（水利工程专业论文）振冲法及高压喷射灌浆技术在病险水库处理中的应用.pdf

删j t l 大学1 二程颂 + 学位论文 振冲法及高压喷射灌浆技术在病险水库 处理中的应用 水利工程专业 研究生卢晓鹏掇导教师谢新生 我因病险水库数量大，病险问题多。为充分发挥工程效益，使工程在设计 标疆f 安全运行，憩结、应蠲察撵广土石蓼i 热露新技术，就显得非常必簧。振 l 一法及高压喷射灌浆是土石坝加固中的两利，新技术，具有良好的技术和经济性 能。振冲碎石桩和地基的结合形成复合地基，达到加固效栗，高压喷射防渗墙 效果好，应用范圈广。论文正是在翦人研究的基础上，结会下口坝水库工程， 应用土石坝加固技术中的掇冲法及高压喷射灌浆对大坝进行了加固处理，对大 骜莲滁殓攘国方案、藏工技术、趣嗣效果等方嚣进行了较系绕瓣分橱磅究。主要 1 作和结论如下： ( 1 ) 全蕊回顾阐述了振冲法及高魇喷豸于灌浆技术的研究现状及发联。 ( 2 ) 结合下曰坝水库n i 程实践，就振冲法及赢厦喷射瀵浆技术特性、处理 方法以及效果做了全面研究，并由此研究了该大坝加固方法的适用范围。具体 内容翔。f ： 针刈fi ；i 坝水库坝体、坝蛙覆箍层渗漏严重，上游坝坡稳定性差，多次 滑坡特点，犬竣防渗处理按定了二静处理方案，上游壤缓船器毅定了三释处理 方案，从技术可靠、工期短、造价省、施工条件等方面进行评价。经方案比较， 下口坝水库火坝稳定处理聚用振冲加固方案，大坝防渗处理采用高压喷射灌浆 方寰。 对应i = 炙处理方法的物理力学参数取值进行了研究。认为桩间土的各项物 理力学指标采翔天然强瘦，两处壤螽复合体综台强凄 旨搽，采用桩俸及柱间 p u 川人学r 程坝i j 学位论义 土棚种材料面积比法加权值。 上游坝体、坝基采用振冲填料法进行加固，根据本工程施工情况，连续 卜料法不适于大坝坝体及坝基粘性土地基，粘性土中宜采用间断下料法。 根据工程要求、土质条件及灌浆试验，本工程选用单排旋喷套接的方式 形成防渗墙，实践证明，只要设计参数合理，施工过程严格控制，利用高压喷 射灌浆技术可达到防渗、堵漏的目的。 对振冲处理效果和质量，采用了开挖检查，桩体动力触探检测，桩问土 标准贯入试验及取样试验等方法对施工效果和质量进行检测。 对高压喷射处理效果和质量，采用了丌挖检查、钻孔检测及取样试验检 测。 ( 3 ) t 程除险加固效果 人坝振冲碎石桩桩体密实、桩径8 2 9 2c m ；桩体动力触探击数7 4 5 击，平均1 8 击；桩阳j 土标准贯入试验，土体的标贯击数振冲施工后标贯击数增 加值较大，并随深度逐渐增加，桩间土取样试验结果抗剪强度与原土体变化不 大。 从施_ = 【：情况，检测结果可知，振冲后坝体、坝基强度指标均有较大提高。 高雎喷射灌浆施工结束后，对防渗墙进行了质量检查，防渗墙墙体厚 0 6 5 1 5 5m ，一般厚1 0m ，胶结良好、结构致密、整体性好：防渗墙中进行 j 仨水试验，透水率为1 1 4 7l u ，平均值为3 3 5l u ，满足大坝防渗要求：取样 试验，墙体质量满足要求。 防渗处理i m 大坝坝体、坝基渗漏严重，处理后外坝坡原渗水潮湿现象已 消火，l ：、0 水位叫，人坝渗漏量lj i 处理酊的1 0 5 0 m 。d ，减少为1 1 1 5 m 。d ，效果 a 著。 下口坝水库除险加固工程采用振冲法及高喷灌浆技术，与其它方案相比， 施工： 期可提前6 0 天，节约工程造价2 0 0 万元，具有显著的经济效益。 ( 4 ) 振冲法及高压喷射灌浆技术在下口坝水库工程应用中技术上的成功和 较好的经济效益，说明该大坝加固处理方法具有广阔的应用前景。目前该大坝 加i 处理方法已推广应用到云南省白鹤、龙宝闸等病险水库的加固处理中。 ( 5 ) 根据以往的经验，振冲加固处理方法可用于地层为软土、冲积层淤泥 心川人学_ 程坝j ：学位论文 质粘土、砂卵砾石层等的处理。振冲处理深度，目前国外最大深度达2 5m ，我 喇最大深度为1 8m 。下口坝水库将地基振冲加固法用于大坝坝体加固，最大深 嫂达2 4 8m ，矩幽内领先。高压喷射防渗墙技术主要应用于水库大坝坝基和江 _ | i 堤防j ! 【j 基的防渗，高喷防渗墙应用于坝体防渗加固在云南省内是首次，解决 了坝体、坝基防渗问题。这两项技术在下口坝工程的成功应用，不仅对本工程 设计、施工具有重要意义，而且对其它病险水库加固处理具有借鉴作用，值得 推广和利用，并为病险水库处理技术研究积累了经验。 关键词：振冲法 高压喷射灌浆处理方案病险水库应用 p u 川1 人学丁程坝i 学位论文 t h ea p p l i c a t i o no ft h ev i b r o f l o t a t i o np r o c e s s a n dt h eh i g h - p r e s s u r es p r i n k l i n gg r o u t i n gt e c h n o l o g y i ni i1 一c o n d i t i o n e dr e s e r v o i r s s p e c i a l t y ：h y d r a u l i ce n g i n e e r i n g p o s t g r a d