高压摆喷和劈裂灌浆技术在土坝加固中的实践.doc

WORD格式整理 PAGE 1 专业知识分享 高压摆喷和劈裂灌浆技术 在土坝加固中的实践 郑国武 摘 要：阐述了半岭病险水库土坝采用高压摆喷和劈裂灌浆技术相结合的处理方法，实现了质量可靠、工期短和经济合理的效果。 关键词：半岭病险水库 除险加固 高压摆喷 劈裂灌浆 1 加固水库工程概况 半岭水库枢纽兴建于1958年，总库容138万m3，最大坝高为28.35m，是一座以灌溉为主、兼有城市供水、防洪等综合效益的中型水库，水库距离三亚市区仅12km。2001年大坝经安全鉴定主要存有：①坝体填土压实质量差，压实度达不到规范要求，坝体存在渗漏；②第一、二期填土接触面存在渗漏；③坝基清基不彻底，坝体填土和坝基接触带存在渗漏；④坝基地松散透水，达不到设计要求；⑤左右坝肩局部存在渗漏等问题，大坝安全类别为三类。因此，急需对该水库进行除险加固处理。否则水库一旦出险，将给下游的三亚市区及附近乡镇共计25.0万居民带来来巨大的生命和财产损失。 2 加固方案的选择 针对本工程坝体、坝基与坝体接触带以及坝基存在的问题，应采用综合防渗加固方案建立可靠的防渗体系并提高部分坝体密度。根据国内经验和本工程实际情况对以下3个方案进行发比较。 方案1： 孔式混凝土防渗墙方案，墙厚0.6m； 方案2：高压旋喷桩柱列式防渗墙与坝体劈裂灌浆方案防渗墙厚0.2m，两道劈裂灌浆厚0.2m。 方案3：高压摆喷防渗墙与坝体劈裂灌浆方案，防渗墙厚0.2m，两道劈裂灌浆厚0.2m。 3种防渗加固方案技术经济比较风表1。 经过方案优化比选，选用高压摆喷防渗墙与坝体劈裂灌浆相结合的加大方案。即采用高压摆喷灌浆法形成的水泥粘土砂浆帷幕板墙处理接触带渗漏，其原理是用高压水、气或浆切割地层，灌注水泥浆，升扬和置换土层中部分细粒土，根据需要形成术、板、墙或它们的结合体。采用劈裂灌浆加固土坝坝体，是利用土坝坝体最小主应力作用面和坝轴红方向一致的规律，根据水力劈裂（泥浆劈裂）原理，沿坝轴红布孔，灌入合适的浆液，进行控制性劈裂灌浆。即：使浆液充填裂缝，并与浆脉连通的孔洞、渗漏带也被浆液充填，同时浆压将筑坝土压密，最终在坝内顺坝轴方向形成密实、垂直、连续、有一定厚度的浆脉防渗体，使坝体劈裂灌浆和接触带高压摆喷墙形成联合的防渗帷幕。使防渗布置更加合理，减少投资，从而达到优化防渗加固的目的。 表1 方案 方案名称 优 点 缺 点 1 孔式混凝土防渗墙 技术比较成熟； 墙厚可以达到0.6～2.0m； 常用于大型工程； 1、单价目高，1279元/m2； 2、速度慢，设备多，较复杂； 3、厚度大，有些浪费； 4、坝前水位较高时，造 影响大坝安全。 2 高压旋喷桩柱列式防渗墙与坝体劈裂灌浆 1、两种技术结合，因坝制宜，技术方案先进，重点段可以加强； 2、设备简单； 3、单价较低，旋喷650元/m2，劈裂灌浆258元/m2； 4、可以在高水位情况下施工。 1、柱列式墙直径较大，有些浪费； 2、钻孔精度要求高； 3、两种技术施工，施工组织复杂； 4、防渗墙断不够整齐。 3 高压摆喷防渗墙与坝体劈裂灌浆 优点同方案2。另外单价更低，速度更快，摆喷单价为280/m2 同方案2的第2、3、4条，一次不能构造大于厚度30cm以上的板墙。 3 防渗体系的设计 （1）高压摆喷防渗墙轴线与设计坝奇峰轴线重合；劈裂灌浆第1排在坝轴线上游1.0m，第2排在坝轴线下游1.0m。 （2）高压摆喷防渗墙主要处理坝基接触带、覆盖层渗漏问题，因此防渗墙深度穿过覆盖层，并深入基岩1.0m；劈裂灌浆主要处理坝体填土渗漏问题，深度穿过坝体达到覆盖层顶面。 （3）高压摆喷防渗墙顶插入土坝坝体长度为土坝设计水头的1/51~/10。本次设计高压摆喷墙与劈裂灌浆搭接4.0m。高压摆喷防渗墙为高4~14m的地下矮墙。 （4）灌浆顺应先劈裂灌浆后高压摆喷灌浆。施工参数应在设计参数的基础上现场试灌确定。 （5）防渗体系轴线长415m，防渗体结合见图1。 4 劈裂灌浆设计和施工 4.1劈裂灌浆设计 （1）设计依据《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266-88），并结合本工程和吸收国内先进经验。 （2）根据本工程均质坝土料和国内经验，采用两道劈裂灌浆。1道灌浆劈裂宽度小，灌浆次数多，两道厚度比1道大而用比较均匀。特别对水平砂砾层，两道灌浆之间能灌入较多的浆液，有利于提高防渗效果。 （3）劈裂灌浆钻深达到覆盖层顶高程58.30m。 （4）劈裂灌闪轴线距坝轴线上下游各1.0m钻孔终孔间距一般为5.0m，分两序施灌。第一序孔间距为10m，第二序孔间距