簡析土石壩防滲加固工程中劈裂灌漿施工工藝

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摘要：水庫是我國興建的非常重要的水利設(shè)施，其對(duì)于保障人民安居樂業(yè)以及促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長都具有重要意義。在水庫工作中，對(duì)于土石壩壩體的防滲加固工作是關(guān)鍵，當(dāng)前，在土石壩防滲加固工程中使用較為廣泛的是劈裂灌漿技術(shù)，本文就該技術(shù)的相關(guān)施工工藝進(jìn)行分析，研究其在土石壩防滲加固工程中產(chǎn)生的可靠性。

關(guān)鍵詞：土石壩；防滲加固；劈裂灌漿施工

當(dāng)前，應(yīng)用在土石壩防滲加固中的施工技術(shù)有很多，常見的有建造混凝土防滲墻、劈裂灌漿和高壓噴射灌漿以及倒掛井和沖抓套孔回填防滲墻等，在土石壩防滲加固中根據(jù)實(shí)際工程環(huán)境與需要選擇合適的施工技術(shù)。大量的施工技術(shù)給處理土石壩滲漏的問題提供了大量的技術(shù)措施和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是同時(shí)也增加了工程技術(shù)選擇的難度，因此只有結(jié)合工程實(shí)際計(jì)劃，是技術(shù)應(yīng)用到最合適的工程中，才能將其最大的效用發(fā)揮出來。

1、劈裂灌漿技術(shù)主要施工工藝

1.1施工前期準(zhǔn)備工作

劈裂灌漿是一種具有針對(duì)性的技術(shù)手段，主要應(yīng)用在土石壩壩體缺陷方面。因此，需要做好充分的準(zhǔn)備工作。在施工前期，應(yīng)當(dāng)對(duì)壩體進(jìn)行勘察，搜集掌握壩體的的工程地質(zhì)資料、技術(shù)資料等。主要包含兩個(gè)方面的工作：首先是施工期階段，應(yīng)當(dāng)勘察壩體所述的環(huán)境位置，區(qū)位狀況以及地質(zhì)水文條件、建設(shè)壩體使用的土料，以及該種土料的物理學(xué)特性，施工過程中會(huì)遭遇的氣候影響，每層需要鋪筑的厚度以及合龍龍口的情況；此外，運(yùn)行階段的工作也非常重要，主要是壩體在運(yùn)行過程中的技術(shù)資料的收集，掌握壩體的歷年沉陷情況，發(fā)生的水平位移，水庫水位和測壓管水位之間的關(guān)系、孔隙水壓力的變化形態(tài)等，在探查的過程中及時(shí)找到異常的位置以及產(chǎn)生的原因，采用井探等工具明確異常位置，好進(jìn)行下一步的防滲加固處理。

所有的工程地質(zhì)資料以及技術(shù)資料收集完畢之后，需要進(jìn)行綜合性的技術(shù)分析與論證，依據(jù)實(shí)際情況對(duì)劈裂灌漿技術(shù)應(yīng)用在土石壩防滲加固中的必要性與可行性進(jìn)行分析。此外，準(zhǔn)備階段除了上述兩種主要工作之外，還需要進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，首先確定試驗(yàn)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，如灌漿的壓力大小、摻料的比例值、灌漿孔的孔距、外加劑等配比。此時(shí)需要的注意的是，常見的參數(shù)指標(biāo)在技術(shù)規(guī)范中都有相應(yīng)的參考，但是仍然需要根據(jù)工程實(shí)際情況確定具體數(shù)值。

1.2劈裂灌漿的布孔方式

一般來說采用單排布孔的方式在劈裂灌漿的過程中比較常見，但是對(duì)于高度較大或者是安全隱患非常多的土石壩，使用雙排或者三排布孔的方式更具有安全性；對(duì)于已經(jīng)能夠看見明顯的裂縫以及位置在坡段上則需要使用梅花形布孔的方式，或者沿著裂縫布孔；彎曲的土石壩區(qū)段同樣使用梅花形的布孔方式，并適當(dāng)?shù)膶⒖拙嗉用芴幚怼?/p>

1.3劈裂灌漿的漿液處理

在土石壩防滲加固工程中，劈裂灌漿施工技術(shù)對(duì)于漿液有著較高的要求，要求穩(wěn)定性好、灌注后形成的漿體具有很好的防滲性能，且變形模量和土石壩壩體之間的變形模量差異較小。對(duì)泥漿的性能要求主要見以下幾個(gè)指標(biāo)：密度控制在1.3-1.6g/cm3；穩(wěn)定性在0.05-0.1g/cm3之間；控制失水量；保持膠體率在90%以上。在控制各項(xiàng)指標(biāo)的過程中，土料的性質(zhì)、密度大小、粘性顆粒的分布程度等要素很可能出現(xiàn)相互矛盾的關(guān)系，因此需要綜合考慮泥漿的整體性能，不要有失偏頗，進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)選擇漿液。

1.4劈裂灌漿的鉆孔工藝

首先，鉆孔的孔位與孔斜與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相一致，且孔位的偏差控制在±3cm的范圍中，孔斜小于1%；其次，孔徑與成孔的深度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，孔徑的選擇應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的灌漿方式，鉆孔的深度至少應(yīng)當(dāng)大于壩體隱患位置2m以上，或者直接鉆孔到壩體的覆蓋層中。但是當(dāng)使用多排布孔的方式且副排孔的位置沒有隱患發(fā)生時(shí)，副排孔的深度達(dá)到主排孔深度的三分之一即可；第三，嚴(yán)格挑選鉆孔的方式，在鉆孔過程中使用干鉆或者是進(jìn)行泥漿護(hù)壁，不能夠隨意決定，而是根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行選擇，確保將土石壩的安全穩(wěn)定性作為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。在鉆孔的深度小于25m時(shí)，通常采用錘擊打管機(jī)，而深度在25m以上時(shí)，則選用鉆機(jī)進(jìn)行成孔。

