帷幕灌浆技术在砂砾石坝基防渗中应用
帷幕灌浆在坝基防渗处理中的应用
帷幕灌浆在坝基防渗处理中的应用摘要：帷幕灌浆技术被广泛用于水库的基础、渗漏、裂缝等方面的处理,其作用和效果越来越显著。
研究其设计参数、工艺流程和效果对确保工程质量，充分发挥帷幕灌浆在水库除险加固中的应用有积极意义。
本文结合工程实际，主要围绕帷幕灌浆在水库除险加固中的施工方法进行简要说明。
阐述施工中采用的灌浆材料、制浆和灌浆设备,钻孔、钻孔的冲洗、裂隙冲洗及压水试验以及灌浆方式方法。
关键词：施工；帷幕灌浆；水库加固Abstract: the curtain grouting technology is widely used in the reservoir of the foundation, leakage, crack, and other aspects of the treatment, the role and effect more and more remarkable. Study the design parameters, technological process and to ensure the engineering quality effect, give full play to the curtain grouting reinforcement in the reservoir of the application of the problems have positive significance. Combined with the engineering practice, the main problems in the reservoir around the curtain grouting reinforcement of construction method for brief explanation. Expounds the construction of grouting material, pulp and filling equipment, drilling, drilling flushing, fractures and water pressure test rinse and grouting methods.Key words: the construction; The curtain grouting; Reservoir reinforcement1前言水库大坝的坝基常落于软弱基岩上，为了保证大坝的坚固和稳定，必须采用有效的加固防渗措施对坝基岩进行处理。
帷幕灌浆法在水库坝基渗漏处理中的应用
帷幕灌浆法在水库坝基渗漏处理中的应用摘要：由于水库年长以及长久以来的运行而产生的病险水库坝基，对于高效运作产生很大的影响。
因此，病险水库坝基渗漏必须进行处理。
本文就病险水库坝基渗漏的帷幕灌浆法处理进行分析，以供参考。
关键词：水库；帷幕灌浆施工一、水库帷幕灌浆施工（一）造孔及灌浆基岩造孔。
采用金刚石钻头单管清水钻进。
（1）灌浆序次。
3 排孔的帷幕灌浆，先灌下游排，再灌上游排，最后灌中间排。
2 排孔的帷幕灌浆，先灌下游排，后灌上游排。
帷幕灌浆一般在每排孔上分 3 序施工，按ⅰ、ⅱ、ⅲ序先后钻灌。
（2）灌浆方法。
一般采用循环灌浆法自上而下分段灌浆。
（3）灌浆段长。
根据 sl62—94《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》规定，帷幕灌浆段长宜采用 5～6m，特殊情况下可适当缩短或加长，但不得大于 10m，接触段在岩石中的长度不得大于 2m。