u a t e ：l ux i a o p e n g t u t o r ：x i ex i n s h e n g i nourc o u n t r yt h e r earea g r e a tm a n yo fi i l c o n d i t i o n e dr e s e r v o i r s w i t ha l ls o r t so fp r o b l e m sw h i c hcanc a u s ei n c i d e n t so rf a i l u r e so fd a m s i ti sv e r yi m p o r t a n tt os u m m a r i z e ，a p p l ya n tp o p u l a r i z et h en e w t e c h n o l o g i so fr e i n f o r c i n ge m b a n k m e n td a mi no r d e rt oe l a b o r a t ei t s p r o j e c tb e n e f ita n ds e r v i c es a f e l yo nt h eb a s i so fd e s i g ns t a n d a r d b a t h v i b r o f l o t a t i o np r o c e s sa n dh i g h p r e s s u r es p r i n k l i n gg r o u t i n ga r enew c o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g i e s ，w h i c ha r eg o o di nt e c h n i q u e sa n dc h e a pi n e c o n o m i e s ， i n d e a l i n g w i t hi 1 1 一c o n d i t i o n e dr e s e r v o i r s t h e v i b r o i l o t a t i o np r o c e s sc a r lc o n s o l i d a t ep o o rf o u n d a t i o no re m b a n k m e n td a m t h r o u g ht h eu n i t i n gf u n c t i o no fs t o n ec o l u m n sa n dt h ef o u n d a t i o no rt h e d a m t h e r e b y increaset h es t a b il it yo fd a m t h et e c h n o l o g yo f 1 1 j g h p r e s s u r es p r i n k l i n gg r o u t i n gcanf o r maw a l lo fp r e v e n t i n gs e e p a g e i nt h ef o u n d a t i o no rd a ma n dc u to f ft h ew a yo ff l o w i n g b a s e do nt h e s t u d i e so ft h es t u d i e so fp r e d e c e s s o r s ，t h es u c c e s s f u lp r a c t i c eo ft h e a p p li c a t i o no ft h e s et e c b n o l o g i e si so ft h ex i a e o u b ar e s e r v o i rp r o j e c t 1 nt h ex i a c o u b ar e s e r v o i rp r o j e c t ，t h e s et w oc o n s t r u c t i o n sm e t h o d sa r e u s e dt oin c r e a s et h es t a b i1 it yo ft h ed a ma n dc o n t r o lt h es e e p a g e i n l h i sp a p e ras y s t e m a t i c a lr e s e a r c hh a v eb ec a r r i e do u ti ns e v e r a la s p e c t s o ft h e s et e c h n o l o g i e s ，s u c ha st h ep l a no fd a mr e i n f o r c e m e n t ，t h e e f f e c t i v e n e s so f s e e p a g ec o n t r o l l i n g f r o mt h er e s e a r c ht h e m a i n c o n c 】t j s i o n sarea