充填灌浆在病险水库坝体施工中应用.doc

充填灌浆在病险水库坝体施工中应用 　　摘要：填充灌浆是近年来发展速度较快的一种工艺技术，具有诸多的优点，在病险水库坝体施工中有所应用。本文结合工程实例，通过分析水库坝体填筑的质量，重点针对充填关键在病险水库坝体施工中的应用进行探讨，并总结了灌浆处理的效果，以供实践参考。 关键词：充填灌浆；水库土坝；填筑质量；灌浆效果 随着我国经济建设的飞速发展，城市基础设施建设步伐加快。水库作为常见的水利基础设施，具有灌溉、防洪、发电、养殖等功能，对改善生态环境和促进经济发展具有重要的作用。目前，我国许多水库主要以均质土坝为主，由于土坝坝体填土杂乱、施工中碾压不密实等原因，造成土坝坝体透水性差，容易导致渗漏、裂缝等质量通病的出行，影响到水库功能的发挥及质量安全。而充填灌浆作为一种新型的工艺技术，是病险水库坝体加固常用的处理措施，其主要是通过一定的压力，将粘土浆液渗入扩散到堆石体内，填充堆石体内的缝隙，以提高水库坝体的抗渗性能。本文通过探讨填充灌浆在病险水库坝体施工中的应用工作，希望对提高水库的安全性能有所帮助。 1 工程概况 某水库一座以防洪灌溉顾发的小型水利枢纽工程，属小（2）型水库，均质土坝，水库流域面积0.56 km2。水库主要建筑物由土坝、输水涵管、溢洪道等组成，经本次除险加固施工，主要建筑物级别提高一级，主坝及溢洪道为4级建筑物，设计防洪标准提高到50年一遇，校核洪水标准提高到500年一遇，水库的正常蓄水480 km2，总库容3100 亿m3。 2 大坝坝体填筑土质量分析 2.1 坝体填筑土基本概况 坝体由黄色粘土和浅黄色含少量碎石或含砾粘土组成。根据施工期间现场取样260件评价质量检查结果，平均合格率仅为5812%，具体情况如表1。 表1 从坝体各断面来看，合格率分布极不均匀，（69～72）m标高以下合格率为70%，以上仅为60%，左坝段基本为粘性土，但右坝段在P2处（70～80）m标高之间有大量细砾、砂卵石，碾压不密实，南涵管上部的竖井开挖表明该处填土杂乱，含有大量碎石和砂卵砾石，碾压不密实。各部位取样试验表明，74.0m标高以上多为含细砾的填土，结构松散，右坝段填土及施工质量均较差。从整体上看，坝体填筑质量下部优于上部，左端好于右端，经过30多年运行，存在透水性大，浸润线偏高等问题。 2.2 充填灌浆施工揭露的坝体填筑土质量 充填灌浆施工过程中，发现在大坝内坡不同高程部位出现串冒浆、塌坑等现象109次，占总孔段的15.4%，造成这些现象的主要原因是： （1）坝体内弱面与灌浆孔直接或间接相通； （2）坝体填筑时的施工接头处碾压不密实，不均匀沉陷引起坝体裂隙，在灌浆压力作用下发生相邻孔串浆。 上述现象表明，坝体存在以下问题： （1）部分坝体填筑土内摩擦角与凝聚力合格率低； （2）两种不同介质面的渗透冲刷出现的淘空； （3）施工填筑中接头和合拢段处理不当和土料的不均一性引起渗漏； （4）填筑过程中碾压不密实。 3 充填灌浆机理与设计 3.1 充填机理 沿坝轴线用一定的泥浆压力灌注泥浆，利用浆坝互压，泥浆析水固结和坝体密实等作用，使与浆脉连通的裂缝、洞穴、砂层等得到充填、挤压、密实，形成竖直连续的防渗墙。 3.2 设计的基本原则 根据坝体存在问题的性质，隐患的部位加以研究分析，因地制宜地选择灌浆方法和施工工艺，做到安全可靠，经济合理，保证质量。 3.3 充填灌浆目的和任务 为了改善坝体的填筑土质量，降低坝体浸润线和渗透系数，堵住坝体因不均匀下沉和施工时存在的弱面，使下部已施工的防渗帷幕，高喷板墙与坝体有效衔接，达到水库安全运行的目的，在坝体内坡共布置钻孔704个，累计进尺12703.4m，钻孔共分10排，4m×4m呈梅花形布置，对坝体进行灌浆处理。 3.4 灌浆材料 充填灌浆材料主要为粘土，原则上要求灌入的浆液土料与坝体土料的物理力学性质基本接近，以偏粘为宜，这样，泥浆在析水固结过程中，能与边界条件排水能力相协调。本工程灌浆材料主要技术指标为塑性指数10%～20%，粘粒含量40%左右，粉粒含量50%左右，砂粒含量小于10%，有机质含量小于2%，浆液指标如下。 表2 粘土泥浆物理学性质指标采用值表 3.5 灌浆方法 采用自下而上分段灌浆的方法。 4 充填灌浆施工 （1）浆液制备：将符合质量要求的粘土运至施工现场，在泥浆池中浸泡（1～2）d，用过滤筛网清除杂质后，送入拌合桶中，拌合时间不少于10min。 （2）施工程序：根据设计意图，严格分排，分序进行施工，“先上排，后下排，再中排”，并穿插进行，每排孔先灌Ⅰ序，再灌Ⅱ序，按序施工。 （3