（4）灌浆压力。
灌浆允许最大全压力为 p（上部盖重）=h×γ，h 为坝顶至橡塞底部的距离（m），γ为土体容重（一般取1.9t/m3）。
坝肩较浅处当第 2 段灌浆计算允许最大全压力（2）灌浆材料。
根据先导孔的施工情况，在不同的透水率范围选择不同的灌浆材料，a 排ⅰ、ⅱ序孔结束后，为增加浆液注入量，在ⅲ序孔施工时做了适当的调整。
b 排孔施工时，根据a 排孔施工情况，对灌浆材料及其在透水率范围内应用做了调整，提高了灌浆质量。
具体如下：a 排：ⅰ、ⅱ序，lu>30，地勘水泥；10≤lu≤30，普通水泥；lu<10，磨细水泥。
ⅲ序，lu≥10，普通水泥；lu<10，磨细水泥。
b 排：ⅰ、ⅱ序，lu≥10，普通水泥；lu<10，磨细水泥。
ⅲ序，lu≥15，普通水泥；lu<15，磨细水泥。
（3）灌浆段长。
接触段段长不超过 2m，段内包含心墙土和地基两种介质。
砂砾石层缩短段长能提高灌浆效果，根据砂砾石松散程度，取2.0～3.0m，基岩段长为 5.0～6.0m。
帷幕灌浆技术在水库坝基防渗中的应用及效果
帷幕灌浆技术在水库坝基防渗中的应用及效果摘要：帷幕灌浆技术主要用于水工建筑物的地基防渗作业,其具有着配置方便、防渗性强等特点，可以使水工建筑物得到更加安全的维护，保证了其建造质量，并在水工建筑物的地基防渗上起着重要的作用。
本文将对某水库的具体情况进行一定的分析，并对其施工工艺进行一定的探讨，希望通过其的研究能够为水工建筑物的更好的进行防渗处理，能够起到一定积极的作用。
关键词：帷幕灌浆技术；水库坝基；防渗应用一、工程基本情况以堤东灌区为例，其本身属于国有大型灌区，并且位于江苏省的东台市，该区域的总体面积为3175.67平面千米，而具体的灌溉面积则是109.48万亩。
在2021年，针对这一区域构建了灌溉水源工程以及输配水工程，由于一些因素的影响，出现渗漏问题，这就需要相关施工单位加以重视，采用合适的技术手段，实现对渗漏问题的有效处理。
二、施工工艺（一）原工艺分析在进行渗透墙的建造时，以往使用的都是分期间隔跳槽法，但是由于其存在着一定的问题，所以很容易产生孔斜的问题，追究其根本原因就是在通过这种手段来进行施工时一期和二期作业产生了一定的时间间隔，而在二期作业开始时一期接头的混凝土已经固定，而且由于存在一定的时间间隔，那么就使得接头混凝土越来越牢固，而在对其进行相关作业时就会无法对其进行有效的抓取，而且在操作过程中由于斗体向二期槽段方向倾斜所以就造成了孔斜[1]。
孔斜的发生会严重影响施工质量，并且也会对施工的进程产生一定的负面影响。
（二）赶羊法工艺1、先期槽施工再进行赶羊法工艺时，既需要在分期间隔跳槽法的一期施工中完成成槽浇筑作业，其包括灌浆管下设以及成槽施工这些内容，接下来还需要运用直升导管法进行进一步的施工。
2、赶羊法施工根据赶羊法的施工工艺需要在完成先期槽浇筑施工之后，在依据接头管的拔起规范要求，将其曝气，并且要在混凝土凝固之前完成所有的拔起操作，这样就可以使得在对其进行抓取作业时，能够有效避免因混凝土过于凝固而导致的孔斜等问题，进而可以有效的避免了传统施工工艺存在的缺陷。
复杂砂砾石层坝基帷幕灌浆探索
复杂砂砾石层坝基帷幕灌浆探索砂砾石层是困扰水利工程施工的一大难题。
砂砾石坝基垂直防渗处理中帷幕灌浆技术的使用取得了良好的效果。
文章通过对帷幕灌浆中遇到的问题进行分析，提出了有针对性的技术措施。
