水利工程方面取得了多方面成果，大、中、小型水库全国各地。很多水库大多都在当时社会经济和技术力量水平较低条件下修建的，多年以来随着地质环境的变化，水库大坝在运行中普遍存在较严重的渗漏情况，很多大坝都出现了安全隐患。因此，必须采用有效的加固防渗措施对大坝进行处理。本文就帷幕灌浆在水库除险加固工程中的应用进行探讨。

【关键词】帷幕灌浆；土坝防渗；施工

0.工程概况

回旺水库位于孟连县东北方向约2公里处，距普洱市240公里，地理位标东径22°09`，北纬99°37`，属澜沧江水系南垒河流域。该水库兴建于1958年，1991年扩建，1994年竣工。库区集雨面积10.2平方公里，设计库容275万立方米，灌溉面积0.78万亩。工程规模包括主坝一座，坝长208m，坝顶高程1033.2m，坝面宽度5m，最大坝高42.25m。溢洪道一座，以及输水隧洞一件等。该水库是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等功能综合利用的小（一）型水库。

该水库主坝坝型为均质土坝，坝体筑填土料为粉质粘土，其物理性质指标为：含水量w=21.7%，孔隙比e=0.736，比重Gs=2.69，湿密度P=1.89g/cm3，液限WL=32.1%，液性指数IL=0.24，塑性指数IP=13.2，压缩系数a=0.368MPa-1，压缩模量Es=5.13MPa，属中等压缩性土，现场钻孔注水试验渗透系数大值平均K=1.594×10-3cm/s，属于中等透水。

本工程在大坝扩建阶段河床已沿新坝轴线开挖截水槽，并清除第四系冲积与湖积沙卵石、砾质土，截水槽底部为强风化基岩；上、下游坝基为第四系冲积与湖积沙卵石、砾质土，厚6.1-8.5m，结构稍密，透水性强；截水槽基础部位发育f3断层，断层破碎带宽0.2-0.5m，为压性断层，倾向右岸偏上游，断层挤压带为角砾岩，胶结好，隔水性较好。河床段下伏基岩为泥盆系中上统黑色炭质粉砂质泥岩、页岩，强风化，岩体破碎，强度较低，透水性中等，中压缩性，对于土石坝基不存在坝基抗滑稳定工程地质问题。

1.灌浆设计

1.1灌浆孔布置

在坝轴线上游1.00m处，平行坝轴线方向自0+050～0+203桩号布置一排灌浆孔，灌浆坝段总长198m，灌浆孔距1.5m，共布置灌浆孔133个，灌浆施工分两序进行。

1.2灌浆孔深度

灌浆孔深度钻入基岩5.0m左右，坝基岩石段作帷幕灌浆防渗处理，坝体和堤基土层作劈裂灌浆防渗处理，帷幕灌浆与劈裂灌浆共用一灌浆孔，施工时先灌帷幕后再灌劈裂。

1.3灌浆压力

灌浆压力是指灌浆孔口上方最大压力，帷幕灌浆与劈裂灌浆孔口上方最大压力均为0.2～0.3MPa，根据灌浆孔深度适当调整灌浆压力，随孔深增加压力也相应增大。

1.4浆液浓度

帷幕灌浆水泥浆浆液、水灰比为5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.6∶1共分为5级，灌浆时由稀变浓，当灌浆压力和吸浆量无明显变化时，应加浓一级灌注。劈裂灌浆浆液比重为：1.3～1.6，灌浆时先稀浆灌注后再加大灌注浓度。

1.5灌浆材料

（1）帷幕灌浆采用纯水泥浆灌注，水泥标号不应低于425号。（2）劈裂灌浆采用纯粘土浆灌注，为加速浆液凝固和提高后期强度，可掺入干料总量10%～15%的水泥。劈裂灌浆土料应符合以下要求：塑性指数IP=8～15，粘粒含量20%～30%，粉粒含量30%～50%，砂粒含10%～30%，有机质量含量应小于2%，可溶盐含量应小于8%。浆液的物理性能应符合以下要求：容重1.3～16t/m3，粘度20～70S，稳定性0.1～0.15g/cm3，胶体率大于70%，失水量10～30cm3/30min。

1.6劈裂灌浆泥墙厚度设计

劈裂灌浆是运用坝体应力分布规律，以一定的灌浆压力，将坝体沿轴线方向劈裂，灌入的浆液填充于劈裂裂缝，浆液固结后形成一道连续防渗墙，根据大坝的土质和密实度确定泥墙厚度为10～15cm；设计泥墙干容重，灌浆1年后应为1.4～16t/m3。