sf o l 】o w s ： 叫j 1 1 人学工程o i j ：学位论文 ( 1 ) s e tf o r t ht h er e s e a r c hc o n c l u s i o na tp r e s e n ta n di t sd e v e l o p m e n t ind e t a i1a b o u tv i b r o f l o t a t i o n p r o c e s sa n dh i g h p r e s s u r es p r i n k l i n g g r o uln gt e c h n 0 1 0 9 y ( 2 ) c a r r yo u tac o m p r e h e n s i v er e s e a r c ho l lt h e i rt e c h n o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c sa n ds u i t a b i l i t yi nd e a l i n gw i t ht h ex i a c o u b ar e s e r v o i r p r o j e c t ，t h ed e t a il sa r ea sf o l1 0 w s ： 【nc o n n e c t i o nw i t hg r i e v o u ss e e p a g ep r o b l e ma n ds l o p es t a b i l i t y p r o b l e mo ft h ef o u n d a t i 0 1 1o v e r b u r d e na n dt h ed a mi t s e l f ，t h e r ea r et w o p o s i t i v ep l a n sf o rd e a l i n gt h es e e p a g ea n dt h r e ef o ru p s t r e a ms l o p e s t a b il it y a 11t h e s em e t h o dh a v eb e e nc o m p a r e df r o ms e v e r a la s p e c t s ，s u c h a st e c h n i c a lr e l i a b i l i t y ，w o r kt i m e ，c o s t sa n ds i t ec o n s t r u c t i o n 。t h e nt h e h i g h p r e s s u r es p r i n k l i n gg r o u t i n gt e c h n o l o g ya n d t h e v i b r o f l a t a t i o n p f o c c s sa r ed e c i d e da st h em e t h o d so fr e i n f o r c i n gt h ex i a c o u b ar e s e r v o i r l ns t a b il i t ys a f e t ya n a l y s i st h ep h y s i c a la n dm e c h a n i c a l p a r a m e t e ro ft h ef i l l i n gm a t e r i a l ss h o u l da d o p tt h ei n d e xi nn a t u r a l c o n d it i o n ，b u ta f t e rc o n s o l i d a t i o ns h o u l da d o p tt h ec o m p o s i t ep h y s i c a l a n dm e c h a n i c a li n d e xw h i c hi sg a i n e dw i t hw e i g h tm e t h o da c c o r d i n gt ot h e p r a c t ic a ld i m e n s i o no ft h es t o n ec o l u m n sa n dt h ee a r t hb e t w e e nt h es t o n e c o lu m n s w h e nt h ev i b r o f l o t a t i o np r o c e s si su s e dt ot h ef o u n d a t i o na n dd a m w h i c hc o n s i s t e do fc l a ym a t e r i a l s ，a c c o r d i n gt oc o n s t r u c t i o np r a c t i c e ，a c o n t i n u o u sf i l l i n gm e t h o di s n tf o ri t ，b u tad i s c e n t i n u o u sf i l l i n g m 0 