标签：砂砾石层；帷幕灌浆；处理对策作为松散粗碎屑堆积层的砂砾石层，大约形成于第四纪，具有自身独特的性质，如：颗粒间胶结性差、渗透性强且渗透孔隙分布不均等。
砂砾石层广泛分布于我国各地区，是困然水利工程施工的一大难题。
如果要在砂砾石层地基上修建水利工程，那么做好防渗工作是重中之重。
水利工程要高效、可靠的运行其中最重要的一个因素就是对地基渗流的控制情况。
在砂砾石地层中通常采用水泥灌浆，从而形成防渗幕来达到对地基渗流的有效控制。
在进行防渗帷幕灌浆施工过程中往往遇到各种问题，如：沙窝、碎石层、细砂层、大漏浆段、架空层等，这就需要采取不同的灌浆工艺进行施工。
1 沙窝层帷幕灌浆1.1 沙窝层的特点与难点坝体内由于石块架空形成的空隙在风化作用下积聚了大量的岩石碎屑，这便是沙窝。
这给帷幕灌浆以及质量检查带来了很大的阻碍。
沙窝层由于其自身的特点，对水分吸收不好，灌浆过程中在压力的作用下水分大量流失，容易引发铸管事故。
1.2 处理对策在实际帷幕灌浆工程中，为解决这一问题，可采取以下两方面的措施。
第一，纳土和减水剂。
为了增加浆液的稳定性和流动性，必须使用一定量的钠土和减水剂，通常在浆液中加入水泥质量0.8%的钠土和减水剂就可以达到很好的效果。
在压力作用下，浆液水分流失情况将会得到缓解，浆液在压力作用下进入沙窝，进而形成胶状结构，最终达到防渗的目的。
第二，旋转封闭器。
为保证灌浆过程的连续性，可以在灌浆的时候采用孔口旋转封闭器，此外，它可以射浆管在压力作用下灵活的升降。
在射浆管上下作用下，孔口封闭器可以对浆液的絮凝结构进行破坏，从而避免沙窝层灌浆造成的铸管事故。
2 碎石层帷幕灌浆2.1 碎石层的特点与难点很多天然的堤坝由于很多碎石组成。
帷幕灌浆技术在水利工程施工中的应用 姚辉领
按照地层情况等条件，确定所有孔段灌浆结束条件。灌浆可按照由上到下的顺序一段一段施工，在设计压最大的情况下，且注入率在每分钟1L以内，持续进行60min灌浆施工，即可完成灌浆作业。可选取分段压力灌浆封孔法用于所有孔完成灌浆作业的封孔方法，随后应闭浆24h。
4水利工程施工帷幕灌浆技术问题措施
4.3帷幕灌浆质量检查
对帷幕灌浆质量进行检查，主要采用压水试验方式，对质量进行检查，主要是结合试验结果和记录的资料，最后对效果进行评定。对其进行质量检查的具体时间是在灌浆结束后的14d内。检查孔数是全部孔的10%，一个单元一定要设置一个以上的待检孔，需将其深度控制在5m，使用单点法进行适当的压水试验，判断透水率的合格标准为5Lu以下。
3水利工程帷幕灌浆施工技术的应用工艺
3.1施工测量
帷幕灌浆技术在实际操作的过程中，钻孔精度控制是非常重要的。需要结合相关技术进行施工，这样能够顺利的进行水利工程施工测量，在实际测量的工作过程中一定要对相关数据进行及时检查，保证数据的可靠性和准确性。为后期水利工程帷幕灌浆技术的顺利稳定展开提供相应的支撑。
3.2灌浆孔钻孔
帷幕灌浆进行钻孔时应采用硬质的合金钻头亦或是金刚石钻头来进行钻孔，钻孔时一般采用回转式地质钻孔技术或者是清水钻孔技术。整个钻孔过程中都应以实际设计要求在防渗墙轴线上进行布置钻孔位置，而对于灌浆孔的布置来说一般可分为三个程序：①孔距为2m；②孔位之间的轴偏差应小于10cm；③孔深应在防渗墙底部的20~30m之间，并且都应超过设计中帷幕的灌浆底线。
4.1保障帷幕灌浆的应用质量
保持灌浆的连续性，就要充分注重从材料以及施工工艺方面做好质量的控制。保障输浆管材料的性能质量符合施工要求，施工应用前就要对这些材料进行检查，保障施工的整体质量。施工中要对压力表及时性矫正，保障压力表使用和其要求相符合，同时对最大灌浆压力要能加以保证，将灌浆泵的保养工作做好。以及定期进行水电系统的检查工作，保障系统的完整性。这些都能有助于减少灌浆间歇的时间。
