灌浆施工技术在水库大坝除险加固工程中的应用
帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的应用研究
关 键 词 ： 幕 灌 浆 技 术 ； 险 加 固 ； 口镇 神 堂 湾 水 库 ； 工 应 用 帷 除 场 施
中图分类 号 ： ＴＶ 文献 标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ２３ ９ （ ０ １ １ — ２ 卜Ｏ １ ７ — １ ８ ２ １ ） ９０ ６ ２
２ 工 程地 质条 件及 加 固方 案分 析
２ １ 工 程 地 质 条 件 ．
本 工 程 中 的 帷 幕 灌 浆 技 术 采 用 三 序 施 工 工 艺 ， 序 上 排 遵 循 先 外 后 内原 则 ， 双排 孔 组 成 的 帷 幕 先 灌 下 游 排 孑 ， 灌 Ｌ后
上 游排孔 。具体 的施 工顺 序 为 ： 量 一 布孑 一 设 备 安装 一 测 Ｌ 抬 动 观 测 孔 一 先 导 孔 一 Ｉ 灌 浆 孔 一 Ⅱ序 灌 浆 孔 一 Ⅲ 序 灌 序 场 地 位 于 场 口镇 百 丈 村 ， 地 貌 上 属 于 低 山 区 ， 内 多 在 区 相 数 山 峰 海 拔 在 １２ １４米 ， 区 汇 水 面 分 水 岭 最 高 峰 海 拔 浆 孔 一 质 量 检 查 孔 ， 邻 的 两 个 次 序 间 钻 孔 灌 浆 的 间 隔 差 ０— ９ 库 要 大于 １ ５米 。 １ ４米 。 库 区地 形 为 山 间 小 盆 地 ， 周 山 体 坡 度 一 般 在 ｌ ９ 四 １ ． １。 右 ， 址 位 于 两 山 对 峙 不 对 称 “ 型 谷 处 ， 地 面 标 ３ ２ 施 工 测 量 ７左 坝 Ｕ” 场 （） 孔灌 浆工作应 在其 帷幕 垫层 混凝 土达 到 ２ １钻 ８天 设 高 （ 顶 至 坝 脚 ） ２ ． ８ ２ ． Ｏ米 。 覆 盖 层 以洪 冲 、 积 坝 为 Ｏ ４ — ８７ 坡
论水库除险加固工程中的充填灌浆技术
析并采取相应 的措施 。 ３． ． ３ ４位移 、 沉降量控制 为掌握在灌浆过程 中及灌 浆后坝体位移和 沉陷变化 ， 确保在灌浆期坝体安全 ， 经纬仪 要用 测量各位 移 、 沉降标点在灌浆期 的变化量 。灌 浆开始后。每 １ 一 ２ｈ ｈ 观测一次 。 灌浆期 间， 每 日观测小得少 于 ２ 。停灌后 ， 次 在前 １ 需 ０ｄ
依据 、 中间质量检查 的主要 内容包括 ： 按设 汁
要求 榆查 布孔 、 Ｌ工 艺操作 、 造孑 、 浆液性 能 、 综 合控制情况 、 各孔终止灌浆达 到的标准 、 灌浆 中 出现 的问题 和处理 睛况等 ； 最终 质量检查的主 要 内容包括 ： 内部的质量（ 坝体 泥墙厚度 、 、 密度 连续 胜 、 均匀性） ， 坝面裂缝 ， 浸润线 出逸点 。渗 流量变化 隋况等 。 最终质量检查方 法。 主要是分 析资料和进行观 测并配合钻孑 、 Ｌ探井取样测定 。 钻探在灌 浆结束 １ 后进行 。设计 在主坝 ０ 年 十 ３０副坝 ｏ １０ 的坝顶开挖两个探井 。以检 ０、 ＋８ 处 查灌浆 的效 果和质量。探井底部高程在现状 正 常水位 以上 ， ９４ ， 取 ４ ．ｉ 探井深度 ６ｍ 质量检 ８ｎ 。 查应 全面完 整地搜集资料 ，及时准确地进行记 录， 作为工程验收的依据 ， 并应归人技术档案。
参考文献
ｆ １ １陈燕财． 粘土充填灌浆技术在 曾溪水库 大坝 除 险加 固中的应 用． 福 建省第十二届 水利水电 《
青年 学术 交流会论 文集》 ０ ８ ， ０ 年 ２ 充填灌浆技术在 水库 除险加 固工程 中的应 用 《 山西水利》０ ７年 ０ 期． ２０ １
一 一
一
８ ４一
