论水库坝体防渗施工中高压旋喷灌浆技术及应用.docVIP

论水库坝体防渗施工中高压旋喷灌浆技术及应用 　　摘要：高压旋喷灌浆技术作为一种行之有效的防渗施工方法，在水库除险加固工程中被广泛应用。某水库坝体及坝基渗漏严重，库水位较高，库内淤积严重，本文根据水库大坝的具体岩土体构成情况，对1831.57m高程以下的坝体土层采取高压旋喷灌浆处理，讨论了高压旋喷灌浆施工工艺及高压旋喷灌浆在该水库除险加固工程中优缺点，并对该水库除险加固工程的高压旋喷灌浆防渗施工提出要求。 　　关键词：水利工程；土坝防渗；高压旋喷灌浆；施工应用； 　　1、工程概况及存在渗漏问题 　　 该水库总库容272万m3。最大坝高37m，坝顶高程1848.94m，坝顶长164m，坝顶宽4m，坝底宽174m。大坝迎水面从坝顶至高程1826.35m为干砌块石护坡，迎水面坡比从上至下为1∶2.14、1∶2.67、1∶3.37，在1837.8m及1826.5m高程处分别设置宽为2m的马道；背水面1837m以下为干砌块石体，坡比从上至下为1∶1.92、1∶1.1、1∶1.99，在1837m高程处为Ⅰ级马道，宽1m，在1825.7m高程处为Ⅱ级马道，宽1m。溢洪道为宽浅式，坝体右坝肩布置放水兼冲沙涵洞，电站引水钢管布置于左坝肩，钢管直径为Ф500mm，总长162m。该水库现在的主要任务为灌溉及防洪，另兼有人饮的任务。水库设计灌溉面积4298亩，防洪保护面积7000亩，解决2600人/3900头人畜饮水困难。水库建成后，配套建成干渠1条，总长7km；暗渠1条，长2km，渡槽1座，长118m，承担水库下游三个村的农田灌溉任务。 　　 该水库河谷呈不对称“ V”型谷，河谷两岸地形坡度较陡，其中左岸地形坡度抬升较缓。岩性为紫色薄层含钙质砂岩夹砂质泥页岩及灰岩。坝址两岸山体由于修筑大坝时大量取土料及基岩强风化层，两岸坡上的第四纪覆盖层较薄。坝址区地表岩层风化严重，岩层产状倾向大坝下游偏右岸，其倾向2870，倾角130。岩石中裂隙发育；右坝肩裂隙主要有两个方向，一组裂隙产状为倾向2230，倾角810，另一组裂隙产状倾向1470，倾角790，这两组裂隙在右坝肩岩层中相互切割面；左坝肩裂隙也主要有两个方向发育，一组裂隙产状为倾向200，倾角710，另一组裂隙产状为倾向2780，倾角760，这两裂隙也在左坝肩岩层中相互切割岩石。“可乐断层”从大坝???坝肩基岩中通过，该断层为一条压缩性正断层，断层倾向SE，倾角600，断层层面内有泥质胶结的角砾岩，胶结性较好，其对大坝坝基渗漏的影响较小。坝基岩石中的风化裂隙以及碳酸盐地层中的溶蚀裂隙是坝址区地下水运移的渗漏通道。水库蓄水后，由于筑坝土体的碾压密实度不均匀，坝体填筑质量总体较差，坝身内的粘土防渗芯墙和坝基防渗帷幕并不能有效地阻水，造成坝体与坝基产生大量漏水。 　　 水库存在的主要渗漏问题是大坝坝体和坝基渗漏严重，在大坝下游存在渗漏点多处，总渗漏量达137L/s，已经影响到大坝安全正常使用。但由于水库放水涵洞已经于八十年代封堵废弃使用，电站早已报废，现在该水库放水只能采用发电引水钢管进行放水，库水位较高，水库上游植被较差，洪水季节上游来水含沙量较大，水库泥沙淤积较严重，现坝前淤积高程1828.29m，淤积高度达17m。大坝坝型为粘土斜墙土石混合坝，水库大坝土体一部分为非均质土，由粘土含大量碎石组成，一部分为均质粘土；坝体下部坝基基岩风化严重，大部呈强风化状，局部呈全风化状；具体情况参见图1。 　　 　　 　　 　　 图1水库大坝组成岩土体 　　2、工程中高压旋喷灌浆设计情况 　　 设计上对1831.57m高程以上的坝体采取复合土工膜进行防渗，同时在上游坝坡1831.57m高程向下设高2m混凝土垂直防渗墙，然后沿防渗墙布置一排帷幕灌浆孔和高压旋喷灌浆孔，1831.57m高程以下的坝体土层采取高压旋喷灌浆处理后结合库内淤泥进行防渗，对坝基、两坝肩及左岸坡采取帷幕灌浆进行防渗，并向坝体两坝肩及左岸坡延伸帷幕灌浆孔。其中帷幕灌浆底限高程应以透水率小于5lu的岩层作为隔水岩层；右侧坝体的灌浆孔以1800m为灌浆的设计底限，左侧坝体的灌浆孔同样以1800m为灌浆的设计底限。随着灌浆轴线向两坝肩及左岸坡延伸，由于坝址区岩层产状倾向大坝下游偏右岸，倾角平缓，并且地下水位线从河谷向两岸坡逐渐抬升，两坝肩及左岸坡的灌浆孔设计底限高程也应在设计底限高程1800m基础进行抬升；另外坝基基岩中受可乐断层影响部位60#-68#灌浆孔以1790m作为帷幕灌浆底限高程，以便增加该部位帷幕灌浆在断层影响下的防渗效果或加长库水在该部位的渗流途径。帷幕灌浆边界依延伸至水库校核洪水位与地下水位线相交位置终止布置帷幕灌浆孔，截断库水沿基岩裂隙和断层破碎影响渗漏带产生渗漏。高压旋喷灌浆设计情况是对大坝坝体土层采取高压旋喷灌浆，