灌浆施工技术在水库大坝除险加固工程中的应用

1、    灌浆施工技术在水库大坝除险加固工程中的应用    田国辉【摘 要】大浪坝水库受工程建设时经济技术制约，水库建成后即产生坝体渗漏，加之受隆阳区2004年10·19地震的影响，大浪坝水库目前病险严重。文章根据大浪坝水库大坝存在的问题，对大浪坝水库大坝除险加固进行设计，对灌浆施工技术在大浪坝水库除险加固工程中的应用与实施进行了探讨。【关键词】水库土坝；除险加固；灌浆施工大浪坝水库总库容324万m3，其中：兴利库容264万m3，死库容6万m3，调洪库容54m3。大坝存在的问题有：（1）坝体施工质量差，渗漏严重，右坝肩山坝结合部渗漏，下游坝坡散浸

2、面积1200m2。（2）大坝上游坝坡凹凸不平，风浪淘蚀严重，下游坡没有设置岸坡排水沟，雨水沿坝面冲刷。1.大浪坝水库大坝除险加固设计大坝为均质土坝，坝高26m，坝顶高程2034.00m，坝顶宽5.0m，坝顶长127m，坝顶设宽4.4m，厚0.2m的泥结石路面，两侧设宽0.3m浆砌路阶石。大坝上游坡比为1：3.25，采取预制块护坡；下游坝坡为二级坡变，自上而下坡比分别为1：2.50、1：3.0，坝坡采用网格植草护坡，戗台宽2.0m，设0.3×0.3m排水沟；坝脚设排水棱体，棱体高2.50m，顶宽1.5m，外坡比为1：1.5，内坡比为1：1.0，设0.5×0.65m集水沟及0.

3、5×0.65m尾水沟；坝坡两岸修建排水沟，梯形断面，顶宽0.6m，底宽0.3m，深0.3m，m7.5浆砌石衬砌。大坝坝体、坝肩及坝基采取帷幕灌浆，防渗帷幕轴线为直线布置，孔距为1.5m，共布97个灌浆孔，10个检查孔。坝土段采用水泥粘土混合浆型，坝土灌浆配合比为1：3，坝土单耗量按400kg/m，基岩为纯水泥浆注，基岩段单耗量按250kg/m。施灌方法坝土、坝基段均采用自上而下，防渗帷幕总进尺2168.35m。2.水库土坝加固灌浆施工技术大坝防渗采用帷幕灌浆，单排布孔，回转式150型地质钻机进行钻孔，由hj-200型灰浆搅拌机制浆，卧式双缸灌浆泵进行灌浆，分序钻灌，自上而下分段灌注。

4、技术要求：2.1钻孔采用回转式钻机和金刚石或硬质合金钻头钻进。灌浆孔终孔孔径不得小于75mm。帷幕灌浆基岩段可采用清水循环式钻进，坝土段应采用干钻或滴水钻进。帷幕灌浆孔应进行孔斜测量。孔底的偏差不得大于下表的规定：帷幕灌浆孔孔底允许偏差表坝土段原则上不做灌前、后压（注）水试验；基岩段各灌序孔均要求做灌前单点法简易压水试验，以利于成果分析。原孔压水检查，仅限于灌段钻进、灌浆过程特殊、反常或存非议的孔段，一般正常情况下要求做灌后压水检查。2.3制浆基岩灌浆采用纯水泥浆液灌注，土坝坝体灌浆采用水泥粘土混合浆液（配合比1：3）灌注。应采用专用机械制浆。水泥粘土混合浆液制作，首先用湿法制粘土浆，用合格的