每 日观测一次 ， 以后可逐渐延长 。 每孔每次灌浆 控制的要求是 ： 达到一次控制灌浆 量即停灌 ， 另 灌它孑 ； Ｌ没有达到控制 的灌浆量 ， 到控制 灌 但达 浆』 土力时 ，待其稳定半小时或超过控制 灌浆 压 力即停灌 ；虽然没有达到上述指标 ， 坝肩位 但 移、 坝顶 裂缝 长度和宽度均达到规定值 时也要 洞轴线 的方 向布置 １排 钻孔 ， １ 排距 ２ 每排 ２ ｍ， 充填式灌浆应 ；灌 上游排 孔 ， 灌下游排 停灌。 Ｉ 己 再 作为一次灌浆结束， 灌浆的综合控制是保 至３ 个孔 ， 间距 ２ 呈梅 花形 布置 ， 中坝 孔 ， 灌 中间排 孔 施灌 的原 则是“ 孔 ｍ， 其 后 稀浆开路 ， 证灌 浆施 Ｔ时 坝体 安全 和灌 浆质 量 的主要 措 分序施潦 ， 先疏后密 ， 灌多复 ， 少 控制 施 顶布置 ２ ， 排 坝上游坡布置 ４ ， 下游坡布 置 浓浆灌注 ， 排 坝 ４灌浆观测 ５ ， Ｌ 排 钻孑深度应到达洞顶和洞左侧边墙外壁 与 浆量 ” 。充填 式灌浆麻采用分段灌 注方法 ， 由下 灌浆 观测项 目包括 常规项 目和特殊项 目。 坝体接合部位 ， 灌浆工程设 汁共布置灌浆 孔 ２ 至 ｌ下 套管分段灌注 ， 长为 ５Ｉ， ８ ， 段 ｌ ｌ沣浆管要下 个 ，总 进 尺 ３ ５ ８ ｉ，最 深 处 位 于 坝顶 ， ８． ７ ｎ 为 到离钻孔底部 ０５／处 。 ．１ ３ 常规项 目有表面变形 、 内部应力 及渗流观测等 。 ９ ３ ，最 浅 孔位 于坝 下 游坡 最 低 处 钻 孔 为 ．ｍ ７ ３． ．４终灌 、 ２ 封孔 特殊项 目有土 坝坝体位 移 、 灌浆 压力 、 缝 、 裂 冒 ３６ ｍ 。 ．５ 灌浆观测 除充分利用 已 直观 卜 以饱 、 、 要 满 实为度 ， 体标准是 ： 具 连 浆及泥浆固结观测 等 。 需设置临时 的观测设备。 灌浆 ２ ２库 区左岸 台地充填灌浆 续复 灌 ３ 次小再吃浆 ； 坝顶连续 ３ 冒浆 ， 次 或 有的观测设 备外 ， 次超 过控制压力 、位移和裂缝宽度 ； 每 观测与灌浆控制应密切 配合 ， 调一致 。相关 协 在 ２０ 年 水库 蓄洪 运 用 中 。库 水 位 由 连续 ３ ０３ 以便于分析 。 观测资 ９４ ２ｍ涨到 ９ ６ ７ｎ时． ４． ４ ４． ｌ 在大坝上游 与坝相 孑灌浆次数和灌浆 量应达到或超 过设计数量 ； 的项 目和标点应同时观测 ， ３ Ｌ 邻的左岸 台地处 大坝 ２ ｍ一 ８ｍ 为耕作 区） 对具有 水平砂层 的坝体 或 砂坝 的结束 灌浆标 料应 及时 整理 ，随时掌 握灌 浆期 间 坝体 的情 ０ ０， 还应 以满 出现 冒泡现 象 ； 当水位降 到 ９５ｎ后 ， ４ ｌ 冒泡现 准 ， 有足够 的帷幕厚度 ， 足 防渗 要求 ， 况 。 ５灌浆质量检查 象消失 。经 当时现场分 析认 为是此处土体密实 封孔一般用泥球或 酬浆封孔。在终灌后 ， 将孔 质量检查分 为灌浆过程的 中间检查和灌浆 度低 ， 在孑 洞或空 隙所致 。 存 Ｌ 为提高此 处坝基 和 内清 水抽 出， 然后倒入 泥球 或稠浆 ， 最后表 面用 结束后 的最终检查 。前 者是为灌浆质量控制而 相邻 台地 的密实 度。改 善土体的渗透稳定和变 土夯实 。 ３ 灌浆综 合控制 ３ 进行 的阶段 性检查 ， 后者是为验 收和鉴定提供 形． 防止水库 水位抬 高运行后 出现异 常情 况 ， 设
帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的应用研究
３ 施 工前 的准 备工作
４ ． ２ 施 工 测 量 在各种施工设备进入施工场地之前 ， 必须要将施工场地进行平整处 ①钻孔 灌浆必须要在帷幕 垫层 混凝土超 过 ２ ８ ｄ 且强度超 过 ７ ９ ％之
