劈裂灌浆在坝体加固中的应用.docVIP

劈裂灌浆在坝体加固中的应用 ?劈裂灌浆在坝体加固中的应用 秋风岭水库位于广东省汕头市西南部的两英镇境内，属练江支流的秋风水系，总库容6903万m3。水库主坝为均质土坝，总长为1650m，坝顶高程48.0m，坝顶宽度7.0m，坝体平均高度约20m。坝体建于上世纪50年代末期，主要依靠人工挑土筑坝。水库经过多年运行，坝体部分已出现险情，坝后坡渗水现象较严重，大部表现牛皮胀，局部呈沼泽状，坝体的加固已刻不容缓。 坝体加固采用劈裂灌浆，劈裂灌浆就是沿坝轴线布孔，利用坝体小主应力成基本沿坝轴线分布这一规律，用灌浆压力沿坝轴线劈裂坝体，灌入泥浆构造浆体防渗幕墙，同时与浆脉连通的裂缝、洞穴等坝体隐患，均被泥浆充填挤压密实，达到防渗加固的目的。本大坝灌浆工程量为11127.2m，劈裂灌浆孔施工轴线为平行于坝顶轴线，位于大坝改建后坝顶轴线下游0.5m，劈裂灌浆形成的墙体与高喷防渗墙相连接。 2.1布孔 根据坝体隐患的性质，采用单排布孔，孔与坝顶防浪墙的距离为4m，孔距4.0m，分二序施工，施工孔平面布置如下图所示： 2.2孔径孔深 灌浆孔径为φ89mm，为了保证隐患部位得到充分处理，灌浆孔深为坝体清基线以上人工填土部分，以增加土体强度和防渗效果。 2.3浆液选择 对浆液的要求是：可灌性好，稳定性高，析水固结快，形成的浆体防渗性能强，并且考虑充分利用当地材料和造价低等因素。根据对当地的地质情况，选用丘陵的红粘土，浆液比重为1.3～1.6。 2.4灌浆压力确定 灌浆压力是劈裂施工中一个重要控制指标，当灌浆压力大于起裂压力和裂缝扩展压力时，孔就随着裂缝扩展，浆液进入坝体而形成防渗幕墙。灌浆压力如果控制得好，对于坝体的压密和回弹，浆体的压密和补充坝体小主应力不足、保证防渗幕墙的作用等，都能起到好的效果，否则有可能破坏坝体的结构，甚至出现险情。 3.1劈裂灌浆主要施工设备 主要施工设备的名称、规格型号、数量? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 3.2劈裂灌浆注浆试验 根据设计要求选择有代表性地质的地层进行试验，开挖检查以直接观察情况，测定灌浆厚度，有关技术要求参照《水利水电工程钻孔试验规程》执行。根据试验确定起初劈裂压力P、裂缝扩展压力Pc、最大控制注浆压力Pmin、注浆量Q等，以指导本工程整个过程的施工。 3.3劈裂灌浆施工 劈裂灌浆施工采用“坝体分段，单排布孔，分序钻灌，孔底注浆，全孔灌注，综合控制，少灌多复”的原则。 劈裂灌浆施工工艺流程 开挖沟槽→钻孔→制浆→灌浆→终灌→封孔 劈裂灌浆施工方法 劈裂灌浆施工采用XY-100型钻机2台套造孔,YSB-250/120型调速注浆泵4台套，分两序施工，先进行Ⅰ序孔施工，再进行Ⅱ序孔施工。 3.4施工步骤 3.4.1钻孔施工 钻孔采用回转钻机钻进，泥浆护壁。 钻孔开孔位置与设计位置偏差不得大于50mm。 钻孔施工时应采取预防孔斜的措施，并应按设计要求测量孔斜,孔底偏斜率不应超过1.5%。 钻孔的有效深度应穿过待注浆地层进入下部地层1.0～2.0m为宜。 选定部分一序孔作为向导孔，采用芯样、划分层位，其深度应大于墙体深度，间距不宜大于20m。钻进时应详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等特殊情况。 孔口管埋设：注浆钻孔时埋设孔口管，以防止孔口塌落及孔口返浆，使坝的顶部注浆压力由孔口管承担，以避免地层表面劈裂，使灌注浆液在地层内始终处于封闭状态，因而可施加较大的注浆压力，促使浆液析水固结；当孔口压力消失后，地层所产生的回弹压力较大，有利于提高浆液的固结速率和浆体固结的密实度。在黏性土地层注浆压力不大的情况下，直接将孔口管打入地层3～5m，利用黏性土的黏结力来防止冒浆及平衡注浆顶托力；在松散无黏性地层或注浆压力较大的情况下，应在孔口预先挖2m左右深的坑，将孔口管下入3～5m后，在管周边回填黏性土并夯压密实，必要时可回填塑性混凝土。 3.4.2制浆 采用搅拌机湿法制浆，随时测定泥浆密度，控制达到设计要求，浆液比重为1.3～1.6。开始采用稀浆灌注，待坝体被劈裂后，改用浓浆。 3.4.3灌浆 施灌原则是“稀浆开始，浓浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复，控制浆量”，施工时要将注浆管下到离钻孔底部0.5～1.0m处，启动灌浆泵泥浆由射管喷出。浆液劈裂坝体始于注管底部，沿小主应力作用面，逐渐向上发展。孔底注浆可施加较大压力，使坝体内部劈开，把较多的泥浆压入坝体，产生挤压变形，待停灌后，坝体产生回弹，有利于提高坝体和浆脉的密度。全孔灌注，浆液从注浆管