m 0 h o di sp o s s i b l e o n erows e e p a g ew a i l ，w h i c hi sf o r m e db ys p r i n k l l a gg r o u t i n g h o d ，i su s e dt ot h ex i a c o u b ar e s e r v o i rp r o j e c tf o rc u t t i n go f f t h ew a y o fs e e p a g eo nt h eb a s i so ft h ep r o j e c tc o n d i t i o na n dg r o u t i n gt e s t t h e r e s u l t st e s t i f l e dt h a tas o u n de f f e c t i v e n e s so fp r e v e n t i n gs e e p a g ec o u l d h oa l t a in e db yt h ea p p l i c a t i o no ft h eh i g h p r e s s u r es p r i n k l i n gg r o u t i n g t e c h n o l o g yi fd e s j g np a r a m e n t e ri sp r o p e ra n dt h ec o n s t r u c t i o nq u a l i t y u u 川1 人学t 程坝l 。学位论文 i sc o n t r o l l e ds t r i c t l y t h ee x c a v a t i n ge x a m i n a t i o na n dd y n a m i cs o u n d i n ge x a m i n a t i o na r e u s e dt o t e s t i f yt h ec o n s t r u c t i o nq u a l i t y o ft h ev i b r o f l o t a t i o n p r o c e s s s t a n d a r dp e n c t r a t i o nt e s ti sa l s ou s e dt ot e s tt h ef i l 卜m a t e r i a l b e t w e e nt h es t o n ec o l u m n s t h ee x c a v a t i n ge x a m i n a t i o n ，b o r i n ge x p l o r a t i o na n ds a m p l i n gt e s t areu s e dt ot e s t i f yt h ec o n s t r u c t i o nq u a i t yo ft h eh i g h p r e s s u r e s p r in k l i n gg r o u t i n g ( 3 ) r e s u l t se v a l u a t i o n t h er e s u l t so f t h ev i b r o f l o t a t i o np r o c e s si nt h ex i a o c u b a r e s e r v o i rp r o j e c ti n d i c a t et h a t t h ed i a m e t e ro ft h es t o n ec o l u m n si s f r o m8 2c mt o9 2c m ，t h en u m b e r so fd y n a m i cs o u n d i n garef r o m7t o4 5a n d 1 8o na v e r a g e ，t os a t i s f yt h er e q u i r e m e n to fd e n s i t yo ft h es t o n e c o l u m n s ，a n dt h en u m b e r so fs t a n d a r dp e n c t r a t i o nt e s to ft h em a t e r i a l b e t w e e ns t o n ec o l u m n sh a v ei n c r e a s e da f t e rc o n s t r u c t i o n ，a n di n c r e a s e d g r a d u a l l yw i t ht h ed e p t h t h es h e a rs t r e n g t ho ft h em a t e r i a lk e e p sa l m o s t s a m ea sb e f o r ec o n s t r u c t i o n i naw o r d ，t h er e s u l t sa f t e rr e i n f o r c i n gw i t h t h ev