理， 并且清除场 地中的各种杂物， 在有洼地出现时 ， 要进行抽水与清淤处 后才能施工 。 ② 在所灌注部位 ３ ０ ｍ范围内， 禁止一切爆破作业的进 行； 如 理， 从而确保整 个施工场地 的情节 。 机械安装主要包含钻孔设计安装 、 就 果遇到特殊情况必须进行爆破 时， 要采取相应的防震对策 。 ③在灌浆时， 位、 浆液系统安装以及 管线 的连接 。结合灌浆实验量与设计的要求 ， 其投
１ 前 言
当前， 全国各个地 区的水库大多数都是 带病运作 的， 根本原 因由于 水库建设时 间偏 早， 并且施工技术 不高， 此外 ， 由于长 时间的运行 ， 导致 水库 的运行存在大量 的问题 。其表现为大量建筑物存在各种程度破坏， 比如： 坝 体渗漏 、 溢洪 管道被 损坏 等， 因此， 水库运行存在较大安全隐患 。 所 以， 为使水库 能够 安全 、 稳 定 的运 行下去 ， 从而 完全发挥 出应有 的作 用， 因此 ， 结合水库实 际病情状况 ， 及 时采取有效除险加固对策是极其重 要的。 目 前， 帷幕灌浆技术为现代应有最 为广泛 的一种新技术。
入 机 械 设备 与检 测 设 备 如 表 １所 示 。
表 １ 主要机械设备和检测设拌机
浆液 比重 、 粘度计 测斜计 测绳
Ｘ Ｙ 一 Ⅱ Ｂ Ｗ２ ５ Ｏ ， ５ Ｏ １ ５ ０ ０ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ
４ 关 于帷幕 灌 浆技术 的施 工工 艺分析
４ ． １ 施 工 工 艺
浅析水库除险加固中帷幕灌浆技术应用
１ 加 强水库 除 险加 固的重 要性 水 库 大 坝 一 旦 失 控 ，将 给 国家 和人 民生命 财 产带来 威胁 。水 库大 坝的 坝基受 地质情 况 的影 响 ，为保证 大坝 坚 固稳 定 ， 须针对 坝 基基 岩的 实际情 况制 定相应 的加 固 防渗措施 。帷幕灌 浆是 水库 坝基 除险加 固 的重要 方法 ，在岩 石或 砂砾石 地基 中得 到广泛 应用 ，因其具 有防 止坝基 渗漏 、降 低 渗透 水对 坝基 的杨 压力 ，保证 坝基 的渗 透 稳定 ，为确保 工程 质量 ，充分 发挥 帷幕 灌 浆在 水库 除 险加 固中的应 用 十分重 要 。 ２水库 除险 加 固施 工
工 程 技 术
Ｎｅ ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
Ｑ
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浅析 水库除险加固中帷幕灌浆技术应用
王 守斌 王 淼
（中国水电建设集 团港航 建设有限公 司，天津 ３ ０ ０ ４ ５ ７）
摘 要 ：帷幕 灌 浆 对水 库基 础 及 裂缝 等起 到 良好 的 除 险加 固作 用 ，通 过 对设 计参 数 、 工 艺流程 进行 深 入研 究 ，确 保 了水 库 的 工程质 量 ，对 同类 工程 的施 工 具有 重要 的借鉴 意 义 。 关 键词 ：帷幕 灌浆 ；除 险加 固；制 浆 中图分 类号 ：Ｔ Ｖ ６ ９ ７ 文 献标 识码 ：Ａ
２ ． ２ 灌 浆材 料
水 泥浆 作为 帷幕灌 浆 的重 要材 料 ，在 拌 制 时应严 格按 照设 计规 范和技 术标 准进
行 ，如有需 要也 在早 室 内和现场 同时进行
灌 浆 试验 ，并根 据需 要可 添加外 加剂 、掺 和剂 和化 学材料 等 ，浆液 须按设 计要 求过 筛 处 理合 格后才 能进 行灌 浆 。施 工 中应严 格 按 技术交 底 和设计 规范 进行施 工 ，不得 在 帷 幕线上 进行 可能 出现 不 良后 果 的灌浆 试 验 ，结合 实 际情况 选合适 的地 质条 件作 为灌浆试 验 区 ， 并 将试验 的成 果报送 监理 。 ２ ＿ ３ 施 工方法 在 帷幕 灌 浆 前 首 先 进 行 钻 孔 裂 隙 冲 洗 ，冲洗 时严 格 按照 相应 的标准 进行 ，冲 洗 完成 后进行 简 易压水 试验 并将 透水 率确 定 出来 ，其 次在 制浆 和灌浆 过程 中 ，制浆 人 员应严 格按 照 配 比进 行严 格把 关 ，同时 根 据设计 要求 ，确定好 搅拌 的时 间 ，通 常 为３ ｍ ｉ ｎ ，随 时对 浆 液 的 比 重进 行 检 测 ， 灌 浆 时 一般 开 始 每 隔 ３ ￣ ５ ｍｉ ｎ 应测 １ 次 流