帷幕灌浆施工技术在水利大坝基础防渗加固中的应用
帷幕灌浆施工技术在水利大坝基础防渗加固中的应用摘要：帷幕灌浆技术是一种地基防渗技术，一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，其浆液配制方便，实用性强，对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。
某水库坝基采用帷幕灌浆技术进行防渗处理，达到了设计坝基防渗处理要求。
文章根据某水库的具体情况，主要从施工工艺以及防渗效果方面进行了总结和分析。
关键词：帷幕灌浆技术；水库坝基；防渗加固引言：对于水库大坝使用过程中产生的质量问题，现阶段水利建设单位主要是采用大坝防渗加固的方式来保证水库大坝质量。
在水库大坝防渗加固施工过程中，帷幕灌浆施工技术是较为重要的一项技术，具有经济效益高、防洪效益强等特点。
随着近年来水利工程建设质量的提升，水库防渗加固工程大坝帷幕灌浆施工工艺的应用也愈发广泛。
1大坝帷幕灌浆施工概述大坝帷幕灌浆施工，指的就是使用合适的施工工艺，将配置好的浆液灌入大坝主体土层缝隙或者岩体缝隙当中，并在此基础上在大坝表面形成一个连续的阻水帷幕，主要的作用在于减少工程的渗流量以及降低工程的渗透压力。
对于大坝帷幕灌浆施工而言，特点为成本低、安全性高，主要在岩石或者砂砾石地基开展相应的帷幕灌浆工程施工，最终的目的在于提升水工建筑运行的安全与稳定。
作为水利水电工程建筑地基防渗处理的主要措施，将大坝帷幕灌浆施工工艺应用到水库大坝防渗加固工程当中，可以更好的保证水工建筑的安全性及稳定性，只有这样，才能更好的发挥水利工程在经济发展中的积极作用。
2水库防渗加固工程帷幕灌浆流程2.1土料配置在进行大坝帷幕灌浆施工技术开始之前，应首先完成土料配置工作。
对于我国水利工程而言，在进行土料配置过程中，其塑性指数应在10%～25%之间，土料粘粒含量应控制在20%～45%范围内，除此之外，在进行土料配置时，还应结合具体的施工设计，对粉粒、沙粒、有机物等相关物质的含量进行控制，并严格依据标准规范要求进行土料配置。
2.2存储浆液在帷幕灌浆施工过程中，将水泥黏土浆液应用其中，不但可以提升浆液的凝固速度，还可以保证其应用效果，但是在实际制备过程中，为了保证应用效果，则可以对水泥含量、颗粒大小、浆液比、粘度进行控制，保证其在合理范围内。
最新帷幕灌浆施工技术在砂砾石地层应用
帷幕灌浆施工技术在砂砾石地层应用帷幕灌浆施工技术在砂砾石地层应用建筑技术兰:ChinaNewTechnologiesandProducts帷幕灌浆施工技术在砂砾石地层应用钱天寿(重庆市基础工程有限公司,重庆401120)摘要:近年来在砂砾石层帷幕灌浆施工技术取得了一定成果,但砂砾石地层的防渗处理是水电工程中经常遇到的难题.因此深厚应用砂砾石层防渗帷幕灌浆施工技术的研究有着重要的意义.本文只要介绍了帷幕灌浆施工技术在造孔,灌浆,质量检查等方面的的方法.关键词:帷幕灌浆;施工技术;砂砾石层中图分类号:TU74文献标识码:B前语.砂砾石地层在我国分布十分广泛.是水电工程中常常遇见的复杂地层.砂砾石地层因其颗粒间胶绪l生差.渗透陛强,且渗透孔隙分布不均等复杂特征带来了容易垮塌,透水,管涌争一系列对工程不利的问题.帷幕灌浆技术由于工期短,见效快,适用面广,设备简单,占地面积小,对环境影响小,易于控制等优点.