i b r o f l o t a t i o np r o c e s sr e b u i l td a ma n df o u n d a t i o nm e e tt h ed e s i g n s t a n d a r da n ds a f e t yr e q u i r e m e n t l h er e s u l t so ft h eh i g h p r e s s u r es p r i n k l i n gg r o u t i n gt e c h n o l o g y int h ex i a c o u b ar e s e r v o i rp r o j e c ts h o wt h a tt h et h i c k n e s so ft h ew a l l isf r o m0 6 5 mt o1 5 5 ma n d1 o o mo na v e r a g e ，a n dt h eq u a l i t y ，e n t i r e t yo f t h es e e p a g ew a l li sg o o d i ti n d i c a t e sb yw a t e rp r e s s u r et e s t t h a tt h e c o e f f i c l e n to fp e r m e a b i l i t yo fs e e p a g ew a i li sf r o m1 1l ut o4 7l ua n d 3 3 5l uo na v e r a g e ，m e e tt h er e q u i r e m e n to fr u l e s i ta l s os h o wt h a tt h ep h e n o m e n o no fl e a k a g eo nt h es l o p eo fd a mh a v e d i s a p p e a r e da f t e rt h ec o n s t r u c t i o nc o m p l e t e d ，a n dq u a n t i t i e so fl e a k a g e h a v ed e c r e a s e df r o m1 0 5 0 m 3p e rd a yt o111 5 m ：p e rd a ya tt h eh i g hw a t e r 1e v e p u 川i 大学t 程硕士学位论文 c o m p a r i n gw i t ho t h e rp l a n s ，a d o p t i n gv i b r o f l o t a t i o nm e t h o da n d h i g h p r e s s u r es p r i n k l i n gg r o u t i n gi nr e b u i i d i n gw o r k so fx i a c o u b a r e s e r v o i rcanr e d u c et h ec o n s t r u c t i o nt i m e ( i i m i tf o r6 0d a y s ) a n di nt h e s a m et i m es a v ep r o j e c tc o s t sf o r2m i 儿i o n sy u a n ( 4 ) t h ea p p l i c a t i o no ft h e v i b r o f l o t a t i o np r o c e s sa n d t h e h ig h p r e s s u r es p r in k lin gg r o u t in gt e c h n o l o g ya r es u c c e s s f u li nx i a c o u b a r o s e v o i rn olo n l yi ne f f e c t i v e n e s sb u ta l s oi ne c o n o m i e s i ti n d i c a t e s t h a tt h i st w onewt e c h n o o g i e sh a v eaw i d ef o r e g r o u n do fa p p l i c a t i o ni n r e g u l a t i o nw o r k so fd a m s ，e s p e e i a l l yi ne m b a n k m e n td a m s n o wt h i st w o m e t h o d sh a v e b e e n u s e di nb a i h er e s e r v o i ra n dl o n b a o z h ar e s e r v o i ri n y u n n a np r o vin c e ( 5 ) a c c o r d i n gt oe x p e r i e n c e so fx i a c o u b ar e s e r v o i ra