结合水库大坝除险加固工程帷幕灌浆施工技术
结合水库大坝除险加固工程探讨帷幕灌浆施工技术摘要：帷幕灌浆是水工建筑物地基防渗处理的一种主要手段,它对保证水工建筑物的安全运行起着非常重要的作用。
文章主要针对某水库大坝由于蓄水压力逐渐增大，出现渗漏而危及大坝安全的严重问题，分析研究和采取了科学有效的帷幕灌浆工艺方法，对水库大坝进行了除险加固，有效地解决了大坝渗漏问题，确保了水库大坝的安全，在同类工程施工中具有借鉴的作用。
关键词：水库大坝；除险加固；帷幕灌浆；施工中图分类号：tv697 文献标识码：a 文章编号：1.工程概况某水库大坝为混凝土拱坝，最大坝高41.52m,坝底宽8.2m,顶宽2.1m。
当地政府将其作为山区人畜饮用水供水水源地,由于当初修建时未做地质工程处理,蓄水后水压力大,日均漏水量在700m3左右。
为了确保供水区群众生产生活用水的正常使用及大坝的安全运行,急需对水库大坝进行除险加固,本次帷幕灌浆工程是总工程的其中一个重要的部分。
工程历时50d,共施工钻孔28个,钻进延米1388m,帷幕灌浆895.8m,灌浆总量119124m3,圆满完成了设计施工任务。
2 设计要求及完成工程量2.1设计技术要求2.1.1 帷幕灌浆钻孔实际位置与设计位置的偏差不得大于10cm,孔深应符合设计规定。
2.1.2 帷幕灌浆孔终孔宜选用51mm～91mm的孔径,钻孔孔壁应平直完整。
2.1.3 帷幕灌浆孔(段)在灌浆前宜采用压力水进行裂隙冲洗直至回水清净为止,冲洗压力为灌浆压力的80%,该值若大于1mpa,采用1mpa。
2.1.4 灌浆孔(段)在灌浆前进行钻孔冲洗时,孔内沉积厚度不得超过20cm。
2.1.5 灌浆孔采用自上而下分段灌浆法,帷幕灌浆段长度宜采用5m～6m。
2.1.6 帷幕灌浆应采用循环式,射浆管距孔底不得大于50cm。
2.1.7 灌浆压力应通过压水试验,在灌浆施工过程中调整确定,灌浆压力应根据不同部位保证在0.5mpa～3.0mpa。
2.1.8灌浆浆液的浓度应由稀到浓逐级变换,水灰比也可采用5：1,3：1,2：1,1：1,0.8：1,0.6：1,0.5：1等比级,开灌水灰比可采用5∶1。
浅谈帷幕灌浆技术在水库除险加固中的应用
最后的流量作为计算流量 ． 注水试验成果以渗透系数 Ｋ值表示 ２ ． ５ 灌浆 灌浆方法。帷幕灌浆覆盖层段采用孔 口封闭循环钻灌法 ： 基岩段 采用孔 口封闭孔 内循环 自上而下分段灌浆法 ： 射浆管距离孔底不得大
于 ５ ０ ｃ ｍ。
灌浆压力。覆盖层段灌浆压力 Ｐ － ０ ． ８ Ｄ岩石基础灌浆压力 Ｐ 一 １ ． ５ ＋ ０ ． ５ Ｄ 。最终灌浆压力 的大小等灌浆参数应通过现场灌浆试验确定。 灌浆浆液 。本工程采用纯 水泥浆液灌注 ． 坝体采用水泥 ： 黏土为 １ ： ２ ． ５ 的水泥黏土浆灌注 ， 岩土接合部采用水泥 ： 黏土为 １ ： ｌ 的水泥黏 土浆灌注 水泥采用强度等级 ４ ２ ． ５ Ｒ的普通硅酸盐水泥 ． 其细度要求 通过 ８ ０ ／ ｍ方孔筛 ， 其筛余量不大于 ５ ％。 灌浆用黏土采用库 区白云岩 风化料 ， 使用前采取 土样 进行分析试验后确定使用 ： 混凝 土与基础的 连接段应单独先行水泥灌浆。浆液应 由稀到浓逐级变换 。 设备名称 规格 数量 用途 灌浆距离 ≤５ ｍ． 一旦 遇到有断层 、 软夹层等情况 时 ． 段长要 控制 岩芯 回转钻机 Ｘ Ｙ － Ｉ Ｉ １ 台 造孔 、 取芯 在３ ｍ内． 