劈裂式灌浆技术在小型水库除险加固工程中应用

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1、劈裂式灌浆技术在小型水库除险加固工程中应用摘要：劈裂式灌浆技术由于具有投资小、见效快、设备和技术简单、操作方便等优点，在小型病险水库出险加固工程已经被广泛采用。劈裂灌浆是运用坝体应力分布的规律，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注适合的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能力，同时通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重新分布，提高坝体的变形稳定性，从而达到除险加固的效果。关键词：小型水库；劈裂式灌浆；除险加固；甸苴坝水库一、工程概述甸苴坝水库位于通海县河西镇汉邑办事处水磨村至曲陀关办事处甸苴坝村，属珠江流域南盘江水系。水库始建于1957年6月，于1959年12

2、月完工。水库最大坝高28m,坝顶长198m,控制径流面积19.24km2，总库容408万m3,属小（一）型水库。灌溉农田0.5万亩，承担下游汗邑、大回、小回、甸心、代文、解家营、石碧等村委会和新蒙乡，共有人口17264人，耕地16000多亩及通海至玉溪高等级公路和玉蒙铁路的防洪任务。因受当时施工条件所限，水库在建设过程中大坝清基不彻底，坝土回填不密实，施工碾压不均匀,坝体存在严重的坝体渗漏、坝基渗漏和绕坝渗漏。1970年1月5日，通海发生7.8级地震，造成上游坝坡滑坡，坝体出现多条裂缝，震后对滑坡部位进行了简单的人工整形处理。1995年及1997年坝体外坡再次出现多条裂缝及隆起，为避免发生滑坡

3、，对外坡进行了翻压赔厚处理。2009年2月玉溪市水利局组织专家对大坝安全评价报告进行了评审，甸苴坝水库大坝评定为三类坝。属急需进行除险加固工程，在除险加固未实施之前，必须强化工程安全监测、控制水库运行管理。为消除水库运行的安全隐患，最大限度发挥水库应有的社会效益和经济效益，必须对水库进行除险加固。二、工程病害分析及加固措施通过实地踏勘现场，分析坝体渗漏的因素主要是：一是因为大坝建设时基础处理不彻底和土料填筑质量不高。甸苴坝水库工程始建于上世纪50年代，坝体填筑主要靠人工挑、挖、夯实，施工工艺落后，技术标准较低，坝基处理时未能有效清除腐殖层及风化层，同时也没有采取必要措施。二是由于白蚁的危害，白

4、蚁活动时间长，洞穴路径深，路线复杂,危害最大。为了彻底解决大坝的渗漏问题，根据水库的工程实际，结合近年来通海在其它水库除险加固的施工经验，甸苴坝水库除险加固工程拟采用劈裂灌浆。三、灌浆设计（1）灌浆帷幕孔的布置、长度及深度确定帷幕灌浆孔拟定沿原坝轴中心线布设单排孔，孔距2m。幕长：以正常高水位与两坝肩相对隔水层顶板线交点之间长度为帷幕长度,全长202m。幕深：钻孔深度13.7m〜56.9m,幕深插入相对隔水层5mo（2）灌浆材料坝土部分采用水泥：粘土=1：4（重量比），冲洪积层（包括接触段）采用水泥：粘土=1：1混合浆，基岩段使用纯水泥浆。水泥：采用425#普通硅酸盐水泥，要求过4900孔筛余

5、量不大于5%,水泥需附出厂合格证明，过期、受潮、结块的水泥不得使用。粘土：要求塑性指数不低于17,粘粒含量（d〈0.005mm〉不低于45%,有机质含量不大于3%,含砂量小于10%。水玻璃：备用材料，耗浆量大或特殊段封堵时使用。按水泥用量的2〜3%加入。四、灌浆施工工艺采用纯压式，坝土由下至上，基岩由上至下分段灌浆法进行灌注，先施工先导孔，进行取心和压（注）水试验，摸清大坝坝体和坝下基岩的渗透情况，结合灌浆试验，得到合理的孔距、孔深、帷幕长度及压力取值，为灌浆设计提供合理依据。结束后，施工单位提供其主要成果资料，并对灌浆设计进行调整，修改及补充完善。其它孔按III个次序，逐渐加密的原则进行施工

6、。(1)钻进及冲洗要求坝土：用反循环钻进，孔内残留岩芯和沉淀不超过20cm,不允许冲洗孔。基岩：可适量送水钻进，达到设计孔深后要冲洗孔。冲孔时间不少于20分钟，直至回水变清为止。钻孔过程中要详细记录见基岩深度，孔内坍塌及漏水等现象。(1)段长及灌前压(注)水试验井口管下达深度为2-8.7m,基岩段长一般为5m,坝土段长为5〜7m。(2)灌浆前压(注)水试验I序施工的钻孔，灌浆前坝土作注水试验，基岩作压水试验，II、III序孔按孔数的50%作试验既可。注水试验水头值比坝顶抬高1.5m,压水试验压力值按灌浆压力的0.6倍使用。压水前必须严格检查管脚止水封闭效果及压水设备的安装质量。流量表等安装规格

7、应符合规范要求，使用压力应在压力表最大标值的1/3〜1/4之间，压力表在使用前必须进行灵敏性及准确性检查，指针应归零。灌浆射管必须下到距孔底0.5m处。压水采用3个压力点5个阶段。严禁用浑水作压(注)水试验。压入流量的稳定标准为：a：当流量大于5L/min,连续四次读数，其最大值与最小值之差小于最小值的10%；b、当流量小于5L/min,连续四次读数，其最大值与最小值之差小于最小值的20%；c、连