n do t h e r p r o j e c t s ，t h ev i b r o f l o t a t i o np r o c e s sc a nb eu s e dt or e i n f o r c ed a m so r f o u n d a t i o nw i t hac l a y ，s i l tc l a y ，g r a v e lm a t e r i a l ，a n ds oo n t h em a x i m u m d e p t h ，a c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c eo fr e i n f o r c i n gf o u n d a t i o na tp r e s e n t ，i s 2 5 mna b r o a da n d1 8 mi nourc o u n t r y i nx i a c o u b ar e s e r v o i r ，t h em a x i m u m d e p t hh a sad e p t ho f2 4 8 mw h e nv i b r o f l o t a t i o np r o c e s sw a su s e dt o c o n s o li d a t et h ed a mw i t hc l a ym a t e r i a l t h eh i g h p r e s s u r es p r i n k l i n g g r o ul in gwasm a i n l yu s e dt op r e v e n tt h es e e p a g eo ft h ed a mo rr i v e r f o u n d a t i o nw i t hc l a y ，s i l tc l a y ，g r a v e lm a t e r i a l i ti st h ef i r s tt i m et h a t t h et e c h n o l o g yb ea p p li e dt op r e v e n tt h es e e p a g eo fd a m a n dg a i n s a t is f a c t o r ye f f e c t i v e n e s s t h es u c c e s s f u la p p l i c a t i o no ft h e s et w ot e c h n o l o g i e si nx i a c o u b a p r o j e c ti sag o o de x a m p l eo fe m p l o y i n gnewt e c h n o l o g i e st or e i n f o r c e d a m s ，i t i ss i g n i f i c a n tf o rd e s i g na n dc o n s t r u c t i o no ft h ep r o j e c ta n d i nt h es a m et i m ei ta c c u m u l a t e de x p e r i e n c ef o rt h es t u d yo fr e g u l a t i o n t e c h n 0 1 0 9 yo fi l l c o n d i t i o n e dr e s e r v e i r k e yw o r d s ： v i b r o f l o t a t i o n p r o c e s s ，h i g h p r e s s u r es p r i n k l i n g g r e u t jn g ，d i s p o s a lp l a n ，i 1 卜c o n d i t i o n e dr e s e r v o i r ，a p p l i c a t i o n p u 川1 人学1 j 程颅i 学位论文 1 绪论 1 1 振冲法及高压喷射灌浆技术的研究现状和发展趋势 1 1 ，1 振冲法加固技术 第一个j - i ：发振冲法加幽技术的是德国人斯塔耶尔曼( s t e u e r m a n ) ”，1 9 3 7 年他舀先研制出i ! = 界上第一台具自现代振冲形式的振冲器，通过大量的实践， 这力法的优越性得到了确认，操作方法也得到了进一步的完善，到5 0 年代末 j 9 j 振冲法t 2 在l 撕欧各幽相继采刚。 我国在七十年代就丌始了对振冲法的研究，振冲法之所以能顺利发展，除 施：i 方法简单，经济效益较显著外，更主要是碎石桩和地基的结合而形成复合 地撼，有效地捉高了地基承载力和地基的沉降模量以及抗液化能力，达到了预 她f l 勺加i 到效果。 1 9 7 7 年，振冲法在我幽土朽坝工程中逐渐丌始应用。如1 9 7 8 年官厅水库 砂j 。，1 9 8 0 年的兴| i j ：坝坝1 i 加【, i i i ，1 9 8 6 年的铜街子水电站坝基加固，1 9 8 8 年 f r , j 松华坝主坝后坡的加吲等。“。 