充填灌浆在水库大坝坝体除险加固中应用

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1、充填灌浆在水库大坝坝体除险加固中应用　　摘要:充填灌浆具有造价低、适应性强等特点，是水库大坝除险加固中广泛应用的工程措施。本文结合实例，介绍了充填灌浆在水库大坝坝体除险加固中的应用，阐述了充填灌浆的设计和施工中常见问题与处理，取得了较好的效果，为类似工程的应用提供参考。关键词:充填灌浆；设计；施工；处理中图分类号：P343.3文献标识码：A文章编号：充填灌浆法是水库除险加固工程中常用的处理措施，其原理就是在建造水利工程堆石体坝基时，通过借助一定的压力，将粘土浆液渗入扩散到堆石体内，从而填充堆石体内的缝隙，以降低其稳定性，从而

2、提升水库的安全性能。其目的就是基于堆石体坝基的内部结构不稳定，而达到防塌、防渗和抗滑的目的，从而提高水库坝基的稳定和安全。下面，结合工程实例，对充填灌浆的设计和施工作了介绍，说明该方法用于水库坝体除险加固中是可行的。某水库坝体系均质土坝，最大坝高35.5m，控制流域面积484km2，总库容3.05亿m3，正常蓄水位汛前80.0m，汛后82.6m，相应库容(1.49～1.87)亿m3，灌溉面积2.1万hm2，是一座以防洪灌溉为主，养鱼等综合效益的水利枢纽工程。7为了使坝体与已处理的砂卵石高喷板墙和坝基防渗帷幕有效衔接，形成一个

3、完善的防渗系统，分两期对坝体内坡进行了充填灌浆处理，累计完成进尺12703.4m，总灌段长10591.1m，灌入粘土3932t。1大坝坝体填筑土质量分析1.1坝体填筑土基本概况坝体由黄色粘土和浅黄色含少量碎石或含砾粘土组成。根据施工期间现场取样260件评价质量检查结果，平均合格率仅为58.2%，具体情况如表1。表1从坝体各断面来看，合格率分布极不均匀，(69～72)m标高以下合格率为70%，以上仅为60%，左坝段基本为粘性土，但右坝段在P2处(70～80)m标高之间有大量细砾、砂卵石，碾压不密实，南涵管上部的竖井开挖表明该处

4、填土杂乱，含有大量碎石和砂卵砾石，碾压不密实。各部位取样试验表明，74.0m标高以上多为含细砾的填土，结构松散，右坝段填土及施工质量均较差。从整体上看，坝体填筑质量下部优于上部，左端好于右端，经过30多年运行，存在透水性大，浸润线偏高等问题。1.2充填灌浆施工揭露的坝体填筑土质量7充填灌浆施工过程中，发现在大坝内坡不同高程部位出现串冒浆、塌坑等现象109次，占总孔段的15.4%，造成这些现象的主要原因是:(1)坝体内弱面与灌浆孔直接或间接相通；(2)坝体填筑时的施工接头处碾压不密实，不均匀沉陷引起坝体裂隙，在灌浆压力作用下发

5、生相邻孔串浆。上述现象表明，坝体存在以下问题:(1)部分坝体填筑土内摩擦角与凝聚力合格率低；(2)两种不同介质面的渗透冲刷出现的淘空；(3)施工填筑中接头和合拢段处理不当和土料的不均一性引起渗漏；(4)填筑过程中碾压不密实。2充填灌浆机理与设计2.1充填机理沿坝轴线用一定的泥浆压力灌注泥浆，利用浆坝互压，泥浆析水固结和坝体密实等作用，使与浆脉连通的裂缝、洞穴、砂层等得到充填、挤压、密实，形成竖直连续的防渗墙。2.2设计的基本原则根据坝体存在问题的性质，隐患的部位加以研究分析，因地制宜地选择灌浆方法和施工工艺，做到安全可靠，经

6、济合理，保证质量。2.3充填灌浆目的和任务7为了改善坝体的填筑土质量，降低坝体浸润线和渗透系数，堵住坝体因不均匀下沉和施工时存在的弱面，使下部已施工的防渗帷幕，高喷板墙与坝体有效衔接，达到水库安全运行的目的，在坝体内坡共布置钻孔704个，累计进尺12703.4m，钻孔共分10排，4m×4m呈梅花形布置，对坝体进行灌浆处理。2.4灌浆材料充填灌浆材料主要为粘土，原则上要求灌入的浆液土料与坝体土料的物理力学性质基本接近，以偏粘为宜，这样，泥浆在析水固结过程中，能与边界条件排水能力相协调。本工程灌浆材料主要技术指标为塑性指数10%

7、～20%，粘粒含量40%左右，粉粒含量50%左右，砂粒含量小于10%，有机质含量小于2%，浆液指标如下。表2粘土泥浆物理学性质指标采用值表2.5灌浆方法采用自下而上分段灌浆的方法。3充填灌浆施工(1)浆液制备:将符合质量要求的粘土运至施工现场，在泥浆池中浸泡(1～2)d，用过滤筛网清除杂质后，送入拌合桶中，拌合时间不少于10min。(2)施工程序:根据设计意图，严格分排，分序进行施工，“先上排，后下排，再中排”，并穿插进行，每排孔先灌Ⅰ序，再灌Ⅱ序，按序施工。7(3)钻孔钻孔放样:采用测量仪器，进行钻孔定位，孔位误差控制在1

8、0cm以内。孔斜:单孔施工时，先用水平尺核对机架机座，保证钻孔铅直，钻孔孔斜满足规范要求。造孔:采用旋转钻机钻进，钻进时先打入套管，再钻进，并严格控制水量，防止出现塌坑和坝体滑坡，一般钻至砂卵石层3m左右处停钻。(4)灌浆灌浆方法:采用自下而上分段，孔内循环的灌浆方法。灌浆段长:从80m高