终孔段所允许的最大段长 ￣ ＜ｌ ｌ ｍ 灌浆机 Ｂ Ｗ２ ５ ０ ／ ５ ０ ｌ 台 压水试验 、 灌浆 浆液的变换原则 。灌浆液要 从严格遵循从稀到浓原则而变换 ． 开 灌水灰的 比严格按 照 ５ ： １ 配制。 若在灌浆压力不变与注入浆液开始减 高速搅拌机 ｌ ５ ０ ０ ｒ ／ ｒ ｎ ｉ ｎ １ 台 制浆 少 的情况下 ． 不能改变浆液浓度。 如果灌浆的注入率超过 ３ ０ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ 时． 浆液 比重 、 粘度计 Ｎ Ｂ － － Ｊ ／ １ ０ ０ ６ 型 １ 台 测浆液比重 、 粘度 要结合实际情况使浆液变得更浓 测斜计 Ｊ Ｘ Ｙ — Ｉ Ｉ １ 台 测孔斜 封孔。每个 帷幕灌浆孔全孔灌浆结束后 ． 会 同监理工程师及时进 行验收 ． 验收合格 的灌浆孔才能进行封孔 ： 帷幕灌浆孔封孔采用“ 分段 测绳 １ ０ ０ ｍ ２根 ￣Ｊ ： ｆ Ｌ 深 压力灌浆封孔法 ” 进行封孔 ； 封孔浆液基岩采用 ０ ． ６ ： １ 的纯水泥浆 ， 坝 ２ ． 帷 幕 灌 浆 技 术 施 工工 艺 体采用容重 １ ． ４ ｇ ， ／ ｅ ｍ３ 的水泥黏土混合浆 ． 封孔压力和该段 的灌浆压力 ２ ． １ 施 工 工艺 相 同， 封孔饱 满、 密实 。 帷幕灌浆技术使用三序施工工艺， 施工中先外后内， 双排孔组成的帷 ３ ． 灌浆特殊情况处理 幕必须先进行灌下游排孔 ， 再灌上游排孔。施工工艺主要包括 ： 测量一布 ３ ． １ 严重串孔处理 孔—设备安装—抬动观测孔一先 导孔一 １ 序灌浆孔— ÷ ２ 序灌浆孔一３ 序 因坝体过于松散 ， 因此 ． 在灌浆孔和项链孔 间会 出现直接或者是 灌浆孔一质量检查孔 ， 每两个相邻次序钻孔灌浆的间隔要＞ １ ５ ｍ 。 间接 的相通 ． 因此 ， 在浆液通路段出现串浆 的现象 ． 情况严重的还会堵 ２ ． ２ 施 工 测量 塞灌浆路 ， 造成压力表判断不够精准 ： 若灌浆不 能继续进行下去 ． 那么 钻孔灌浆工作应在其帷幕垫层混凝土达到 ２ ８ 天设 计强度的 ７ ０ ％ 会 浪费大量浆液 ， 甚至会直接影响到浆孔灌浆 的质量。 针对此情况 ． 首 后方可进行。 先 暂时把 出现 串浆 现象的孔塞紧 ． 完成整个灌浆 工作 之后 ． 对 串孔浆 在完成灌浆部位的 ３ ０ ｍ范围内不得进行爆破 作业 ：如一定要爆 液及时清理出 ． 再进行补灌 破， 必须采取减震 、 防震措施 。灌浆 时应安设抬动监测装置 ． 并经常观 ３ ． ２出水和浆液 变浓处理 测和记录 ， 把抬动值 控制在设计规定范围内。 针对孑 Ｌ 口的涌水量偏大孔段 ． 在灌浆之前 ． 结合涌水情况 ． 采取相 ２ ． ３布孔及钻孔 例如 ： 缩 短灌浆 段 、 屏浆 、 闭浆 、 扫孔 等 ； 如果涌水压力大 针对钻孔孔位于孔径的大小 ． 要结合施工设计 图纸 与监理要求进 对应的措施 ， ． ２ Ｍ Ｐ ａ 时， 其屏浆 的时 间不能低于 １ ｈ 。此外 ． 结合具体情况 ． 还要 行施 工 ， 开孑 Ｌ 前 要实测孔 口的高程 ， 选 用金刚石钻头 ， 确保孔 壁的完 于 ０ 整， 从而便于止水 和止浆 ： 灌浆开孔孑 Ｌ 位 和设计位 置之间的误差不能 适 当加入一定量的加速凝剂 ３ ＿ ３ 灌浆 中断和 冒 浆现象 超过 １ ０ ｃ ｍ ， 安 装钻机要平整和牢 固 ． 钻 孔时要保证天 车、 立轴合孔位 因为受 到多方面因素的影响 ． 灌浆 时不可避免的会中断 ． 但一定 都在一条直线上。要保证钻孔的偏差控制在一定范 围内。 要尽可能 的确保灌浆的持续进行 ：如果灌浆 中断时间大于 ３ ０ ｍ ｉ ｎ 时． ２ ． ４钻孔冲洗及 压水实验 Ｌ ． 进行再次灌注 ： 否则会因浆液快速凝 固 ． 促 采用压力水进行孔壁 冲洗直至 回水清净 时止 ． 钻孔 冲洗压力采用 要借助管用压力水来冲孑 ８ ０的灌浆 压力 ． 压力最大为 １ Ｍ Ｐ ａ ． 冲洗孔最 短时问不少 于 ３ ０ ｍ ｉ ｎ ． 孔 使墙体产生裂缝 ． 产生对墙体 防渗难以弥补 的影响
