维普资讯 http://www.cqvip.com 第４３卷第２期 ２００７年６月 甘肃水利水电技术 Ｇ￣ＩＩＳＵ Ｓｈｕｉｌｉ Ｓｈｕｉｄｉａｎ Ｊｉｓｈｕ Ｖｏ１．４３，Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．，２００７ ・施工技术・ 劈裂灌浆技术在风田水库主坝加固中的应用 潘鸿珍 （广东省水利水电第三工程局，广东东莞５２３７１０） 摘要：列举了风田水库土坝采用劈裂灌浆技术加固前后土坝渗透系数的变化，说明劈裂灌浆技术在土坝加固应用中 的可行性及其良好效果。 关键词：劈裂灌浆；土坝加固；渗流；效果；丰田水库 中图分类号： ｒｖ５４３ ．７ 文献标识码：Ｂ １劈裂灌浆原理 段劈裂灌浆孔距５ １１１，坝Ｏ＋ｏ８１￣０＋２４６，总长１６５ ｎ１．共６５ 孔。 ２．３灌浆试验 （１）浆液试验 土坝劈裂灌浆是采用“水力劈裂原理”，对存在隐患或质 量不良的土坝在坝轴线上钻孔、加压灌注泥浆的加固方法。 土坝体沿坝轴线劈裂灌浆后，在泥浆自重和浆、坝互压的作 用下．固结而成为与坝体牢固结合的防渗墙体，堵截渗漏；与 劈裂缝贯通的原有裂隙及孔洞在灌浆中得到充填，可以提高 坝体的整体性：通过浆、坝互压和干松土体的湿陷作用，部分 按要求对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液 进行试配测得不同浆液的一些物理性能．例如浆液比重、浆 液流动性、浆液稳定性等。为灌浆做好准备。 （２）现场灌浆试验 坝体得到压密，可以改善坝体的应力状态，提高其变形稳定 性。因此劈裂灌浆对解决土坝散渗、湿润、牛皮胀及局部渗漏 问题均有显著的效果。 ２劈裂灌浆的实施与效果 ２．１工程概况 ①根据土坝情况和其他地质条件，按设计要求灌浆前 在左岸段、河床段各布置３个试验孔。 ②按灌浆图纸要求或监理工程师指示选定试验参数。 ③试验确定土坝劈裂灌浆所需的各种参数：劈开的范 围、初劈压力、裂缝扩展压力Ｐ。、最大控制注浆压力ｐ一；注浆 风田水库位于广东省惠州市南面、南海北部的大亚湾 工业区内．是大亚湾应急供水工程尾部的调蓄水库。水库 集水面积１７．２４ ｋｍ２，总库容２ ４６９．２万１１１ 。年平均降雨量 １ ８８１ ｍｉｌｌ，年最大降雨量２ ３９９．７ ｉｎｍ，年均产水量１ ６８３ 万ｍ３。在风田水库除险加固工程施工过程中，２ｏ０３年和２００４ 年的年降雨量偏少．特别是２００４年是惠州地区４３ ａ来降雨 量最少的一年。水库黏土心墙坝自１９９５年蓄水正常运行至 深度、布孔、段高：测定灌浆厚度，修改并确定复灌次数、灌浆 压力、浆液参数。 ２．４劈裂灌浆 （１）灌浆材料。采用水泥黏土浆，水泥含量约为１Ｏ％。灌 浆开始采用稀浆，比重为１．２左右，当坝体被劈开后，采用稠浆， 浆液比重为１．５左右。水泥与黏土按重量比例配制好并拌和 均匀后．再投放制浆简内加水制浆。 （２）灌浆槽段。先灌河槽段，后灌岸坡段和弯曲段。 （３）灌浆孔序。先灌副排一序孔，插灌二序孔。 （４）灌浆形式。坝体劈裂灌浆的施工采用孔底注浆全孔 今．其下游坝坡长期存在局部湿润现象，实际坝体浸润线普 遍高于设计值，偏高几米至十几米，坝体０＋２３１剖面安全系 数仅０．８２２；坝体出现严重不安全隐患。阻截坝体渗流，降低 坝体浸润线是解决本坝安全的主要途径。 自２００２年９月采用劈裂灌浆技术对主体工程施工．经 过２ ａ施工，于２００４年９月３０日按质按量按时完成了合同 的全部施工任务。 ２．２布孔 灌注法，充填式灌浆采用分段方法，由下至上，分段灌注，使 浆液从底部逐渐向上发展直至坝顶。灌浆采用“稀浆开始，浓 浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复，控制浆量”的原则。 用全孔底灌注法可由孔底反向全孔使孔内泥浆处于半循环 状态，有利于提高灌浆质量，注浆孑Ｌ距钻孔底部Ｏ．５—１．０ １１１， 孔口压力保持在设计要求的压力指标上，灌浆开始，先用稀 浆灌３—５ ｍｉｎ。然后加大泥浆稠度至设计要求。若孔口出现压 力下降或注浆管出现负压（压力表读数为Ｏ以下）应再加大 浆液稠度．当压力表读数大于设计要求的压力值时，应立即 调节出浆或停灌，达到设计压力值时，保持稳定１～２ ｈ后，当 土坝沿坝轴线方向采用劈裂灌浆对坝体进行防渗加固。 劈裂灌浆工程，钻孔１７４个，钻孔约为５ １２４延米。 