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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摘要根据地质勘测及对地形、地貌、土层分析,在山区水库玛纳斯旱卡子滩水库主坝段坝基卵石混合土采用高压旋喷灌浆方法进行防渗处理,彻底截断渗漏通道,解决了坝基渗漏及绕坝渗漏问题。 关键词高压喷射灌浆;坝基渗漏;设计;施工;新疆玛纳斯;旱卡子滩水库 20世纪50~70年代我国兴建了一大批水库工程,鉴于当时条件限制,不少工程对坝基防渗处理措施不足,造成较严重的坝基渗漏问题。为充分发挥工程效益,使工程在设计标准下安全运行,总结、应用和推广土石坝加固新技术就显得非常重要[1-2]。高压喷射灌
2、浆是土石坝加固中的一种新技术,具有良好的技术和经济性能,防渗效果好,应用范围广。高压喷射灌浆是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束,冲击、切割、破碎地层土体,并以水泥基质浆液充填、掺混其中,(略)墙状的凝结体,用以提高地基防渗或承载能力的施工技术[3-4]。该技术对坝体的原结构影响较小,施工较简单,工程造价相对较低,对坝基防渗加固具有较明显的技术优越性[5]。笔者结合玛纳斯县旱卡子滩水库的概况将其应用技术总结如下。 1工程概况 玛纳斯县旱卡子滩水库是座山区水库,位于玛纳斯县旱卡子滩哈萨克自治乡东南22km的低山丘陵区
3、,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
4、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
5、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,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
6、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(
7、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
8、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