在大坝坝基防渗处理中得到广泛应用.过去有许多水电工程就是因为不能解决深厚砂砾石层的垂直防渗问题而迟迟不能上马.具体体现在垂直防渗的深度和厚鹿以及技术的保证率和施工手段与设备能力,材料陛能等方面.近年,帷幕灌浆的深度已达到超过100m,甚至200m的技术水平.随着水电开发向西南山区转移,在深厚砂砾石地层上建坝现象越来越多.需要防渗处理的难度越来越大,也越来越复杂.采用帷幕灌浆的方法对砂砾层进行防渗处理.虽然有一些成功的工程实践,但无论在理论研究上还是在应用实践上都还存在很多问题. 有待进一步完善和发展.1,技术难点近年.对于深厚砂砾石层防渗帷幕灌浆施工技术一直处于摸索阶段,有很多难题有待解决.主要体现在以下几方面:①钻孑L深度.坝基砂砾石层深厚,粒径不均.结构松散,造成钻孔时易塌孑L,难于钻进,经常会遇到大的漂石,孤石或块石,孑L斜难以控制,这也给钻孔机械带来极大的挑战,一方面要保证钻孔质量.另一方面要加快施工进度.保证工期要求.②灌浆方法.由于深厚砂砾石层的复杂性.现有灌浆方法很难适合.灌浆质量无法保证,而且容易出现"抱管"现象.同时.难以确定合适的灌浆参数.如灌浆压力,灌浆段长划分以及浆液变换和结束标准等.③灌浆材料及浆液配比.由于结构松散,粒径不均,孔隙率变化大.很难选择一种适合的材料以及合适的浆液配比满足灌浆的质量要求.④质量检测.在深厚砂砾石层中,为满足防渗要求一般布置多排帷幕灌浆孔,多采用在墙内埋管中进行灌浆(墙幕结合形式),上部往往是空钻段,现行基岩帷幕灌浆的检查方法难以满足,需要一种适宜的检测方法.2,钻孔工艺砂砾石层一般都很松散,钻孑L时孑L壁不稳定,易坍塌,通常采用护壁(泥浆固壁或套管护壁伟占进的方法.对于深厚砂砾石层,普通的护壁钻进难以奏效.在新疆下坂地工程中,最初拟采用传统的泥浆固壁和套管护壁的钻进方法.结果无法满足深孔钻灌的快速,安全要求.根据复杂坝基的实际地厨情况.经过不断试验研究,摸索出了一种综合钻孑L工艺:即采用SM一400型跟管钻机钻进至孔深35m.以下地层采用XY一42型岩芯钻机配金刚石钻头,泥浆护壁钻进.空钻段钻孔以岩芯管作为护壁套管.穿过严重失浆地层时,结合掏芯钻进法,堵漏式灌浆等工艺,变径钻进.以最后一级岩芯管陪径不小于91mm)作为下部灌浆段护壁管;灌浆段钻进采用西76金剐石钻头,泥浆固壁钻进,孑L 口不返浆时,则立即停止钻进.先进行灌浆,再往下钻进.这种方法极大地提高了钻孔速度和成孔率,充分发挥了各种设备的优势.可见,进行合理组合是解决深厚覆盖层钻孔的有效方法.同一种钻孔方法可以适应多种地层.如全断面牙轮钻头钻进多用于深度较小的固结灌浆,回填灌浆,接触灌浆等的钻孔.在较深的帷幕钻孔中较少采用.然而在四川冶勒工程中.在采用常规金刚石钻头清水钻进无法满足工程进度要求的情况下.大胆地选用了此方法.经过现场实践发现,牙轮钻非常适合在该地层帷幕灌浆施工中使用.而且钻灌施工的效率相当高.据统计资料表明,牙轮钻头的施工效率平均可比金刚石钻头提高1—2倍.钻孔方法的选择要根据实际地层特点和砂砾石性质而确定,不能拘泥于固有方法和经验.通过以上两个工程实例.不难发现现有钻孔技术在经过优化组合, 综合利用后完全能够满足目前深厚砂砾石层钻孑L的需要.3,灌浆方法3.1自上而下分段,循环灌浆过去,在砂砾石层中帷幕灌浆一般都采用循环钻灌法,预埋花管法,套管法等,这些方法对于深厚砂砾石层.特别是复杂的深厚砂砾石层而言.要么成本太高.要么很难实施.在新疆下坂地工程防渗帷幕灌浆试验中,在比选了" 袖阀管灌浆法…'循环钻灌法""孔口封闭,孔内循环灌浆法"之后,根据试验地层的地质条件. 