劈裂灌浆技术在托卡依水库的应用

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1、劈裂灌浆技术在托卡依水库的应用-农田水利劈裂灌浆技术在托卡依水库的应用-农田水利劈裂灌浆技术在托卡依水库的应用-农田水利一、工程概况　　托卡依水库位于阿图什市已东18KM处，地理坐标位置在北纬39°45＇，东经76°15＇，东邻格达良乡和红旗农场，北邻七盘水库。水库坐洪在布谷孜河中下游，上游离30KM处有阿湖水库，下游80KM处有西克尔水库。　　水库原设计于是1968年开始修建，1970年完工挡水运行，由于当时各方面条件很差，施工难度也较大，因此建成的大坝质量未达到规范标准，建成后渗水很严重。经上级部门检查定为病险水库，在水库运行过程中当地政府对水库有关问题十分重视。于是1974年坝体再次加

2、高到1238.7米，1987年至1998年坝体加高到现坝顶高程1239.3米，上游主坝段原用了抛石护坡，虽然以上措施对波浪起到一些作用，效果良好，但无法从根本上解决坝体存在的问题。　　为查明坝体内部质量，1997年6月新疆水利水电科学研究院对托卡依水库进行了勘探，在原坝体上开挖探坑33个，坝后冲刷段钻探孔隙127个，在现场测试了自然回水量94组，自然密谋97组，室内物理力学性实验122组，物探电测点缀179个，力学分析10组。1998年3月基本完成了对托卡依水库除险加固扩建工程的初步设计，1999年5月完成了技术设计。受托卡依水库除险加固扩建工程指挥部的委托，由江西地质工程勘察院与我院（克州

3、水电勘测设计院）联合对水库主坝北闸0+000—1+950，南闸0+010—0+100，0+750—6+950坝程采用劈裂灌浆技术进行处理。以下简述劈裂灌浆技术的设计和施工方法：　　二、灌浆设计　　按劈裂式灌浆的要求进行设计：　　（1）孔位布置　　沿坝轴线不分序单排不孔，北闸0+010—1+950，南闸0+010—0+110程孔距4米孔深6米，后在对坝体北闸0+230—0+750程进行坝高实地测量后，决定北闸0+550—0+630程孔深为7米，南闸0+750—0+950程孔距5米孔深为10米，共设计350个钻孔。　　（2）造孔　　为了移动方面，采用DJ—100A型地质钻机造孔，要求开孔径75毫

4、米。　　（3）灌浆压力　　用灌浆孔口压力控制，以不超过0.1MP为限。　　（4）土料选择　　参照水利电力部1988年颁发为“土坝裂缝处理试行技术规范”对土料的规定：一般塑性指数为（8—10）%，粘粒含量（20—30）%，粉粒含量（30—50）%，含砂量（10—30）%，有机物含量〈2%，可容含量〈8%的要求，通过颗分实验，取料场选定为原工地。　　三、灌浆施工　　（一）灌浆方法　　采用孔底注浆，全孔灌注，不分布少灌多复，纯压式灌浆法。此方法操作简单可节省管材，阻塞，封孔容易等优点。同时在整个灌浆过程中，因泥浆在孔内处于半循环状态，避免泥浆中的砂粒集中沉淀在孔底，有益于防渗，克服了孔口注浆的缺点

5、。　　（二）泥浆容重的控制　　由于在造孔过程中钻杆与孔壁互相挤压而使得孔壁较密实，灌浆时不易裂缝，为了打开浆路在泥浆的稠度掌握上每孔在开始灌0.5—1小时，采用容重为（1.37—1.40）g/cm3，随后增大泥浆容重为（1.37—1.40）g/cm3，在灌第二序孔时，开始灌半小时稀浆后在灌稠浆，比一开始就灌稠浆的吃浆量有明显的增加。灌浆后期宜采用浓度较大的浆，一般采用（1.45—1.65）g/cm3之间的浆。　　（三）灌浆压力的掌握　　恰当地确定和掌握灌浆压力是深孔灌浆质量的关键，采用偏大的灌浆压力可能对坝体规定不利，但如果灌浆压力偏小则将降低灌浆，达不到后期的目的.托卡依水库在施工过程中将

6、孔口压力挖前在0.1MPA，裂压力挖前在0.15MPA，但在初灌对大部分孔不起压，分析其主要原因可能是坝体质量较差，内部纵向前后裂缝，或着主应力小，泥浆自重足以将坝体裂缝。　　（4）浆设备（5）及操作工艺　　1．造孔，采用DJ100A型地质钻机，具有移动方面、操作灵活、功效高等优点。为保持机台平稳，一定用垫木支撑牢固。　　2．制浆，采用WJG80型搅拌机.该机搅拌、筛浆和储浆三个大件组成一体，可以连续搅拌和出浆。　　3．灌浆，采用HB80/10型灌浆泵，由75千瓦电机带动，单缸作业，标准排浆量80升/分，用1.5寸铁管作注浆管，管底不易堵塞，注浆此较顺利。　　4．冒浆处理，在灌浆接近高峰时，

7、曾出现七处冒浆，形成在坝坡和坎肩明坝原位处，冒浆的原因主要是坝作质量较差，存在绝除和孔间现象。冒浆的处理办法采用灌—停—灌的办法进行处理，或者冒浆处开挖用炻土回天密实。　　（6）原形观测　　为掌握在灌浆过程中及灌浆后坝体位移和渗流的变化确保在灌浆期间坝体的安全，在大坝北闸0+650—0+850、1+100—1+300处，南闸0+800—0+900三个坝质的坝前及坝后设置观测桩，孔距15米。待凝期间对坝体的水年