1.5劈裂灌漿的方法與質(zhì)量控制

灌漿的方式要根據(jù)土石壩的具體結(jié)構(gòu)以及孔深等因素綜合進(jìn)行選擇，在以往，灌漿通常使用從孔口注漿，然后進(jìn)行全孔灌注的充填式方式，但是隨著施工技術(shù)的發(fā)展和完善，現(xiàn)在使用的是在孔底實(shí)施注漿然后進(jìn)行全孔灌注的白氏劈裂灌漿法或則是全孔護(hù)壁然后于孔底注漿的章氏法等，不同的灌漿方式都在不同的土石壩的工況下得到了驗(yàn)證，取得很好的工程效果。本文中研究的是高心墻壩分段灌漿的方式，針對(duì)高度在50m以上的高薄心墻壩，選擇使用干法鉆孔，在孔深達(dá)到土石壩壩體的一半時(shí)，將套管下方同時(shí)將端部堵塞，長度不能少于2m，然后將鉆孔的孔徑調(diào)整，繼續(xù)使用干法鉆孔直到深度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范中的要求。下灌漿管一直到距離孔底深度的0.5-1.0m之間，并進(jìn)行阻漿，防止?jié){液向上滲，基于保證壩體穩(wěn)定性能的條件下，其實(shí)劈裂點(diǎn)在壩體底部將孔口的灌漿壓力適當(dāng)提高以保證灌漿效果。在完成第一次灌漿之后，在3-5d之內(nèi)上體灌漿管1m左右，然后試試第二次灌注。

質(zhì)量控制：在灌注過程中可能出現(xiàn)初灌以及復(fù)灌不起壓的鉆孔，此時(shí)盡量控制灌漿壓力在更小的范圍中，通常在0.05MPa以下。灌漿的壓力隨著成孔深度的上升而增加，并且隨著灌注的次數(shù)增多，壩體的密實(shí)度也會(huì)上升，灌漿的壓力也要更大；平均灌注的將液量需要根據(jù)單孔的深度、漿液的密度等指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，每一序的孔洞灌漿量應(yīng)該在總灌漿量的60%之上，灌漿的次數(shù)不要過多也不要太少，控制在8-10次之間，第二序孔以及第三序孔的次數(shù)一般在5-8次之間。由于土石壩的壩體質(zhì)量不可能過于均勻，關(guān)注的吃漿量也存在差異，所以不能按照平均的吃漿量控制灌漿量。在初灌中將最大關(guān)注量設(shè)為平均的2倍，而最小灌漿量則根據(jù)灌漿壓力以及冒漿等情況而定。

1.6劈裂灌漿的終灌標(biāo)準(zhǔn)和封孔措施

在現(xiàn)代劈裂灌漿過程中，終灌的標(biāo)準(zhǔn)以肉眼能夠看到的灌漿飽滿、平實(shí)等指標(biāo)為定，當(dāng)壩頂出現(xiàn)連續(xù)三次冒漿，或者連續(xù)兩次超過控制的壓力、寬度與位移，就能夠認(rèn)定符合終灌的標(biāo)準(zhǔn)。在灌漿工作完成之后，壩頂會(huì)出現(xiàn)不平整甚至是裂縫的情況，因此還需要進(jìn)行鋪土碾壓以及夯平的處理。

1.7劈裂灌漿過程中常見的施工問題

裂縫：灌漿中會(huì)在壩頂出現(xiàn)縱向或者橫向的裂縫，首先需要分析裂縫出現(xiàn)的原因，當(dāng)出現(xiàn)的是劈裂縫，需要加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的監(jiān)測，必要時(shí)停止灌注；如果是壩頂橫向裂縫，則需要即刻停止灌注，根據(jù)裂縫的深淺采取針對(duì)性的處理措施；彎曲段裂縫同樣需要停止灌注，按照多孔輪灌的方式進(jìn)行封堵；冒漿：出現(xiàn)壩頂或者是壩坡冒漿的現(xiàn)象，停止灌注將冒漿的出口挖開，使用粘性土料進(jìn)行回填，然后進(jìn)行壓砂處理。如果是動(dòng)物巢穴冒漿，先將洞口堵塞，然后進(jìn)行灌注；水下壩坡或者其他建筑構(gòu)筑物接觸帶出現(xiàn)冒漿，使用稠漿進(jìn)行間接性灌注。

結(jié)束語

總而言之，劈裂灌漿是一種有效的應(yīng)用在土石壩防滲加固工程中的施工技術(shù)，本文基于筆者的自身施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)相關(guān)的施工技術(shù)要點(diǎn)，希望能夠?yàn)榕压酀{在壩體防滲加固工程中的實(shí)際應(yīng)用提供一定的技術(shù)借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 裘建平，葛國昌.水泥膨潤土劈裂灌漿技術(shù)在長春嶺水庫防滲加固中的應(yīng)用[J].浙江水利科技，2011，（2）：40-41，44.

[2] 陳國偉.劈裂灌漿施工工藝在土石壩防滲加固工程中的應(yīng)用[J].科學(xué)之友，2011，（36）：78-79.

[3] 溫自力，毛方崇.瑞安市金河水庫保安工程大壩防滲加固設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，（17）.