研发了一种"自上而下分段,循环灌浆"的灌浆方法.采用这种方法不仅可以解决成孔问题和灌浆的质量问题.更重要的是基本解决了灌浆过程中经常出现的"抱管"现象.减少了孔内事故,提高了施工效率.32控制性灌浆控制性灌浆法是一种新兴的灌浆工艺,它立足于灌浆可控l生,结合流体和固体的受力特征.利用水泥浆液加化学外加剂后能使水泥浆液迅速失去流动而变成凝固体的特眭.形成了一种新的灌浆工艺和施工措施.成功地解决了常规灌浆过程中串浆,冒浆及不易升高灌浆压力等问题.为帷幕灌浆技术提供了新的思路.控制性帷幕灌浆是利用双液～水泥浆液和化学浆液分别从孔内灌人加固处理的基础中,使两浆液产生速凝化学作用从而达到防渗的目的.其原理与常规水工建筑物水泥灌浆相同.差别主要在施工工艺和浆液配合比上.主要的优点是在相同的条WF.控制性灌浆较高压喷射灌浆更易于掌握和操作,更易于施工资源的投入.更易于保证围堰的防渗质量,加快施工进度,更能节约工程施工成本.此项技术在贵州洪家渡围堰防渗工程中也得到成功应用,上,下游一期围堰防渗面积1916m2,仅用18天即全部完成.围堰自2001年年底投入使用以来,基本无大的漏水,运行情况良好.3-3膏状浆液灌浆水泥膏浆通常指的是在水泥浆中掺人大量的黏土,膨润土,粉煤灰等掺和料及少量外加剂而构成的低水灰比的膏状浆液,其基本特征是浆液的初始剪切屈服强度值可以克服其本身重力的影响.具有抗水流冲释性能和自堆积性能.可以用于有中等开度(虫口1020em)渗漏通道的一定流速,大流量的堆石体渗漏地层(女口人工土石围堰,河床砂卵石层等)c用水泥膏浆灌浆时.则形成明显的扩散前沿,在其后面的孔隙就会被膏浆完全填满,在水泥凝固以后,膏浆就形成坚硬而密实的水泥结石.通过速凝剂调节水泥膏浆的凝结时间.在普通水泥膏浆的基础上研究出速凝水泥膏浆.速凝水泥膏浆不仅具有较好的抗冲特眭,而且可在数分钟至数小时内控制其凝结时间,早期强度高.同时在压力下膏浆具有良好的流动性.可以很好地解决普通水泥在水下凝结时间长, 不利于水下堵漏施工的难题.4,质量检测方法砂砾石地层帷幕灌浆工程的质量检查一般以检查孔压水试验成果为主,结合对施工记录, 成果资料的分析.进行综合评价.然而在深厚砂砾石层中,由于帷幕灌浆的深度非常深.检查孔采用清水钻进难度大,大部分孔段仍需要用泥浆钻进,加之深厚砂砾石层中往往都要布置多排帷幕灌浆.又多采用墙幕结合的方式布置帷幕灌浆,上部往往是空孔段,采用常规检查方法存在局限陛.在下坂地工程中为了寻求多种手段,以便对检查结果进行比较.从而做出客观评价.也为其摸索积累经验和技术资料.进行了声波测试试验.从检测结果来看,最大波速为1538m/s,最小波速为1228m/s,平均波速约为1400m/s'同一地层的波速值相差较大.分析原因.砂砾石层成分较复杂,且极不均匀,导致实测的声波测试值变化较大.可见,声波测试的方法不适合用来评价深厚砂砾石层的灌浆效果.针对此种晴况.在下坂地深厚砂砾石层帷幕灌浆工程中进行了新的探索.提出了一种适合深厚砂砾石层帷幕灌浆质量检查的方法.即用后灌浆的排(J芋)灌浆孔的灌浆情况初步判断先灌孑L的灌浆效果,最终结合总帷幕厚度布置中国新技术新产品一251—生.兰ChinaNewTechnologiesandProducts建筑技术湿陷性黄土地基不均匀沉降处理分析陈云(河南省高速公路实业开发有限公司,河南郑州450052)摘要:针对湿陷性黄土地基不均匀沉降现象,通过分析黄土的分布及形成,黄土湿陷的成因,影响黄土湿陷的因素及湿陷等级,分析湿陷性黄土地基不均匀沉降产生的原因.