浅谈坝基砂砾层帷幕灌浆施工在水库除险加固工程中的应用
２ 具体 施 工工 艺及 施工 方法
灌浆采用 “ 口封闭 ， 孔 自下而上 ， 分段灌浆 ” 的方法 ， 灌浆
方 式 为 循环 式 。
用普通拌和机 ， 拌和时间不少 于 ３ ｉ。灌浆材料 ： ａ ｒｎ 基岩
段 为 Ｐ０ ２ ．４ ． 通硅 酸 盐 水 泥 ， 石 层 段 为超 细 水 泥 。 ５普 砂砾
记 录开灌 时间 ， 压力 和时程 实 例 ， 砂 砾 层地 基 的帷 幕 灌 浆 施工 技 艺 在 工 程 中 的应 对
用 进 行 总结 及 分 析 ， 以供 大 家 参考 。
２ 造 孔 ． ２
钻 孔 主 要 采 用 ３０型 地 质 钻 机 ， ０ 该工 程 投 入 ３台。 坝 体 土 中钻 进 灌 浆 时 ， 下 套 管保 护 。 以 ＋ ２ 刚 石钻 头 钻 进 ， 先 １７金 入土 ｌｒ左 右 后 ， 成 ６１８入 基 岩 时 换 用 西 ５金 刚 石 钻头 Ｏ ｅ 换 ０， ７ 钻 进 。钻 进过 程 中测斜 ， 求孔 斜 不 大于 规 范要 求 。 要 ２３ 安 装 灌浆 管 路 、 孔 和 压水 试 验 ． 洗
三排 帷 幕 为副 帷 幕 ， 深 入基 岩弱 风 化 线 以 下 ３ 按 ｍ控 制 ， 帷幕 灌 浆 施 工 先 灌第 三排 ， 后灌 第 一 排 ， 灌 第 二 排 （ 再 上游 为第 一
小值 之差小于最终值 的 ２ ％。 ０
ｃ 连 续 ４次 读数 ， ． 流量 均 小 于 ０５ｄ ｎ ． ｍｉ。 Ｉ
【 要 】 本文通过分析实际工程实例 的砂砾层地基帷幕灌浆的方法 ， 摘 总结 了砂砾层 帷幕灌浆施工在土坝等水库除
险 加 固工 程 中应 用 的 有 效性 和 经 济性 。
浅谈高喷灌浆在水库除险加固工程中的应用
问题表现在 以下几个方面： ①水库 的防洪 能力下降， 不 能达 到规 定 的防洪 标准 ； ②水库大坝坝 基不稳定 ， 安全 系数不符合 要求 ，
这 不 仅 对 附近 人 们 的生 命 安 全 造 成 了很 大 程 度 上 的威 胁 ， 还 不
高压水 压缩气
表 １ 高喷灌浆施工参考数 目 项目 压力 （ ＭＰ ａ ）
引 言
高喷灌浆施工技术 具有 施工 简便 、 质量可靠 、 安全 系数 高等
２ ． ２ 试 验程序 及试 验方 法
（ １ ） 单孔试验程序 。 单孔试验要严格按照试验 的程序进行， 主
优点 ， 因而受 到建筑施工人 员的青睐 ， 应用范 围也不断地扩 大 。 要 的程序和施工 目的和施工计划有着直接 的关 系。在实验 中试 放 线、 就位 、 钻孔 、 下喷管、 喷射 、 提升 、 静压注浆 、 高喷灌浆在水库除险加固工程中的应用为水库 的质量提供 了可 验程序主要为 ：
高喷灌浆检 查工作有着重 要的作用 ， 能够及时发现存在 的种
６
孔
距
孔
号
ｌ
２
３
４
５
种 问题和缺 陷， 并第 一时 间采取应对措 施 ， 检 查应全 面仔细 ， 检 查的时间间隔不宜过长 ，检 查中要注 意掌握正确的检查技术和
２ ． ３ 施工参数 的选 择
施工参数 的选择要结合施工计划以及施工方案确定， 选择参
的时期， 所 以很多水库就是人工夯实的土坝 。随着经济的发展和
避开不利 因素， 选择 社 会 的不 断 进 步 ，这 些 水 库 已经 不 能 满 足 现 阶 段 实 际 发 展 的 需 数的时候要综合施工工程所在地进行考虑 ， 与施 工 相 符 合 的 参数 。 要， 也无法 实现 水库 防洪 的作用 ， 逐 步演变成病 险水库 ， 主要 的