按设计要求在坝顶沿坝轴线对称设置主、副两排灌浆孔， 孔位呈梅花形布置．排距４ ＩＩ１，左岸坝段劈裂灌浆孔距３ １１１， 坝０＋０００～０＋１８１，总长８１ １１１，共５５孔；右岸坝段劈裂灌浆孔 距３ １１１．坝０＋２４６．０～０＋３７５．５，总长７９．５ １１１，共５４孔；河床坝 收稿日期：２００７—０２—２６ 作者简介：潘鸿珍（１９７２一），女，广东兴宁人，助理工程师，主要从事水利水电工程施工技术管理。 －１５８・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 潘鸿珍：劈裂灌浆技术在风田水库主坝加固中的应用 第４３卷 压力回升，应当做好换孔的准备，在换孑Ｌ前再用稀浆灌注３～５ （６）注意事项。岸坡坝段和弯曲坝段采用加密孑Ｌ距，减 ｍｉｎ，以便下一次灌注易于清孑Ｌ和浆液流通。在灌浆过程中认 小灌浆压力，增加复灌次数的办法达到防渗目的。在灌浆中， 真做好压力观测记录和控制工作，防止由于灌浆施工而引起 先对第一序孔进行轮灌，采用少灌多复的办法，待第一序孔 的边坡失稳。 灌浆结束后．再进行第二序孔灌浆。岸坡坝段和弯曲坝段，采 （５）特殊情况处理。①冒浆处理：由于坝体可能有裂缝 用加密孑Ｌ距．减小灌浆压力，增加复灌次数的办法达到目的。 存在，使灌浆过程中可能出现以孔、短缝的形式冒浆，出现此 （７）终灌标准。当堤顶裂缝连续２次冒浆，堤顶裂缝又基 问题时应停灌进行封堵。以孔形式冒浆的，在冒浆口处清挖 本连成一线时，即可认为灌浆结束。灌浆结束后，将注浆管拔 半径５２０～７２０ ｍｉｌｌ的坑．以短缝形式冒浆的，在裂缝两端方 出，注满容重大于１．５ ｔ／ｍ３的稠泥浆，如果浆面下降，可继续灌 向各挖约５００ ｍｌｎ．深度５００～７００ ｍｌｎ的坑．回填黏土夯实后 注稠浆．直至浆面升至坝顶不再下降为止。 换孔，２～３ ｄ后再重新灌浆。②串浆处理：灌浆时，如发现有 ２．５灌浆效果 串浆现象应立即停灌。对串孑Ｌ进行封堵后继续灌浆。③吸浆 （１）根据灌浆设计要求，在灌浆前后。沿坝轴线分别布 量过大：一种情况是注浆土体过于疏松，在注浆压力作用下． 置了每５ ｍ一段进行注水试验。灌浆前３个检查孔共进行９ 伴随着出现较大的压缩变形，使裂缝加宽，吸浆量增大，这时 段注水试验．平均渗透系数为３．３ｘ１０ ｅｍ／ｓ；灌浆后３个检 伴随注浆量的增加．压力将逐步上升．应继续灌注到压力上 查孔共进行９段注水试验，平均渗透系数为１．７４ｘ１０ ｅｍ／ｓ。 升至设计压力值或反复灌注直到地层不吸浆为止。另一种情 灌浆前后比较，渗透系数降低了１９０倍，且所有试验的 值 况是地层存在淘刷形成的空洞，这时应灌注到空洞填满为止。 均在ｉｘｌＯ ｅｍ／ｓ以上（表１），完全满足坝体的防渗要求。 表１主坝注水试验成果 （２）在灌浆后，水库长期处于高水位运行。经检查．灌浆 在施工中。 后下游坡无湿润现象，左右两岸坡的渗水现象完全消失，下 ３结语 游坝脚反滤体下的渗水也大大减少．比灌浆前减少了８０％～ 劈裂灌浆技术是在总结了传统的土坝灌浆技术经验的 ９０％，完全达到了灌浆的预期效果。 基础上发展起来的一项新技术．是消除病险堤坝的良好手段 （３）灌浆后经挖坑检查，可见浆脉连续性好、密实、坚 之一．具有机理明确、效果好、工艺简单、造价低等优点。我国 硬．厚度达２０～３０ ｅｍ。 是世界上土坝、堤围较多的国家．而且这些工程大多数都存 以上数据显示，本次灌浆的防渗效果显著。质量是优良 在着渗漏隐患问题亟待解决，而劈裂灌浆技术应是解决这些 的，所以２００６年６月，对副坝亦进行劈裂灌浆，目前工程正 问题最有效的措施之一。 （上接第１４０页） （２）在干旱半干旱地区空气湿度低，易促成土壤水分大 ４结语 量蒸发．尤其在黄土丘陵区裸地的土壤蒸发量约占同期降水 （１）土壤水分的多寡是雨养造林成败的关键．也是黄土 量的９２％一９８％。抑制土面蒸发实际最容易产生效果，对于雨 高原树木稳定生长的主要限制因子，通过整地集水等调控利 养造林，用覆盖而保蓄的水分可能比起供水更重要。 用技术措施，在时间和空间上对有限的降水资源进行再分 （３）这些实用集水保水技术对人工林的栽植抚育和原 配，改善和提高局部栽植地的土壤水分供树木生长利用．促 有林的保育恢复等雨养林地的低成本运作、近自然管理具有 进树木的正常成活和生长 积极的现实指导意义和实际应用价值。 ・１５９・