利用ANSYS有限元建立有限元模型,进行数值分析,并对湿陷性黄土地基不均匀沉降选择合适的处理方案.关键词:湿陷性黄土;地基不均匀沉降;ansys;有限元处理方案中图分类号:TU4文献标识码:B1湿陷性黄土地基不均匀沉降分析1.1黄土湿陷的成因.在干旱,雨量少的气候条件下,黄土沉积过程中水分不断蒸发,土粒间的盐类析出,胶体凝固,形成固化粘聚力,从而阻止了上面的土对下面土的压密作用而成为欠压密状态,时间久了,堆积的欠压密土层越来越厚,因而形成高孑L隙比,地湿度的湿陷性黄土.一旦水浸入较深,固化粘聚力消失,就形成了湿陷.1_2影响黄土湿陷性因素.影响黄土湿陷性的因素来自组成黄土的物质和特殊结构.在组成黄土的物质成分中,粘粒含量对黄土粘粒有一定的影响,一般粘粒含量越多湿陷性越小.另外黄土中盐类及其存在状态对湿陷性也有直接的影响.1.3湿陷性黄土地基的湿陷等级.湿陷性黄土地基的湿陷等级,根据基底下各土层累计的总湿陷量和计算自重湿陷量的大小因素按表1 判定.14湿陷性黄土地基不均匀沉降产生的原因(1)在通常情况下,设计时对湿陷性黄土地基的处理方案欠妥,没有按黄土规范要求,消除地基的全部或部分湿陷量,或采用桩基础时未能穿透全部湿陷l~iF=.上部结构单体过长,地基土压缩l生差异过大,而相应部位又未设沉降缝或沉降缝设置位置不当.作用在地基上部结构荷载不均匀,屋面排水系统设计不合理,或交工前未做好屋面或建筑物四周室外地面的排水,突降暴雨来临时,雨水注入地下,造成地基产生下沉.(21场地不平整或未按设计要求地面坡度施工,造成排水不畅,散水和室外地坪坡度太小而形成积水,渗水.室内外下水管道接口不严,管道断裂而造成漏水.以致造成地基发生沉降.(3)~ttJk和地坪填土质量差,造成散水和地坪不均匀沉陷而开裂,形成地面水和雨水的下渗通道,使土湿陷,进而又促使散水和地坪进一步下沉.严重时散水往往形成倒坡,不但起不到排水作用,反而起聚水作用,致使地基不均匀沉陷. 2应用ansys有限元分析湿陷性黄土地基不均匀沉降对于无限大的地基上的局部区域,其沉降应与该区域的荷载成正比,而与其刚度成反比. 地基局部区域沉降较大,是该处荷载较大而刚度较小所致.削减该处的荷载或增大该处的刚度就可以减少该处的沉降.笔者在充分了解ANSYS有限元程序的前提下,建立有限元模型,进行数值分析.(1谵漠.建立—个单元模型,满足计算边界位于模型范围内,划分有限单元网格.f2股定边界条件并进行求解.利用弹性理论将地基视为半无限各向同性弹性体,根据弹性理论可得到地基沉降计算公式.在竖向集中力F作下,半无限弹性体中点A(x,z)处的竖向应变∈,.表达式为:3湿陷性黄3.1湿陷性黄土地基处理的目的.湿陷性黄土地基处理的目的主要在于改善土的物理力学性质,消除或减少地基因偶然浸水而引起的湿陷变形,它与其它类土的地基处理有所不同.当然,湿陷性黄土地基经过处理后,它的承载力会有所提高.32湿陷性黄土地基处理范围及厚度.湿陷性黄土地基处理范围及厚度应根据地基土的湿陷类型,湿陷等级和建筑类别等来选定.(11处理建筑物内整片的湿陷性黄土层,除可以起到很好的防水作用外,也可看成为双层地基,其应力扩散作用好,可减少湿陷变形.(2) 直接处理位于在建筑物基础下的湿陷性黄土层.f3)对非自重湿陷性黄土地基,基础下地基处理厚度达到压缩层下限,或达到饱和土自重应力与附加应力之和等于或小于同一标高处土的湿陷起始压力,说明全部消除地基的湿陷性黄土.