2.帷幕灌浆施工要求

2.1造孔

灌浆孔应统一编号，并注明施工次序，实际孔位与设计孔位偏差不得大于10cm，钻孔应保持垂直，偏斜度不得大于孔深2%，各个灌浆孔应有详细记录。

2.2钻孔冲洗与压水试验

压水试验之前或灌浆之前要进行孔壁冲洗和裂隙冲洗，冲洗至回水澄清再延续10min，冲洗时间不小于30min。灌浆前选取10%～20%灌浆孔段作简易压水试验，其单位吸水量按下式计算：

ω=Q/SL

式中：

ω――单位吸水量（l/min、mm）。

S――试验总压力，按水柱高度计（m）。

Q――压入流量（l/min）。

L=试验段长度（m）。

2.3灌浆

帷幕灌浆应分段进行灌注，段长一般为5m左右，最大不应超过10m。采用孔内循环法灌注，射浆管口应放置距离灌浆段底部0.5m处。当灌浆压力达到设计最大压时，注入率不大于0.4/min，再延续30min即可结束。

3.劈裂灌浆施工要求

劈裂灌浆应先灌河槽段，再灌岸坡段和弯曲段。采用孔口封闭，孔底注浆（射浆管应放置灌浆孔底部0.5m处）。全孔灌注，采用纯压式灌注法，不设回浆路。同一序孔轮灌方式，小灌多复，每次单孔灌入浆量控制在0.5t/m～1.0t/m，每孔灌浆次数应为5～10次，不得小于5次。两次灌浆的间隔时间视灌入泥浆凝固程度，但不应小于5天。孔口灌浆压力应控制在设计最大允许压力以内。当浆液升至孔口，灌注次数达到设计要求，经连续复灌3次不再吃浆时即可结束灌浆。灌浆结束后必须进行封孔，可向孔内注入容重大于1.5t/m3的浆液封孔，如浆面下降，可反复注入，直至浆液至坝面不再下降为止。

4.灌浆观测与控制

为保证土坝灌浆质量和坝体安全，在灌浆期间必须进行观测。

（1）坝面裂缝观测与控制：控制坝面横向裂缝出现，尽量推迟坝面纵向劈裂裂缝出现时间，纵向劈裂裂缝宽度控制在3cm以下。

（2）水平位移与垂直位移（沉降）观测，在坝面上下游各设一排观测点，点距10～20m，灌浆期间每天观测1～2次，非灌浆期间每5天观测一次。有条件的还可在坝体内设置土压力计和孔隙水压力计了解灌浆坝体应力和孔隙水压力的变化；分析灌浆效果，指导灌浆施工。

5.灌浆效果检查及评价

在所有灌浆结束后，且帷幕灌浆结束超过14天后进行帷幕灌浆效果检查。劈裂灌浆最终质量检查《土坝坝体灌浆技术规范SD266-88》要求，钻探宜在灌浆结束一年后进行。

（1）在帷幕灌浆孔中心线，灌浆耗灰量较大部位，岩石破碎部位、灌浆过程异常对帷幕质量可能有影响的部位，布置灌浆检查孔，检查孔按灌浆孔数10%布置，在帷幕灌浆效果检查的同时并对坝体劈裂灌浆进行初步检查。对检查孔坝基岩石进行了取芯和压水试验。透水率均值q=4.13Lu，对坝体劈裂灌浆段进行分段注水试验。渗透糸数均值k=5.44×10-5cm/s。检查孔试验数据显示，灌浆后坝体渗透系数均值（K）符合防渗标准（低坝：k

（2）根据测压管灌浆前后观测数据与库水位关系，大坝的浸润线灌浆后明显降低。

（3）根据反滤体灌浆前后集中渗流量与库水位的关系，反滤体集中渗流量减小80%以上。灌浆对土坝防渗作用十分明显，消除了大坝的渗漏稳患，确保水库安全运行。

6.结语

该水库大坝经过灌浆处理后，在坝体内形成了密实连续的防渗墙，并提高了坝体的密实度，增强了坝体抗渗性能，从而达到减少渗流量和控制土体渗透变形破坏。灌浆具有使用范围较广、施工设备简单、操作容易，防渗效果好，工程造价低、经济效益显著等特点。

目前水库运行状况良好，坝体渗漏问题得到解决，通过实例，用灌浆方法处理土坝渗漏是可行的，灌浆是处理土坝隐患较好的措施之一。

【参考文献】

[1]李志华，陈得汉，梁元宇.向阳山水库坝基高压喷射灌浆防渗技术[J].黑龙江水专学报，2006，33（2）：157-158.

[2]钱天寿.帷幕灌浆施工技术在砂砾石地层应用[J].中国新技术新产品，2011（02）.