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1、高压喷射灌浆处理坝基渗漏技术在玛纳斯县旱卡子滩水库中的应用论文.freel的低山丘陵区,地理坐标北纬43°57′50″,东经86°13′21″。工程于1995年5月动工,1997年8月建成,2008年9月进行除险加固,水库枢纽由大坝和放水涵洞组成。坝高20.1m,坝长267.7m,水库的总库容为110.69万m3,水库控制灌溉面积1333.3hm2。水库属于Ⅳ等小(1)型工程,主要建筑物4级,次要建筑物5级。1.1地形地貌旱卡子滩水库在大的地貌上位于西天山北麓准噶尔盆地南缘凹陷区的前山丘陵地带,地
2、势东南高,向西北方向递降倾斜,受构造运动的影响,区内形成几排平行排列的前山背斜构造,前山带隆起抬升,由于中新生代地层主要为泥岩、砂岩等,在外动力地质作用的侵蚀下,形成低山丘陵地貌,地貌上表现为馒头山体或梁状地形与洼地相间地形,库区地形高程1336~1372m,相对高度50~70m,地表均为厚层黄土覆盖,地形起伏,沟梁相间,地形切割较微弱,常常呈“U”形沟谷,冲沟切割不深,总地势较为平缓。1.2地层岩性坝址区出露地层主要为第三系上新统独山子组(N2d)红色或草绿色泥岩,薄层状,有时夹有浅灰色、棕黄色
3、泥质砂岩,泥岩表面往往风化呈粉末状,强风化带厚度一般为1.0~1.5m,新鲜岩石较完整,岩层产状为110°NE∠52°,上覆第四系风积黄土和冰水沉积层,覆盖层厚度7~17m。水库左岸存在1条近南北走向的洼地,洼地底部高程1338～1354m。左岸基岩出露高程自左坝肩向上游库岸缓慢抬升,一般为1340～1356m,低于水库设计正常蓄水位高程。基岩上部大多被黄土所覆盖,黄土厚度一般为6～15m,根据对黄土层进行的物理力学性质分析,黄土层属于中至高压缩、强湿陷性土,遇水浸泡后将可能产生绕坝渗漏而导致溃坝
4、,需要对黄土层进行加固处理。尤其是自左坝肩起算、沿岸坡向上游长约100m,在泥岩和黄土层之间存在碎石土层,层厚0.6～4.5m,属中至强透水,在水库正常运行后,将可能发生邻谷渗漏问题。有关专家根据地质勘测资料,通过对土质、岩层以及水库运行期间的情况等各方面的分析,并经过计算多方论证,建议该水库坝基采用高压喷射灌浆处理。2高压喷射灌浆设计(1)处理范围。根据地质勘探,水库坝基泥岩与黄土层之间存在有卵石混合土,因此对全坝段的坝基进行坝基高压喷射灌浆处理,防渗墙深入基岩0.5m。(2)墙体结构形式。高压
5、旋喷灌浆成圆柱桩连接成防渗墙结构形式。(3)浆液材料选择。该工程以防渗为主要目的,采用普通硅酸盐水泥,强度等级R32.5。水灰比(重量比)为1∶1,水泥浆液中掺入20%～30%的膨润土(占水泥重量的百分比),增加墙体防渗性能。水泥浆液比重约1.6。(4)钻孔孔距。采用单排布孔,钻孔孔距0.8m。(5)主要技术指标。施工分为2序,先进行Ⅰ序孔的施工,再进行Ⅱ序孔的施工,每序孔间隔时间不少于14d。浆液压力30MPa,水量60L/min,喷嘴直径2mm;气泵气压0.7MPa,气量2m3/min,喷嘴直
6、径2mm;喷射管提升速度10～30cm/min,摆动速度10～20r/min。桩体渗透系数小于10-6cm/s,桩身有效直径不小于1.0m,最小搭接宽度20cm,抗压强度R28≥5MPa。(6)高压旋喷灌浆质量控制自动检测台。与各项施工设备分路连接,其参数指标包括气、浆2种介质的压力、流量、浆液比重、提升速度、水泥、土料量等,均可在施工过程中直接显示,并连续记录。3高喷灌浆施工为确保高压喷射灌浆的施工质量,必须根据不同的地质情况,确定合理的高压喷射灌浆施工参数,针对性地采用不同的施工工艺,以确保工
7、程的施工质量。在满足设计技术要求的前提下应先进行地质复核勘察,指定高喷灌浆的试验方案,通过施工试验,最终确定相关的施工参数。在正式施工前,首先在现场进行高喷灌浆试验,查明固结体的防渗性和强度,验证设计的可靠度和安全度。高压喷射灌浆试验28d龄期后在桩身上进行钻孔取样,进行物理力学及渗透性试验;其次人工挖探坑进行桩体直径、搭接厚度及固结程度检查。根据试验结果,选择最优施工参数,确定喷射管提升速度和旋转速度。3.1施工工艺一般工艺程序如下:布孔→钻孔→下喷射装置→制浆→喷射→旋转→提升→成桩→冲洗。(
8、1)布孔。采用经纬仪按设计孔位进行放线。(2)钻机就位。将钻机安置在设计的孔位上,使钻杆头对准孔位中心。然后作水平校正,使钻杆轴线垂直对准钻孔中心。(3)钻孔。采用地质钻机施工,钻孔要深入基岩1.0m。在第Ⅰ序孔的钻孔中,应对地层分界线及特性进一步进行核实确认,做好记录,以备Ⅱ序孔参考。(4)插管。将注浆管插入地层预定的深度,为防止泥沙堵塞喷嘴,可边射水、边插管,水压力一般不超过1MPa。(5)喷射作业。当喷嘴插入预定深度后,由下而上进行喷射作业,必须时刻注意检查浆液的初凝时间、注