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灌浆施工技术在水库大坝除险加固工程中的应用
作者：刘洪凯姚庆江
来源：《城市建设理论研究》2013年第24期
【摘要】病险水利水电枢纽工程最主要的病症是渗透问题，包括地基渗透和坝体渗透。
这些病险不仅造成水利水电枢纽工程不能正常运行及无法充分发挥其效益，并且严重威胁到下游人民生命财产的安全，因此必须及时对其进行除险加固处理。
在水库除险加固施工中，应根据不同的坝型、坝基和病因情况，采取不同处理方法。
基于此，本文对灌浆施工技术在水库大坝除险加固工程中的应用进行了研究。
【关键词】灌浆施工技术水库大坝除险加固工程应用
中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：
我国的水库水利工程大多是在上世纪50～70 年代修建的，且多为土坝，经多年运行，已进入了老化期，如不及时作除险加固处理，任其发展，就有可能出现垮坝事故。
灌浆技术的发展，为根治土坝渗漏提供了技术上的可能，只要我们对土坝渗漏的成因作出正确的判断，选择合理的灌浆方法，就能用较少的投资，根治土坝渗漏，消除工程隐患。
一、工程概况
湖南邵阳某水库坝址以上集水面积为30k㎡，上世纪60 年代建成蓄水。
它是一座以灌溉为主，兼顾养殖等综合利用的中型水库，水库总库容1220 万m3，大坝高34m，设计灌溉面积2.7 万亩。
工程由主坝、副坝、溢洪道、梯级放水管组成。
水库主坝为均质土坝，坝体迎水面为浆砌石护坡，按部颁标准复核，本水库按100 年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核，设计洪水位为301m，坝顶高程304.5m，正常蓄水位299.7m，主坝长750m，副坝长250m，坝顶宽5m。
由于多年蓄水及抗洪，水库主副坝坝基、坝身多处渗漏，并出现大面积洇湿现象，已对水库主坝蓄水防洪安全带来极大挑战，必须进行及时除险加固，根除险情。
二、大坝防渗加固处理方案及灌浆施工的特点
坝体上游的浆砌石重力墙体型较为单薄，经验算，其抗滑和抗倾安全系数及断面强度均不满足规范要求，由于坝基未设防渗帷幕，大坝整体抗滑也不稳定。
经技术经济比较后，确定了大坝加固的处理方案为：
⑴对坝体内重力墙后的干砌毛石进行固结灌浆处理，以增大浆砌石墙断面尺寸，提高墙身强度和墙体稳定性。
⑵对坝基岩石和右坝肩坡积土进行帷幕灌浆，解决绕坝渗漏和坝基渗漏问题，并减小基底扬压力，提高坝体抗滑稳定性。
现行的灌浆技术规范中固结灌浆大多为对坝基、边坡及洞室围岩的破碎岩层及岩体的加固处理，而对于干砌石坝进行固结灌浆技术难度较大，对已成坝体进行帷幕灌浆，且坝肩与坝基属两种不同的地质条件，也具有一定的技术复杂性，具体表现在以下几个方面：
⑴大坝坝体单薄，干砌毛石坝体孔隙率大、连通性好、安全性差，如灌浆压力控制不好，下游坝壳若遭灌注浆液的抬动破坏，将会导致大坝失事。
⑵在大孔隙率毛石堆砌体内钻孔灌浆，存在孔洞大，漏水量大，钻进过程中会遭遇不连续的大块石、砂砾填隙料等不均匀介质，会产生塌孔、掉钻卡钻等情况。
结合灌浆试验确定合理的钻灌方法成为该工程的技术关键问题之一。
⑶坝体内结构复杂，干砌毛石砌体孔隙大小悬殊，大孔隙灌浆吃浆量大，灌人量易失控；比较密实部位又存在不吃浆可灌性差问题。
因此在干砌毛石体内灌浆，如何选用合理的灌浆材料，如何控制灌浆量，解决灌浆的可控性和可灌性，是该工程及松散堆砌石坝体固结灌浆的技术难题。
⑷对已成坝体的坝基和坝肩进行帷幕灌浆，须处理好帷幕和坝体的衔接；对右坝肩松散坡积土采用与坝基及左坝肩不同的灌浆方法和灌浆材料，是该工程帷幕灌浆的特点。
施工方法、技术参数及灌浆工艺
1、综合灌浆施工方法
高压喷射灌浆采用气、水、浆三重管定向摆喷法施工，施工时自下而上匀速提升，经过高压水、气冲刷原坝体剥落出裂缝，浆液回填构筑一道之字形板墙防渗。
