灌浆技术在病险水库除险加固中的运用

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1、灌浆技术在病险水库除险加固中的运用摘要：通过对病险水库成因分析，提出切合实际的除险加固技术方案。　　关键词：灌浆技术病险水库运用宁夏固原　　　　固原市位于宁夏自治区的南部，辖4县1区，总面积11293km2，占自治区面积的21.8%；总人口148.68万人，人口密度132人/km2。截止2008年底，建有中、小型水库148座，水保骨干坝、塘坝、淤地坝341座，总库容7.06亿m3。经过近年病险水库除险加固工程的实施，我们对不同立地条件病险水库进行成因分析，提出了一些水库除险加固技术方案，供参考。　　1泾源县西峡水库　　1.1工程概况　　西峡水库位于泾河

2、支流香水河泾源县城以西5km处。属小（一）型水库，水库建于1960年，控制流域面积43.9km2。粘土心墙土坝，最大坝高24m。水库自建成蓄水以来，左右坝肩及坝基多处出现渗漏，优以坝体中部河床段下游坝坡处最为严重。1976年加坝一次高度5.0m，最大坝高29m，设计总库容140万m3；1991年在左坝肩又增建溢洪道，但由于种种原因，两次扩建均未对坝体渗漏做相应的处理。随着坝体的加高，水库蓄水量的增加，坝体下游渗漏日趋严重，危及大坝安全。　　西峡水库是泾源县一座综合性水利工程，集发电、防洪、灌溉及城市居民生活、生产用水于一身。建有坝后式水电站一座，总装机

3、460k3，所以对大坝的防渗加固处理十分紧迫。　　1.2工程防渗加固处理方案设计　　1.2.1处理方案　　根据地质勘探及现场实际渗漏出水点情况综合分析认为坝体下游中部即河床坝段的渗漏主要是坝基处1.9m厚的角砾层未被清除，坝基粘土心墙未与基岩连接，形成为主要的透水层，由于坝体太高，设计决定先对坝基段透水层采用水泥浆灌浆方法进行防渗处理。　　2.2.2主要参数　　①灌浆范围　　在上游坝坡角高程2052m，沿平行坝轴线方向布置灌浆孔，帷幕轴线长277m，布置一排孔，分两序施工。一序孔孔距3，0m，二序孔孔距1.5m，钻孔孔深30-32m。　　②防渗标准　　

4、注水试验渗透系数k<1.0×10-5cm/s。　　③钻孔方法　　选择2台GJ-150S型工程钻机，钻进时遇个别塌孔情况则跟进扩壁套管。钻孔孔距由稀到密分序进行，孔径ф110mm，孔斜〈1%，钻机处需修工作平台，且孔口要加护壁套管保护，以防孔内进水。　　④灌浆材料采用水泥浆　　水泥为普通硅酸盐水泥425#水泥。浆液要求流动性好，便于灌入缝隙中；析水性好，便于较快固结排水；收缩性好，能更好地与土体结合。　　浆液水灰比分三个等级，分别为2：1，1：1及0.8:1。相应的浆液比重在1.2-1.6之间。　　⑤灌浆压力　　灌浆压力系指注浆管上端孔口的压力值。灌浆之

5、前，可先进行灌浆试验，在选定的帷幕轴线上按设计布孔方式进行布孔，可先选择3-5个孔做为试验孔然后根据吸浆情况以及地表的观察，视有无冒浆或抬动变形情况再作压力调整。　　按灌浆试验结果，灌浆压力即要保证灌浆效果，又要确保坝体安全，试验选用0.2-0.45Mpa之内，孔深20m以内，压力选择0.2-0.3Mpa，孔深20m以上时，压力选择0.3-0.45Mpa。灌浆限制的最大压力是影响坝体安全和灌浆效果的最大因素，如果控制得好，对于坝基和坝体的压密和回弹、浆体的压密、保证防渗帷幕的形成等都能收到很好的效果。灌浆压力的大小与坝体的质量、灌浆部位、浆液浓度以及泵

6、量的大小等有关，密度试验时要控制好浆液密度及在不同部位单位时间耗浆量，并认真记录整个试验过程中的压力变化，试验结束后绘制不同部位浆液密度与压力变化曲线ρ—p图，不同时间与压力变化曲线T—P图，然后再在3个孔中间插入1-2个孔做注水实验，可以取试块测帷幕墙体的厚度，也可以通过计算出渗透系数k，如果k≤1×10-5cm/s，则证明试验结果满足设计要求，试验参数合适，最终确定灌浆压力0.2-0.45Mpa。　　⑥灌浆方法　　灌浆时分两序进行，按由稀到密的分序原则，即先灌一序孔，后灌二序孔，浆液由稀至浓，逐级进行，灌浆压力由小到大，少灌多复。　　灌浆间隔时间：

7、一、二序孔灌浆最小间隔时间不小于5天。每孔需进行5-8次复灌，复灌间隔时间应不小于3天。　　⑦终孔、封孔与停灌标准　　该坝为当地角砾、碎石及粘土经人工碾压而成，基岩面高差不一，试验钻孔深度至坝基入强风化泥灰岩以下1.0m，即可终孔；钻孔结束后进行自下而上分段全孔灌浆，灌浆区段5-8m，最后一段灌浆结束后，改用稠浆进行复灌，待水泥浆初凝后即可封孔，孔口厚0.8m，采用水泥砂浆封口。　　在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时继续灌注60分钟，可以结束一次灌浆。　　1.3灌浆施工中特殊情况处理　　①如灌浆过程中，发现冒浆、漏浆等，应根据具体情况，采用

8、嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇性灌浆等方法进行处理。　　②发现有串浆孔时，先封闭