劈裂灌浆技术在心墙坝加固中的应用及其效果评价分析

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1、劈裂灌浆技术在心墙坝加固中的应用及其效果评价分析宋光明（新疆水利水电勘测设计研究院勘测总队）摘要：劈裂灌浆技术作为我国新研制出的土石坝加固技术，在心墙坝加固除险工作中取得了非常优秀的成果，自20世纪以来，为我国创造了良好的经济效益与社会效益。虽然劈裂灌浆技术不断在心墙坝施工中得到应用，但是实际使用时间较短，所以对其理论与技术的研究并不深入,仍需我们不断进行改善与优化。关键词：劈裂灌浆；心墙坝；加固除险我国水库建设规模巨大，现有水库接近十万座，水库数量位居全球第一。土石坝具有施工工艺简单、地质要求较低、取材便利等优点，在我国中小水库

2、属于常见的坝型结构，约占我国水库大坝数量的90%左右。由于当年水库施工技术不高，而且经济水平较差，所以水库设计水平与现代水库设计要求存在较大差别,在长时间使用的过程中，水库病险问题不断出现。一、土石坝加固应用问题在土石坝之中，常用的防渗技术包括垂直与水平两种防渗方法，在防渗措施上比较有效的方法为延长渗径，将滲透坡降控制在标准坡降范围内，保证土石坝的稳定性，配合上有效的排水措施，即可将滲透到土石坝内的水流排出，使下游坝基水头得以下降。水平防渗方法需要在上游修剪铺盖，垂直防渗方法则使用防渗墙与合成材料进行铺设。水平防滲技术在水库建设阶

3、段开始应用，如果在蓄水阶段实施，增设难度将有大幅度增讼。在大坝蓄水后，其中存在的问题就会导致坝体泄漏，所以，在实践的过程中，应尽量使用垂直防渗作为主要施工基础，垂直防渗技术方法较多，通过坝体内设置低渗透防渗墙，使坝体防渗能力得到加强。早在1998年我国就己经提岀了15种坝体加固技术，根据工程实际施工要求，可以分为多种施工方式。我国防滲加固方法较多，各种坝体均有可以选择的加固措施，但是方法过多导致技术选择难度也有所上升，使我国土石坝加固技术使用上存在一些问题。其一是随意使用，有一些技术在加固土石坝上的效果较好，所以在很多土石坝加固中

4、均有使用，但是不同土石坝适用的技术并不相同，如果在情况不适合的吋候使用这些方法，不仅无法实现有效的加固作用，还会浪费大量维护资金，这种情况在技术落后区域十分常见。其二是不敢使用新技术，由于我国土石坝加固技术的发展速度较快，所以经常出现一些新型加固技术，尤苏是自创技术的发展，加固技术应用的范围也随之不断增长。但是在实际应用的过程中，仍然会受到传统观念的影响，从而没冇选择最适合的新型技术，而是仍然使用以往的落后技术，导致维护资金浪费，无法满足土石坝加固的要求。二、劈裂灌浆技术应用效果劈裂式灌浆技术的应用原理主要是通过对坝体进行浆液灌注

5、，使浆液对坝体产生劈裂挤应力，进而产生一些裂缝，使浆液充分布满整个坝体，通过浆液的固结使坝体沿轴线方向形成一道或数道粘土帷幕，继而达到防滲加固的效果。（一）调整坝体应力劈裂灌浆技术主要处理心墙坝裂缝、孔隙等隐患问题，这种问题出现的原因主要因为坝体土层发生变形，随着能量的不断积累，最终导致坝体出现渗漏。为了解决这种问题，就需要释放坝体中积累的应力，使原冇不平衡的坝体应力彻底消失，重构坝体的应力平衡状态，降低局部土层应力水平,使心墙坝维持安全性与稳定性。劈裂灌浆技术主要使用压力泥浆作为施工材料，通过压力泥浆与适合的孔洞，可以让坝体在劈

6、开后维持正常的使用效果，灌入泥浆后，坝体局部土层的应力得到有效提升，使心墙坝稳定性得到提升。（二）垂直防渗帷幕使用劈裂灌浆技术，可以在心墙坝中形成垂直防渗帷幕，并II填充坝体内的裂缝、孔隙。在压力泥浆劈开坝体后，可以形成灌浆通道，通道可以将坝体内存在的隐患相互连接，并且导入更多泥浆，实现填充坝体、消除隐患的效果，并且还可形成一道防渗帷幕。该技术的充填与劈裂同吋进行，在灌浆的过程中直接劈裂，可以达到缝开浆满的效果。主浆脉在浇筑完成后，渗透系数可以达到10-7-10-8cm/s,而且劈裂灌浆可以挤压原有坝体内的裂缝与洞穴，使其彻底被填

7、充，也加强了心墙坝的坝体密度，通过浆脉与坝体共同强化的，使心墙坝防渗效果得到冇效提升，也解决了坝体存在的渗漏问题。（三）互压作用在劈裂灌浆过程中，必须尽量降低灌浆劈裂次数，而是在同一灌孔进行多次复灌，复灌次数应大于5次，该过程也是提高灌浆效果的核心方法。劈裂灌浆过程中，就是通过灌-停-灌进行加固，在灌浆压力不断调整的过程中，坝体也会出现劈裂与回弹变化。在灌浆压力升高吋，坝体被灌浆冲裂，之后大量浆液灌入裂缝与孔隙之中，完成坝体填充。在压力降低吋，坝体回弹上升，使浆液快速固结，提高坝体的防渗效果。这种方法正是劈裂灌浆的施工方法，也是施

8、工的重点与难点，是保证坝体灌浆效果的基础。在灌浆过程中，无需劈开坝体或小范围劈开坝体，并且灌入大量泥浆，通过坝体冋弹使泥浆固结，则是劈裂灌浆的核心设计内容。三、心墙坝加固效果评价劈裂灌浆技术使用轴线布孔方式，通过压力泥浆劈开坝体，坝体劈开范围处于可