m 振冲法力吲技术在振冲器的功率、施工技术、振密技术等方面有了很 人的发j 烂。 幽内的研究工作亚在蓬勃发腱，各地工程提供了许多可贵的资料和数据， 利圳0 j - i “：十结合，在技术上升i 断改进与完善，使机具不断更新、工艺不断改 进，达到我团先进水平并接近国际先进水平。但目前相应的设计理论发展不快， ：疗进一步_ l j l l 深列碎石桩加吲机理的认识，促进其应用及研究。 根j ：l i ：我国振冲法加刚技术在地基处理应用的经验，对于振冲法加固的最大 深_ 【j ：小：出：超过2 5n l “0 1 。 1 1 2 高压喷射灌浆技术 i 矧l i i l f ；! 射滋浆技术最l i 是n _ | h 本于2 0 世纪6 0 年代未期创造出来的一种全 新的施，i ：力+ 法。8 0 年代以来，高喷灌浆技术在国外得到迅速发展，尤其是在水 j q ) 1 1 人学一f ：程碳，i j 学位论义 利一f ：雕i t , l l g j 渗力。f n f 。新的施工工艺及施工发备的刀：发应用极大地提高了高喷防 渗瑞的憾体。r 怫i 连续性，增灶了高喷防渗墙的防渗性能。 1 ： 喷滟浆技术从7 0 年代初期引进我国至今已经将近3 0 年了，丌始主要用 j ：圳 1 软l ：地0 - b ，到了8 0 年代后) f ：始丌j ：堤坝基础防渗，在这段时间平该技术 缁剑了迅速的发腱。抓：刁i 完全统计，讨全幽j j 该项技术处理大、中、小型基 础防渗一：程约数“项，构筑防渗墙约数日万平方米，大都取得了较好的效果。 通过多年的室i 试验和二j ：私! 实践，逐渐研究出用高压喷射灌浆构筑防渗体 的牝食施r1 艺，0 川设备、喷射形式及相应的技术参数，商压喷射灌浆所适 j 札的地。：，从8 0 年代旧i1 i 砂扩展到曰胁包括球体在内的所有第四系地层。目前 我f l j | = 究成功的人颗粒地层动水条件一卜的高喷灌浆防渗新工艺和淤泥地层高喷 濉浆新技术，均走4 - 1 ：了世界 j i 列，解决了些工程中的技术难题，拓宽了该项 技术的应川范嘲，在国民经济建设中发挥了重要作用1 。该项技术有任何其它 技术都不能代替的独通之处，它不仅具有施工速度快、效果好、应用范围广等 优一l ，眦还州根据：i ：程的需要，采用旋、定、摆高喷灌浆工艺，构造出各种 删j 啪q 防渗凝结体来满足设计要求，防渗墙体间的连结、防渗墙与下部基岩的 连接，这些都是其它防渗技术无法比拟的。 2 蛳i ：处理深度，足基础处理技术上很重要且难度较大的一项技术指标，目 l j 敲人施：_ 深度已达9 0 ) 1 1 “。随着j 1 二程处理技术的进一步发展，对施工技术、 i 。艺要求会业：0 ，必然仃仃符明：多位得深入探讨和研究的题。 哥喷灌浆技术甭f 其它阢渗技术一样，宵一定的适用范围，采用该项技术时 j l 订楸川l ：程1 | 勺要求，土质条件和地下水情况选用相应的高喷灌浆工作方法和 l ：艺，才能取得满意的效果。在方案选择时，必须经过技术经济比较，选择最 化力案，进一步总结技术经验，提高高喷防渗墙的可靠性和经济性并指导今后 的病险：l 坝加阎工程是必要的。 1 2 本文研究的目的和意义 我大部分地区，为了兴利除灾，兴建了大中小型水库近8 万座1 ，在防 _ ：j i 、淞溉、发l i _ ：! 等方埘发挥了巨大的作用，取得了显著的经济效益，另一方面， j ：j j j 止的顾堋，= _ i f ：受当时投术经济条件的限制，大多数工程标准低，质量差， 洲川1 人学t 程倾l 学位论文 l j 仆北成后运行锊圳、制度l l z l 、= 完善，已建的二l 轭坝存在着不同程度的渗流 舭坏、卅坡、裂缝、地j 芝澉化等n d 题，而j i j 现了曲：多病险水库，使工程不能 允分发挥效懿，甚垒发生溃坝，给人民生命划产带来，重的损失和灾害。目前， 个水利系统约订一类病险水库3 j 余胯，约正i 水硒：总数的3 6 。其中，大型 炳险水库1 4 3 胁，l i 人型水胙的4 2 ；t l t 型病险水库，约1 1 0 0 多座，占中型 水j 1 i 的4 0 ：小j 弘水阼约2 9 0 0 0 座，l i i 小型水阼的3 6 ”“。火量炳险水库的 仃和，危i 极人，爆怏刈y l 险二上：程除险j j lj 吲，消除病险，充分发挥工程效益， 使l ：羁! t 1 1 i 设汁标准卜安全运行，尤为必要和紧迫，因此，总结推广土石坝加固 披术，就显得非常必要。 火直 的实际工程表明，振冲法及高压喷射灌浆技术与其它传统的土石坝加 陋l 技术相比具有较大的经济和技术优势。振冲法是以复合地基形式处理地基， j b l l x 火程度发挥和充分利用天然地基的强度潜力，提高基础的抗滑稳定及抗震 液化能力。振冲法的适川范比较广泛，既能加固砂土，又能加固部分粘性土， i 1 i 殳符简单，施工方便，节约三材、降低造价。高喷灌浆防渗技术主要用于 。i ：4 i 坝丛砌防渗，刈治理软弱丛础及砂卵石基础渗漏效果极佳。它是利用射流 切割搅动作削改变原有地层结构及组成，并灌入水泥浆或复合浆形成防渗墙， 达剑】坊渗目的。它具有较好的防渗加固性能，适应地层广，施工简便、灵活、 刈施一卜场地要求刁i 高等优点。 