基于帷幕灌浆在震后坝体加固中的应用
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于帷幕灌浆在震后坝体加固中的应用范文，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：帷幕灌浆对于水工建筑物基础防渗具有重要意义，使设计文件得到了实际资料的印证，对于设计的合理性和操作性得到了补充，故本文根据XJ水库在“5.12”地震后，坝身发生不同程度的损毁，经过帷幕灌浆加固之后，对坝体进行抗震复核，得出结论加固措施有效。
关键词：帷幕灌浆；加固；复核
Abstract: the curtain grouting anti-seepage engineering has important significance for building foundation, the design document is the actual evidence, the reasonable and practical design have been added, therefore, according to the XJ reservoir in the "5.12" after the earthquake, the dam body to varying degrees of damage, after grouting strengthening, seismic a review of the dam body, the conclusion effective reinforcement measures.
Keywords: curtain grouting; reinforcement; review
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
XJ水库位于江油市新安镇西北方向约5.0公里，是一座小（二）型水库。水库自然集雨面积1.71km2。坝址以上主河道长2.59km，河槽比降34‰。水库总库容57万m3，水库正常库容37万m3，死库容3万m3。控灌江油市新安镇XJ村，设计灌面1400亩，实际有效灌面1050亩。枢纽工程由：大坝、溢洪道、放水设施等部分组成。
1工程存在的问题
经“5.12”汶川大地震后现场勘察，本次工程主要针对工程存在的以下问题进行整治：
（1）地震前大坝右坝段及右坝肩一带坝体、坝基渗漏严重，坝顶在地震后出现两条纵向裂缝，并且坝体碾压质量差。右坝肩存在明显的白蚁活动迹像，并且大坝无排水设备；
（2）上游无护坡，局部沉陷与崩塌，坑凹不平；
（3）溢洪道过洪能力不足；
（4）放水卧管底板与边墙多处断裂，渗漏严重;
（5）水库大坝没有必要的观测设施、水库管理房垮塌；
（6）水库防汛抢险道路狭窄破烂，交通不畅。
2除险加固整治工程的必要性
根据大坝安全鉴定结论，该水库大坝为三类坝。现水库枢纽存在坝顶纵向裂缝、大坝右坝段及右坝肩一带坝体、坝基渗漏、坝体土碾压质量差、无护坡、无排水设备、白蚁危害、放水卧管底板与边墙多处断裂等病险，已对工程安全造成严重隐患。一旦水库大坝失事，将直接威胁到省道万阿公路和下游村庄等重要工业民用设施。及1200余人的生命财产安全，估算其直接经济损失将在0.2亿元以上。因此，整治XJ水库枢纽工程震后病险十分必要，十分紧迫。
3大坝防渗设计
3.1工程地质概述
库区内坝址地段岩石露头为砂岩和泥岩，层次互相交错。覆盖层为其天然风化物，粉砂壤土。其岩石结构完整，没有断层构造。砂岩胶结物含有钙质，泥岩粉砂质含量较重。岩层走向为北偏东40°，岩石表面风化严重，节理发育，地貌特征主要显示为构造剥蚀丘陵地貌区。
本区地质构造特征较为复杂为北东向挤压带型型式,新安背斜通过本区。
本区地层为中生界侏罗系中统沙溪庙组（J2）地层，岩性特征为紫红色猪肝色粉砂质泥岩、泥岩为主，间夹黄色厚层细粒长石英砂岩，泥岩中含有钙质结核，岩性变化大。
由于水库坝基岩层裂隙较发育，有良好的蓄水条件及排泄条件。因此，水库建成蓄水后，就发生了库水绕坝肩及坝基渗漏现象，随着时间的延长，在水压力作用下，裂隙中的充填物逐渐被带走，裂隙加大，渗漏量逐年增大，并形成了集中的渗漏通道。同时由于坝体、坝基在建坝时存在碾压不实、清基不彻底等问题，坝体中部、下部呈明显渗漏状态。
