劈裂灌浆技术在水利工程中的应用

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1、劈裂灌浆技术在水利工程中的应用-水利施工劈裂灌浆技术是我国首创的土石坝除险加固技术,主要用于解决病险土石坝的渗流问题,自20世纪70年代开创以来,已取得了巨大的经济和社会效益。龙林水库在使用劈裂灌浆后不久，在坝顶挖槽检查劈裂灌浆的效果，被劈裂坝体粘土充填均匀密实，又经过十年运行观测，原来漏水点得到封堵，大坝下游面也没有发现新的漏水点，坝体劈裂灌浆达到了预期的效果。说明了该项技术在水利工程中应用的可行性及其良好的效果。　　1工程概况　　龙林水库位于大姚县金碧镇龙林村，属金沙江水系龙川江一级支流蜻蛉河支流。水库始

2、建于1957年，1990年扩建为小（一）型水库，是一座以农业灌溉为主兼顾防洪的小㈠型水利工程。坝址以上控制径流面积10.40km2，经复核水库总库容为108万m3，灌溉面积为2250亩，保护耕地0.25万亩。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水隧洞组成。大坝为粘土心墙坝，最大坝高25.50m，坝顶长185.00m，溢洪道布置于大坝右坝肩，输水隧洞布置于大坝左岸山体内。1993年8月竣工，当年投入运行后就发现大坝有渗透现象，下游坝坡浸湿面积达700m2。　　2渗漏原因分析及危害性　　2.1渗漏原因分析　　2.1.1

3、由于当地缺乏优质土料，建坝心墙所用的土料中局部夹有含角砾、碎石土，坝壳料采用风化砂质泥岩碴料填筑。并且，限于无大型施工机械碾压设备，土料压实不规范，施工质量差，整个坝体铺土厚薄不均，碾压遍数不均，含水量控制不严，土料碾压密实度不能达到设计要求，从而造成坝体有架空和漏水通道存在。　　坝体心墙土质不符合要求及密实度较差是造成坝体渗漏的主要原因之一。　　2.1.2坝基基础土层为碎石土，呈半胶结态，块径一般20～60cm，最大块径100cm，属中等透水层～强透水层，施工时未进行基础防渗处理，坝基基础也普遍存在分散性渗

4、漏。　　2.2危害性分析　　2.2.1坝体渗漏：库内水体透过坝身渗流而造成水量流失。同时，影响土质坝体的稳定，危害大坝安全。轻则坝体出现局部集中渗漏、管涌，严重的就会出现溃坝。　　2.2.2接触面渗漏：大坝建在中强透水土层上，违背设计原则。库水会透过坝基土体和坝基与坝体接触面渗流而造成水量流失。渗漏水严重的话，水库会失去正常蓄水功能。　　3灌浆施工　　为确保水库灌浆防渗处理以后能恢复水库正常蓄水的功能，依据设计要求，坝体土采用劈裂灌浆工艺，坝基碎石土采用水泥灌浆防渗帷幕工艺，本文介绍坝体劈裂灌浆施工部分。　　

5、3.1灌浆材料选择　　由于当地无法找到优质粘土，将海涂泥送实验室对其进行各项性能指标的测试：其容量为1.35～1.55g／cm3，粘度20～70s，稳定性0.1～0.15g／cm3，胶体率>70％，失水量10～30cm／30min，含砂量<10％。粘土各物理力学指标基本符合规范的要求。　　3.2劈裂灌浆工艺流程　　　　3.3钻孔　　本工程劈裂灌浆范围为桩号0+003～0+196m，共计193.0m，孔距为2.0m，共布孔98个，要求分二序施工，先完成I序孔后，才能对Ⅱ序孔进行施工，灌浆深度以钻穿坝身控制。　　

6、3.3.1放样布孔　　按设计图纸对各序灌浆孔进行精确孔位放样，并分别做出明显标记。单号为I序孔，双号为Ⅱ序孔。　　3.3.2钻机就位　　根据放好的孔位，摆稳钻机，校正平台及立轴，确保平台水平，立轴竖直。孔位偏距<3cm。　　3.3.3造孔　　劈裂灌浆造孔采用回转式钻机，造孔采用套管取土法或湿钻法，严禁冲水钻进。护壁套管采用单管，套管尺寸为φ108mm。　　3.4泥浆制备　　3.4.1泥浆制备时，泥浆质量必须符合SD266-88《土坝坝体灌浆技术规范》的规定。　　3.4.2泥浆池的容量必须满足一天用的容积，劈灌

7、施工时，不允许边拌制泥浆边使用，必须保证泥浆有4h以上的沉砂过程。　　3.4.3劈灌开始时，泥浆容重为1．3～1．4g／cm3，劈开后应为1．5～1．6g／cm3，为此要分设泥浆池，才能满足劈灌的技术要求。　　3.4.4沉砂池与泥浆池需及时清理。劈灌时，当泥浆池中存浆不多时，若发现池底沉砂混入浆中，应立即停灌处理。　　3.4.5泥浆性能控制：初灌时，泥浆容重应为1．3～1．4g／cm3，劈开后，泥浆性能的验收标准为：容重≥1．45g／cm3，粘度=20～70s，稳定性<0．15g／cm3。　　3.5灌浆　　灌

8、浆段以上土体用套管保护。在河槽段第1、2次劈灌，套管保护长度约为土体厚度的70％；第3、4次复灌约40％；第5次及以后，套管保护长度约2．5m左右。注浆管须保持在离孔底1m左右，第5次及以后可向上提至约1／2坝高。　　每次单孔灌浆量控制：在河槽段以每米段长0．5～1．0m3控制，在岸坡段以每米段长≤0．2m3。控制。　　3.6劈灌压力控制　　灌浆孔压力由，式估算，式中：γ为土体密度，取1．9t／m3