劈裂灌浆在小水库除险加固工程中的应用

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1、劈裂灌浆在小水库除险加固工程中的应用2011年第4期江苏水利劈裂灌浆在小水库除险加固工程中的应用劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥浆,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,使坝体内部应力重分布,提高坝体变形稳定性.在除险加固工程设计中,我们根据坝体的病险情况,对一些水库采取了劈裂式灌浆,达到了减轻渗漏,堵塞漏洞,加固坝体的目的,灌浆效果十分显着,并具有投资省,见效快等特点.本文以芝麻凹水库为例简述如下:1工

2、程概况芝麻凹水库位于金坛市薛埠镇赤岗村,属太湖流域,建于1957年,是一座以防洪,灌溉为主的小(2)型水库,集水面积0.41kmz,干流长度0.67km,总库容14.21万m.水库设计洪水位40.89m,校核洪水位41.30in,兴利,汛限水位40.00m.大坝属均质壤土坝,坝顶高程40.92～42.12m,坝顶宽度4.0m,土坝坝顶长度256m,最大坝高7.9m.芝麻凹水库坝基渗水比较严重,西端与山体结合部渗漏,局部散浸,集中形成个别大漏洞,出口处洞径达15cm,位置接近坝脚.隐患集中在大坝西侧60in部位内,大坝白蚁防治

3、从1992年起施药诱杀.为了解决大坝两段渗漏,2000年6月,2003年5月两次对大坝进行了灌浆,坝体局部得到增强,但西端山体结合部的漏水一直未能解决,在高水位时漏水明王卫国孙平显,流量较大.2工程病害原因分析及加固措施确定经参建各方沟通并查看现场,分析坝体渗漏的因素主要有两个:一是因为坝体地基处理不当和填筑质量不高.金坛市小水库工程均建于上世纪50～60年代,坝体施工主要靠人工挑,挖,压实,施工_[艺落后,技术标准较低,坝基处理时未能有效清除或采取必要措施.二是由于白蚁和老鼠,狗獾等动物活动,其中白蚁活动时间长,洞穴路径长

4、,路线复杂,危害最大.经过讨论,提出了增设防渗土工布和劈裂灌浆两种加固方案,一是在上游增设防渗土工布,该法施工方便,但须插入不透水土层,使大坝形成防渗封闭体,在施工开挖时发现坝基夹杂碎石土层,土工布,坝体和坝基难以形成封闭体系,因此决定采用劈裂灌浆.3灌浆设计3.1孔深和孔距确定造孔深度一般应大于隐患深度2～3m,漏水处坝基高程36.0m,确定孔深为42—36+2:8m;在孔深小于15m时,孑L距可采用5m左右,由于渗漏明显,孑L距初定为5m,在渗漏出口位置附近适当加密至2.5～3m,实际的孔深在施工初期尚需通过试验最终确定

5、.原坝体密实度一般,布孔采用双排布置.3.2泥墙设计包括泥墙厚度和设计干容重,根据规范,结合本次加固的针对性,泥墙设计厚度为5cm,干容重1.5tim.3-3最大灌浆允许压力确定系指注浆管上端孑L口压力.采用如下公式确定:AP=TH+f,一h式中:△尸一最大灌浆允许压力,kN/mz;1,一坝体土的容重,kN/m3;月一计算点以上的坝高,m;r,r一土的单轴抗拉强度,kN,m2;一浆液容重,kN/m;一全孑L灌浆时的注浆管高度,m0考虑渗流孔径较大,并有流水通过,为加速浆液凝固并提高后期强度,在灌浆时掺入10%的水泥.4灌浆施

6、工4.1库水位控制因在除险加同施工期间,芝麻凹水库水位已降至死水位,适宜灌浆处理,坝面为沥青路面,迎水坡已浇筑混凝土护坡,背水坡种植草皮,施工期间已经开挖,便于冒浆位置处理.4.2造孔将孔布置在大坝顶上靠上游坝肩附近(离坝肩一般1.0～1.2m),可有效达到防渗堵漏,消灭背水坡窖潮区,堵塞坝体内空穴,蚁道及充填不实土体.灌浆采用两排布孔,第一排孔靠近迎水坡,孔距为2.5～5.0m;第二排孑L,孔距为2.5m.第一排21孑L,第二排8孑L,共计29孑L.采用SH30型钻机的卷扬功能,吊动80kg铁锤,锤击带堵塞器的50摩擦杆(

7、压浆杆)成孔,孑L深均进入坝基土层,最深7.5■目圜霸叠目2011年第4期江苏水利m,最浅3m(老山坡),均为干法造孔,确保铅直.锤击高度1.2m,最大锤击量30em/-$(土松),最小0.3em/击(土实).摩擦杆与坝体土层紧密接触,堵塞器确保孔底注浆.造孔时做好观察及记录.4.3灌浆材料灌浆土料采取水库大坝东首近库边的土山坡土料,租用挖掘机及装载机挖取,拖拉机,卡车运输,土料经土工试验,土质较好,符合灌浆要求,适宜制作浆液.主要技术指标如下:含水量w=23%-26%,湿容量r=19.5-20.0kN/m,于重度rd=16

8、16.6kN/m,比重G=2.73,塑性指数11%～14.4%,粘性含量30%～35%,粉粒含量40%～55%,系重粉质壤土.水泥采用地方产的32.5号普通硅酸盐水泥.4.4浆液制作本次灌浆采用原镇江地区水利工程处建造的泥浆搅拌机,配套295匹柴油机,造浆量8m3/h左右.浆液通过35孔/