5、土料加水通过机械搅拌过滤后制成粘土原浆。以过滤筛清除大颗粒和杂物，过滤筛规格要求为不少于16-25孔/cm2；纯水泥浆液过滤筛规格要求不少于25孔/cm2，灌浆时要求有不同规格的备用筛。浆灌各项指标按设计要求控制。灌浆过程中对纯水泥浆液、粘土原浆和水泥粘土混合浆液的密度，要求在每个浓度级应定时测定并记录。土坝坝体帷幕或灌浆土料和浆液物理力学性能要求见下表。坝土段灌浆土料选择及浆液物理力学性能表对灌浆土料应取样进行土料选择项目及浆液物理力学性能分析。2.4灌浆灌浆前应充分作好准备工作，包括灌浆材料、足够的施工人员和设备等就绪，粘土原浆要求经过两次过滤贮后存浆池待用。基岩灌浆采用自上而下分段灌浆法

6、，灌浆方式优先采用循环式灌浆；要求射浆管距孔底50cm左右。灌浆段长可56m左右，特殊情况可适当缩短或延长。灌前必须进行灌前作简易压（注）水试验，对灌前透水率q<50lu的各灌浆段灌浆结束后一般可不待凝；如灌前透水率q>50lu或单位注入量c>500kg/m的灌浆段，灌浆后应待凝24h以上，并要求作一次复灌后，即可结束该段的灌浆工作。坝土段采用自上而下分段灌浆法，段长可56m，为了加大灌浆盖重，使坝面不过早产生裂缝，可采用先灌坝土第二段、第三段底部段，最后才灌第一段的办法。根据土坝坝体灌浆规范土坝坝体灌浆技术规范sd266-88第4.5.5条的要求，以及该坝体渗漏严重（中等强

7、透水层）等情况，帷幕式灌浆采用“少灌多复”的灌浆方式进行灌浆，一般情况复灌一次，结合带复灌两次。基岩段封孔应采用“分段灌浆封孔法”，自下而上分段纯压式封孔，分段长度10m20m，使用浆液水灰比0.5：1，灌浆压力为相应深度的最大灌浆压力，持续时间一般为30min，孔口段为1h，坝土段封孔可优先采用粘土球分层回填捣实为宜。2.5特殊情况处理帷幕灌浆孔的终孔段，其透水率q>50lu或其单位注灰量大于800kg/m时，钻孔宜继续加深。基岩段灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，应采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇、待凝等方法进行处理。坝土段灌浆出现坝顶，坝坡冒浆，应立即停灌，挖开冒浆出口，

8、用粘土料回填夯实，采用低压、浓浆、限流、间停等方法处理。灌浆过程中发生串浆时，应塞住串浆孔继续灌注，待灌浆结束后，再对被串浆孔进行扫孔、冲洗，而后继续钻进或灌浆。灌浆必须连续进行，若因故中断，应按“灌规”要求及时处理好后再恢复灌浆。基岩灌浆段注入量大而难以结束时，可采用低压、浓度、限流、限量和间歇灌浆等措施处理。2.6灌浆观察目的和要求。为保证土坝坝体灌浆质量和坝体安全，检验灌浆效果，在灌浆期间应进行观察。灌浆观察项目有：坝体变形、坝面裂缝、冒浆和灌浆压力等。灌浆过程中，应有专人负责观测工作，全面控制灌浆质量，及时发现问题和解决问题。灌浆观测可利用已有观测设备或增设临时观测设备。坝体变形观察。

9、灌浆前应在坝顶两侧及上、下游坡布设沉陷位移桩，因上游坝坡正在施工，无法布设；故只在下游坝坡布设两排临时性（木桩）沉陷位移桩。平行坝轴线方向每隔20m左右设观测桩，首先在灌浆前观测1次，灌浆期间应定期进行水平位移观测。灌浆压力和灌浆量观测。在灌浆过程中，应有专人定时观测孔口压力表变化，记录瞬时最大压力值，应每隔5min观测记录1次，以合理控制灌浆压力。每孔每次灌浆量应准确记录，每次灌浆量不得超过设计允许值。裂缝和冒浆观测。裂缝观测内容：裂缝位置、宽度、长度、走向、深度、错距等。每天观测12次或按裂缝的发展随时观测记录。冒浆应有专人观测，如发现冒浆应及时处理，记录描述。裂缝和冒浆均应绘制在平面图上。2.7质量检查3.结束语为了确保中小型水库土坝的安全，有效发挥