但魁，这两, i p j i l l 凼技术的适刚范田、加固效果、作用机理尚待进一步研究。 小文钊刈云m 省下i 【坝水库病险情况，大坝振冲法及高压喷射灌浆处理方 案，施工过程，检测方法及效果进行了分析研究。国外振冲法加固地基最大深 度为2 5 m ，我刚振冲力吲地基的最大深度为1 8 m ，而下1 2 1 坝水库大坝振冲的最 火深度达2 4 8m ，该技术的成功应用，对病险水库大坝处理有一定的借鉴作用。 ：i 喷防渗端应j | h 二坝体防渗的实例很少，在云南省内足首次，通过下口坝水库 的心川，进步扩人了商l | i ：! 技术的使用范围，尤其是对水库大坝坝体及大坝基 础的防渗处理典柏j l 洲的n u 娥。卜1 二】坝水库火坝采用振冲法及高压喷射灌浆技 术处j _ l | ! 历效粜姓著，充分泌i j 了，蔫胍喷射潍浆及振冲加固技术在病险水库处理 一f i 值衔推j 1 和运川。 叫j 1 1 人学t 程坝i 。学位论文 2 振冲法及高压喷射灌浆技术 2 1 振冲法 2 1 1 振冲法分类及在工程中的应用情况 振p i 法( v i b r o c o m p a c t i o n ) 分为振冲簧换法和振冲密实法两类d 3 。振冲置换 法通川于处理刁i 排水抗剪强度不小于2 0 k p a 的粘性土、粉土、饱和黄土和人工 填一i ：等地丛；振冲密实法适用于处理砂土和粉土等地基，不加填料的振冲密实 法仪通j l j 于处理粘粒含量小于1 0 的粗砂、中砂地基。 振冲簧换法( v i b r o r e p l a c e m e n t ) ：在成孔时利用压力水流将孔内的土渣带出 孔1 2 1 ，j 1 ：利用泥浆压力护孔、然后i - q 下而上逐段制桩。 撤冲密实法( v i b r o d i s p l a c e m e n t ) ：用压缩空气代替压力水，当振冲器在土层 i 贯入成孔时，孔内土体- j l ：, f , g l y 出孔口外，振冲器达到设计深度后，再自下而 l j | 逐段制桩，桩与桩之m 的土必然遭受到严重的扰动。 振扑法的适j | = i j 范围比较广泛，既能加固砂土地基，又能加固部分粘性土地 j i i 。砂i ：地出肌l 的h 的主要是摊高砂土的抗液化能力；粘性土中加固目的多 数为捉i ：n 也腆的乐找力，减少地基的沉降量或差异沉降量。工程应用上，该项 搜| = ：f h 已j ! j 于矬筑：f 程地牲加固，土石坝工程坝基加固及加固松散坝壳；用 碎干i ! 】 ：j l | 卡占性二i 二坡，提高二l 二坡的抗滑能力等方面。 2 1 2 振冲法的作用机理 2 1 2 1 振冲法加固砾石土和砂土等无粘性土的作用机理 d t i s i 原王! 【! ：就是用t 振冲器的强力振动迫使饱水的砂层发生液化，在液化状 态卜，砂颗粒重新排列，使每一个颗粒都达到一个新的更趋稳定的位置，孔隙 减小，使砂1 i 的密度得到进一步提高。 ( 1 ) 振冲液化i - l i , - j ；j s 4 n 浮振f 4 ：7 t 1 ) 九抓z 山水冲作川卜，砂l ：发牛澉- f c f f , j 条件：使土体饱和或近于饱和，从 四川i 大学工程硕士学位论文 而使土粒具备悬浮、漂沉的条件：使砂土失去强度，即每一个砂土颗粒能较 自由的运动。 砂土抗剪强度表达式：t = ( 6 一u ) t g 巾= 6 ( 卜y 。) t g 巾 式中：t 为砂土抗剪强度；6 为正应力；u 为超静孔隙水压力；巾为砂土 的内摩擦角； y 。为土的孔隙压力系数，y 。= 兰 1 9 据上式、当u 一8 ，即y 。一1 0 ，t o 有关工程实测资料说明，振冲作用完全有可能在地基中创造u 一6 或y 。 一1 0 的应力条件，这就是振冲液化的理论依据。 通过振冲使砂土颗粒进一步互相挤紧，土体收缩变得密实。在砂土液化之 后，还需持续施加往复振动，使初始液化区土粒在往复振动应力强制作用下提 高液化度，并且不断挤紧。同时，扩大坝体、坝基的液化范围，从而提高振冲 孔周围，特别是各振冲孔之间的加密效果。 ( 2 ) 振动挤实作用 一是冲头振冲造孔时，由于冲头的跟进和射水，使孔壁受到挤压作用。二 是在振冲器造成的孔洞里充填粗骨料，并用振冲器将填入的粗骨料振实，在振 实粗骨料的过程中，孑l 壁再进一步受到挤实。 ( 3 ) 振冲的固结作用 有关研究成果表明松砂受到一固定的振冲动力作用时，如果振动的时间愈 长或者振动的次数愈多，则停振时，砂土的相对密度d 。值将愈大。如再次振动， 由于起始的d 。值增大，1 1 m b , 1 0 1 起自9 7 。= “。弦：将减小( u a 为振动引起的超静孔隙 水压力) ，见图2 1 1 1 1 ，致使该砂土液化所需的剪应力t 就相应提高，即砂土的 抗震能力得到提高。 四川i 大学工程硕士学位论文 o n 0 1 n 0 2 n 0 3 童砻| 曼1 n 振动次数l g n 图21u 。o 。一l g n 关系曲线示意豳 ( 4 ) 振冲的预震效应 嚣内癸学者大量试验表明，移波曩二牲憝，狳了与摆对鬻度等套关终，还 与其振动应变史有关，通过不排水荷载试验，对经过多次历史地震的原状土， 它毙嗣群密度熬浸壹砂捧豹抗渡纯麓力毫4 5 ，预震缝弓| 起撼渡化熊力提裹，