劈裂灌浆在土堤防渗中的应用.doc

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1、劈裂灌浆在土堤防渗中的应用-水利施工劈裂灌浆在土堤防渗中的应用　　摘要：本文论述了劈裂灌浆的原理、布置和主要施工工艺及控制，并结合工程实例提出了一些经验和体会。　　关键词：劈裂灌浆；灌浆孔；土堤防渗　　　　1劈裂灌浆的基本要点　　土坝劈裂灌浆的基本要点是：沿土坝轴线或在轴线附近布置一二排或多排灌浆孔，穿过土坝渗漏区；按逐步加密的原则，在每个孔中逐段并进行重复多次灌浆；灌浆压力要保证能在土体中劈开一道裂缝，使灌注浆液能够进人；这道裂缝通常顺坝线方向延伸，结果使各孔造成劈裂时产生的裂缝能彼此衔接起来，形成一道由浆液填充后而凝结成的“薄墙”，在浆液被灌入的过程

2、中，将有一部分浆液进人土体孔隙中，同时，浆液会给两侧土体以压缩应力，将其挤密、压实；在灌浆停止以后，灌人的浆液在坝的回弹应力和自重应力作用下析水、固结。最后能形成一道以缝中“浆石”为主体、以渗入体和挤密带为辅助的阻水帷幕，从而达到防渗止水目的。　　2灌浆孔的布置　　为了核对或补充灌浆地区地质资料，尽可能准确地掌握地质情况，以便于有针对性地选择灌浆施工参数，应当在最深的一排孔中布置先导孔。先导孔应最先施工，采取岩芯、分段进行压水试验及分段灌浆。　　在众多的均质土坝或心墙中发生漏水，通常由两种原因造成：一是坝体在进行土料填筑时碾压质量差，没有达到要求的密度标

3、准；二是坝体的沉陷量过大（亦与碾压质量差有关），导致在坝高突变处（如两坝肩处）出现贯穿性横向裂缝（顺河流方向）。　　对只存在沿横向（顺河流方向）裂缝漏水的情况，只需针对裂缝作局部布孔、进行灌浆处理。若横向裂缝和坝体内部裂缝都存在，先行针对裂缝的局部灌浆，然后进行坝体全线的劈裂灌浆。　　针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的范围内，均匀布置类似固结灌浆那样的灌浆孔群，采用面状布孔、灌浆，充填裂隙，并减少土体的不均匀沉陷。　　全线的劈裂缝灌浆，一般只用l排孔，在坝轴线卜游1~2m处平行坝轴线布置。以往多采用孔距5~10m，最密为3~4m。也有布置2排孔的，如在增

4、城某水库采用的劈裂灌浆方案为：在坝顶设计2排孔钻孔，上、下游排沿轴线布孔，上、下游孔排距为2.0m，最大孔深22.5m，灌浆分三序次施灌，I序次孔距20m,Ⅱ序次孔距10m，最终序次孔距5m，每序次灌浆次数不少于5次，灌浆压力0.05～0.25MPa，劈裂坝顶纵缝宽度控制在30mm。根据各地的实际施工经验表明，单孔的劈裂长度少则十数米，多则数十米。为实现“泥墙”厚度均一、搭接良好，孔距不宜太大，但也不宜太小。　　孔深要穿过整个渗漏层，与不漏水层相衔接，孔向要尽量垂直，以便于各孔造成的劈缝能彼此贯通起来。　　3灌浆孔的施工　　土坝中由于大多填筑土料，因此造

5、孔比较容易，用一般的轻型钻机或其它代用设备都可。如有的地方常用“锥探”或冲击钻、螺旋钻造孔方法，用来在土坝中干法造孔十分轻便、快捷，锥探大多是采用带活锥头的Φ42mm或Φ50mm钻杆或再大一些的无缝钢管，直接垂击到孔底，然后逐步上拔灌浆，将锥头留在孔底；采用螺旋钻或冲击钻时，造孔完毕后在孔口段下设1.5~2m的套管，套管周围开挖直径0.5m，深度0.5~1.0m，然后用粘土回填夯实作为阻浆塞；采用回转钻机（如XU一100型钻机）用湿法钻进造孔的，钻至预定深度后再下入套管，在套管底部作好止浆（用缠麻、橡皮或回填粘土夯实作为阻浆塞），然后逐段上拔灌浆。采用湿

6、法造孔时，要尽量少用清水，以防造成“湿陷”、“缩孔”和使固结时间延长等。　　灌浆孔施工孔位与设计孔位的偏差值不得＞10cm，孔深应符合设计规定，实际孔位、孔深应有记录。在发现钻孔偏斜值超过设计规定时，应及时纠正或采取补救措施；深孔钻进时，应严格控制孔深20m以内的偏差；钻进过程中，如发生有掉钻、坍孔、钻速变化、涌水等异常情况时，应详细记录、分析原因，经查明处理后再行钻进；在钻进结束后，应进行钻孔冲洗，孔底沉积厚度不得超过20cm;在施工作业暂时中止时，孔口应妥加保护，防止流进污水和落入异物。　　4灌浆用土料和浆液稠度　　土坝劈裂灌浆用的土料，大多用能在当

7、地找到的具有一定粘性的轻粘土或壤土，或直接采用经粉碎、砚磨加工后的袋装粘土粉。灌浆初期很少掺用水泥，在反复灌浆后面的施工次序时，可适量掺加少量水泥，水泥采用425#以上的普通硅酸盐水泥，来加速浆液凝固和提高后期强度：但掺水泥过多，虽易在浆体中形成骨架，但不利于坝体回弹压实，且形成的浆脉密度小、质脆，不能适应坝体变形，一般以掺量15％左右适宜。如果土的粘粒含量过高不仅造浆困难，而且析水时间长，“结石”密度低，防渗性能反而不好。据以往的经验，粘粒（粒经＜0.005mm的微粒）含量占25％～35％为宜，中、细砂含量可为10％～20%，其余为粉土。土的液限（We

8、）为30％左右，塑限（Wp）为20％左右。　　采用上述土料一般不需耍特别处理，投