喷射灌浆分两序孔进行，两序孔之间的防渗墙是折线连接，即一序孔定向摆喷的浆体板墙与二序孔定向摆喷的浆体板墙形成一道之字形防渗的整体板墙。
充填灌浆、劈裂灌浆采用孔口封闭全孔注浆法，通过孔口压力来控制充填灌浆和劈裂灌浆。
充填灌浆采用0.05～0.1MPa 压力控制坝体灌浆来充填孔隙、裂缝、空洞，起到充填压密的过程来增强坝体的防渗能力；而劈裂灌浆采用0.15～0.3MPa 压力先充填后劈裂使浆液从底部逐步向上发展，经过反复劈裂- 回弹的过程，逐步形成一条从下到上连续的防渗帷幕墙。
2、施工技术参数
⑴高压喷射灌浆：本次高压喷射灌浆采用摆喷，摆喷角度20～25°，施工参数为：高压水：水压≥36MPa，水量75l/min；压缩气：气压≥0.6MPa，气量60m3/h；提升速度为10～
12cm/min；摆动角度20°；摆动速度12r/min。
⑵充填灌浆、劈裂灌浆：本次充填灌浆、劈裂灌浆所用技术参数指标为：灌浆材料采用粘土水泥浆，水泥为32.5R 普通硅酸盐水泥，水泥用量为干土料量的10%，粘土的颗粒组成要求见表1。
充填灌浆的灌浆压力为0.05～0.10MPa，劈裂灌浆压力按表2不同孔深确定，泥浆密度以满足流动性为主，然后考虑其收缩性等因素确定。
一般浆液密度为1.25～1.35g/cm3，坝体防渗指标的渗透系数K 值应小于8×cm/s，劈裂灌浆的防渗泥墙厚度5～20cm。
表1灌浆土料颗粒组成要求
表2 劈裂灌浆压力技术要求
综合灌浆施工技术工艺
1、高压喷射灌浆
在高压喷射灌浆过程中，严格按高压喷射灌浆工艺及施工技术参数进行施工，主坝高压喷射平均耗水泥量478.40kg/m，个别可达533kg/m（如孔），单孔水泥用量最高达6350kg（如孔）。
在高压喷射灌浆施工过程中，我们主要采取如下技术措施：
⑴出现压力突降或骤增、孔口回浆液浓度或浆量异常等情况时，及时查明原因进行处理。
⑵发生串浆、封堵被串孔、待灌浆孔高压喷射灌浆结束，尽快进行被串孔的扫孔、灌浆或继续钻进。
⑶高压喷射灌浆因事故中断后恢复施工时，进行复喷其搭接长度不小于0.5m。
⑷孔内严重漏浆，我们采取了以下措施进行处理：降低喷射管提升速度或停止提升；降低喷水压力、流量进行原地灌浆；喷射液中掺加速凝剂；加大浆液浓度或灌注水泥砂浆，向孔内充填砂、土等堵漏材料。
如主坝高压喷射D47号孔施工时，孔内漏浆，坝下游坡脚集水沟涌水，我们及时采取了掺入速凝剂（水玻璃）等以上措施控制了漏浆及下游坡脚集水沟涌水。
2、充填、劈裂灌浆
充填、劈裂灌浆是采用不同的压力控制，通过灌浆工艺流程来达到防渗加固的目的，前者是采用低压力充填裂隙、裂缝、洞穴隐患为目的。
后者是满足前者的过程后，土体得到封闭压密、压力升高，当灌浆压力大于起劈力时，将会沿着垂直坝体小主应力方向（即沿着主坝轴线方向）劈开，经过反复间歇灌浆，坝体多次压缩回弹挤压密实，形成竖直连续的浆体防渗帷幕。
本次对主坝、一副坝的充填、劈裂灌浆复灌次数不少于5 次，初期灌浆常会在前后坡、防浪墙脚及坝脚冒出浆液，我们进行了封堵，中期采用反复间歇灌浆，使浆液从下往上升，后期采取对串孔、坝顶裂缝冒浆的封堵，采用慢灌的方法控制坝顶纵向裂缝宽度在1～3cm 以内，在连续三次不再吃浆或坝顶连续三次冒浆及达到设计要求复灌次数即可终灌。
本次灌浆的吸浆量是根据坝体的密实程度来确定的，据灌浆完工后的统计，本次灌浆的总浆量为1456.83，干
土总用量为752.9t，单位平均耗干土量为0.67t/m。
总体来看，主坝灌浆及浆量大于一副坝，各坝充填灌浆、劈裂灌浆的吃浆量、单位平均耗干土量情况见表3。
表3充填劈裂灌浆吸浆量、干土用量
总结
灌浆施工技术在水利工程中的应用现在已经发展相对成熟，目前该工程已经完工，在通过严格验收后交付使用，通过一段时间的运行养护管理，在汛期任然未出现过任何险情，从而得到甲方以及当地人民群众的一致好评。