3.2灌浆方案
①灌浆位置的确定
根据水库原有渗漏出露点和大坝震损后情况，确定水库防渗漏段以右坝肩右侧24m起和整个大坝共179m（灌浆带大坝段长155m）。钻孔深度760.3米，其中基岩179.6米，土坝580.7米，灌浆深度640.3米，其中基岩161.6米，土坝477.1米。
②灌浆方式的确定
对大坝坝基进行帷幕灌浆，坝体进行充填式灌浆。坝体进行充填式灌浆，可起到如下作用：充填裂隙或洞穴，恢复坝体的完整性，堵塞渗漏通道；改善坝体内应力条件，增加坝体稳定性。
坝基帷幕灌浆的主要优点是深入基岩的相对不透水层中，全部截断渗漏，达到较好的防渗效果。
③灌浆深度的确定
帷幕深度必须满足防渗标准的要求，由于本次设计未打勘察孔，无压水实验资料，故暂定灌浆下限为坝基下2 m ，即593.26m，灌浆上限定为水库正常水位高程即605.36m。
④帷幕防渗标准的设计
帷幕防渗的标准是根据水文地质情况、坝型和大坝设计对坝基的渗漏要求等因素而定。按《水利水电地质勘察资料内业基理规程》岩层透水性分带标准，以小于0.03升/分.m.定为隔水层（即不透水层）。而目前对坝要求防渗体内单位吸水量ω
为治理已进行坝体的白蚁，在灌浆时在浆液中加入灭杀白蚁药液，泥浆用筛过的黄泥加水搅拌而成，比重为1.25至1.40。
⑤孔距、孔排数的确定
根据漏水现状，设施确定采取单排孔灌浆，确定孔距为3m。
4地震安全复核计算
4.1地震荷载
根据《水工建筑物抗震设计规范》DL5073—1997及该工程实际情况要求，在此不仅考虑水平向地震作用，而且考虑竖向地震作用，并按最不利于坝坡稳定的情况计算。
4.2计算工况
根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001，取上、下游坝坡计入地震时的坝坡稳定分析计算工况：
下游坝坡：
整治前：
（1）工况一：正常高水位605.36m形成的稳定渗流期；
（2）工况二：设计洪水位606.69m形成的渗流期。
整治后：
（1）工况一：正常高水位605.36m形成的稳定渗流期；
（2）工况二：设计洪水位606.88m形成的渗流期。
4.3计算方法及计算参数的选取
（1）计算方法
按《水工建筑物抗震设计规范》DL5073—1997的要求，计入地震力的作用，根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001，采用拟静力法计算公式，用Quickbasic语言编写计算程序，在微机上对坝坡进行稳定校核计算分析。计算公式如下：
K=∑｛cbsecψ+［(w3+w4±Q’)cosψ-Qsinψ］tangΦ｝/∑［(w1+w2±Q’) sinψ+Mc/r］
其中：
K—抗滑稳定安全系数
r—圆弧半径
b—滑动体条块宽度
ψ—条块底面中点切线与水平线的夹角
w1—条块在坝坡外水位以上部分实重
w2—条块在坝坡外水位以下部分实重
w3—条块在浸润线以上部分实重
w4—条块在浸润线以下部分实重
Q—作用在条块重心处的水平向地震惯性力，即条块实重乘以条块重心处的KhCzai
Q’—作用在条块重心处的竖向地震惯性力，即条块实重乘以条块重心处的KhCzai/3
Kh—水平向地震系数
Cz—综合影响系数
ai—地震加速度分布系数
Mc—水平向地震惯性力Q对圆心的力矩
C、Φ—土体在地震作用下的凝聚力和摩擦角。
3.5下游坝坡稳定分析计算成果
整治前:
（1）工况一：其抗滑稳定是最小安全系数，Kmin=1.098，大于［K］=1.058;
（2）工况二：其抗滑稳定是最小安全系数，Kmin=1.072，大于［K］=1.058;
整治后:
（1）工况一：其抗滑稳定是最小安全系数，Kmin=1.11，大于［K］=1.058;
（2）工况二：其抗滑稳定是最小安全系数，Kmin=1.074，大于［K］=1.058;
5结论
综合上述计算成果，在基本烈度为Ⅸ度的地震作用下，采用灌浆技术加固坝体后，下游坝坡各工况的最小安全系数均大于规范允许值，满足规范要求。
参考文献：
[1]李绪广.防渗帷幕灌浆技术在深厚砂砾石层中的运用[J].建材与装饰：中旬.2013年第1期