劈裂灌浆技能在土坝加固的使用

  摘要：文章论述了劈裂灌浆加固土坝工艺的机理，结合洪流桥水库工程实例，对存在的问题进行了剖析。以供参阅。

  土坝是将当地所能采掘到的粘土作为首要坝料，按最经济的准则分区填筑，使其构成安稳而能挡水的全体构筑物。土坝一般以粘土作为不透水的心墙，外层多用石块筑成坝壳。一切坝料均须用恰当的机械压实到各自规则的密实度。坝体的损坏方式首要有管涌、流土浸透及滑坡等。为改进坝体的浸透安稳性和变形安稳性，须要对坝体建行加固处理，才干消除危险，进步坝体的安全度。用于加固土坝有用且经济的技能之一便是土坝劈裂灌浆加固技能。本文就该项技能的工艺机理作了评论，并对在实践中存在的几点问题进行了评论。

  土坝坝体劈裂灌浆，是使用坝体小主应力的散布规则和水力劈裂原理，沿坝轴线布孔，以灌注粘土浆的压力有操控性的将坝体劈开，并灌入浆液，经过浆坝互压和因为浆液析水引起坝体土的湿陷固结效果，使之构成竖直的浆脉充填于裂缝、窟窿等危险处并得以揉捏密实。并且，浆脉厚度随坝体质量的好坏和内部应力的散布自行调整，使应力再分配，然后改进了坝体内部的应力状况，有用地改

  规划前，应根据危险地点部位、严峻程度、坝型、坝体质量、填筑土的性质等，首要清晰灌浆意图，即帷幕防渗灌浆仍是补强灌浆。根据不同的使用意图选不一样规划参数。这篇文章着重于防渗灌浆，下面仅就防渗帷幕方面予以叙说。

  （2）灌浆帷幕厚度：在实践使用中，较多用的办法是按浸透要求规划帷幕厚度。关于一般中、小型水库可根据土坝土质、碾压质量、危险性质和坝高级状况，凭经历确认帷幕厚度。正常的状况下，关于疏松坝体（重粉质壤土干密度小于1.5g/cm3），浆体厚度宜把握在30cm左右；质量好的坝（土的干密度在1.6g/cm3以上），浆体厚度可把握在20cm 左右；关于有特别防渗要求的应专门核算帷幕厚度并进行浸透损坏验算；

  （3）浆液挑选：关于土坝劈裂灌浆一般都会选用粘土浆液，泥浆密度根据实在的状况确认；

  （4）灌浆期坝体安稳验算，经过对坝体的安稳性进行验算，来猜测灌浆期坝体的安全性，为灌浆压力及帷幕厚度的规划供给根据。

  （1）灌浆压力（孔口压力表读数）以“内劈外不劈”为准则，一般坝体灌浆压力可按50-300kPa操控；

  （2）灌浆办法一般先稀后浓，即开端灌稀浆，待坝体劈开后再换用浓浆。泥浆密度控在1.2-1.6g/cm3之间，泥浆含粘（土）量20-30%，含砂量10-30%，含粉量50%.

  （3）泥浆灌入坝体内，使坝体发生紧缩和位移，坝肩位移量应操控在1-2cm范围内。坝体质差的位移量可恰当放宽，但停灌后必须有回弹量；位移比η（坝肩处横向水平位移量与该点铅直位移量之比）应小于坝坡斜度m即η

  （4）坝顶裂缝宽度应操控在1-3cm内，长度在20cm内，以每次停灌24内回弹能使裂缝闭合为宜。不能回弹闭合时应设阻浆盖；

  （5）一次灌浆量和灌浆次数应根据坝高与坝体吃浆量决议。一般宜以榜首序孔初度灌浆量为10-30m3 左右、复灌次数不少于5 次、间隔时间5天左右、每次复灌浆量10m3 左右为妥；

  （6）土坝较高、钻孔较宜选用100型钻机；钻孔浅且数量多可选用C30 锤击钻。灌浆时，如坝体吃浆量大可选用双缸泵；

  （7）灌浆完毕的规范：当浆液升至孔口，经接连3次复灌不再吃浆（灌饱）时，即可停止灌浆。

  徐闻县洪流桥水库归于中型水库，座落于县城东北2公里处，该水库土坝运转多年，且因为构筑大坝时，部分地段碾压得不行密实。大坝蓄水后，在坝体顶部上呈现了一些时断时续的裂缝。经探井查看，发现坝体深部仍有缝隙，宽的达2cm。为改进大坝的安稳性及防渗功能，决议对大坝进行劈裂灌注处理。

  （3）浆液挑选：选用重粉质壤土作浆料，泥浆密度选用 1.5-1.6g/cm3，水土比（质量比）为1:1-0.8:1.

  （4）灌浆孔安置：单排布孔，沿坝轴线）孔深：钻孔深度一般应超越危险部位以下1-2m，以笔直孔规划；

  （4）质量操控措施：孔口压力操控在规划最大答应压力内；单孔每次吃浆量不超越20m3；复灌次数在5次以上，每两次间隔时间不少于5 天，每次灌浆坝顶水平位移不超越2cm；浆液操控为先稀浆后浓浆，稠度不超出原有规划要求；

  （6）封孔：用密度大于1.7 g/cm3的稠泥浆灌满至浆面不再下降停止，最终填土夯实。

  （7）坝面处理：在有张拉裂缝的部位，用钢钎打深2-3m的浅孔进行复灌，灌饱后再整平，以防积水或雨水进入。

  在停灌9个月后，对处理的效果进行了探井查看。经查看发现，不管是灌浆孔邻近仍是在两灌浆孔中心，均构成了厚度比较均匀、竖直的接连的防渗帷幕。从浆脉散布能够精确的看出，原坝体较疏松的部位已构成了多道密布的浆脉，坝体中的裂缝均已被泥浆充填密实。经实验，笔直浆脉的浸透系数为3.9×10-7 - 2.4×10-8cm/s顺浆脉方向浸透系数为1.2×10-5 - 1.35×10-5cm/s。现场实测浆体干密度一般在1.45-1.65g/cm3，且有自上而下逐步加大的趋势。因而，可阐明该处理效果是明显的。

  因为劈裂灌浆是一种较新的大坝处理办法，在实践使用时仍是应留意现场监测。笔者就该工艺在总结前人经历的基础上，得出以下知道：

  （1）劈裂灌浆用于土坝加固、防渗是技能可行、经济合理的，且加固效果明显；

  （2）因劈裂灌浆加固土坝期间，对土坝的安稳性有较大影响，故最大规划灌浆压力不能过大，并要对坝体的安稳性进行验算后才能够进行施工；

  （3）灌浆帷幕厚度存在一个合理的厚度问题，在必定条件下，厚度超越某一数值时，其增大了的防渗才能并无多大效果，反而会较大的添加处理费用，形成经济上的糟蹋。因而帷幕厚度应取值合理。

  总的来说，劈裂灌浆处理土坝时，在计划可行的条件下，挑选合理的规划与施工操控参数可获得杰出的技能与经济效益。