寸自重湿陷性黄土地基,由于土的湿陷变形与湿陷性黄土层的厚度,饱和土自重应力有关,而与压缩层厚度无关,所以要全部消除地基的湿陷性黄土.3.3湿陷性黄土地基不均匀沉降处理方案选择3.3.1土或灰土挤密桩法.土层厚度大于12m时采用挤密桩法.沉管,冲击,爆扩等方法挤土成孔,分戎夯填素土或灰土成桩.对中间土挤密,孔径为40cm,桩与桩的间距为LO一1.3m, 桩深为6-lOm,桩底穿过湿陷性黄土层,传力于湿陷性黄土层以下的持力层上,与地基土组成复合地基,从而提高地基承载力,减少地基沉降量,部分或全部消除地基湿陷性,达到避开湿陷性黄土层的目的.3.3_2强夯法和强夯置换法.土层厚度在3-12m时采用强夯法和强夯置换法.利用强夯击能,在地基中产生强烈的冲击能和动力,迫使土动力固结密实.强夯置换墩兼具挤密,置换和加快土层固结的作用.3_3.3换填垫层法.土层厚度在1-3m时采用换填垫层法.以沙石,素土,灰土,矿渣等强度较高的材料,置换地基表层软弱土,提高持力层的承载力,扩散应力,减少地基的沉降量.3.3.4单液硅化法.tt!~gN受水浸湿引起湿陷的建筑物下地基中通过压力灌注或溶液自渗方式灌人硅酸钠溶液或氢氧化钠溶液,使土颗粒之间胶结,消除湿陷性,提高地基的承载力,减少地基不均匀沉降.对湿陷性黄土地基不均匀沉降在选择处理方案时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,并经过技术经济比较,选用地基处理方案或加强上部结构和处理地基相结合的方案.对其地基不均匀沉降进行处理,提高地基的承载力,对于含水量过高的湿陷性黄土, 由于渗透性差,土体内排水困难,应慎用其它方法(动力固结法理加固.利用ANSYS有限元加以分析,建立合理的数值分析模型.全面分析地基不均匀沉降的原因,对整体承载系统进行优化.结语:本文为湿陷性黄土地区的公路路基路面病害防治工作建立了理论依据,能够正确的指导该类地区高等级公路的设计,施工和养护工作,可为湿陷性黄土地区有关公路路基,路面的设计和施工规范的编制提供理论依据,同时,研究中提出的病害处治措施,能直接为该类地区公路工程中采用或作为参考,对于加快湿陷性黄土地区高等级公路的建设速度,提高工程的质量,节约基本建设投资,促进湿陷性黄土地区高等级公路的发展具有重大的现实意义和长远意义.参考文献『11霍继辉.灰土挤密桩在辽西湿陷性黄土路基处治中的试验研究f7】.辽宁省交通高等专科学校学4K2010,1):1—3,6.f2]胡双全,杨子君,齐鹏.湿陷性黄土地基强夯处理后地基承载力的确定D].河北软件职业技术学院学~E,2010,(01):62—63.综合检查孑L,采用静水头压水方法.检验帷幕灌浆效果.这种检查方法,具有直观,效果明显等优点,结合分排,分序孔的平均单位注入量成果.可作为帷幕灌浆实施效果检查的首选评价方法.结语-252一中国新技术新产品砂砾石地层的防渗处理是工程中经常遇到的难题.因此深厚砂砾石层防渗帷幕灌浆施工技术的研究具有重要意义.砂砾石层帷幕灌浆施工技术多年来一直处于摸索阶段.仍需要进一步研究解决.笔者结合自己的工作经验和工程实践总结出来了能有效的解决在砂砾石层施工行之有效的方法.参考文献『11任习祥.幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用.广东建材,2009年2期.『21刘海波..砂砾石层坝基帷幕灌浆施工技术.西部探矿工程,2009年7期.。
防渗帷幕灌浆技术在深厚砂砾石层中的运用
１ 前 言
一
深 厚 的砂 砾 石 层地 貌 中 ， 为保 证 防渗 的质 量 要 求 ，
水 利水 电工程 的施工 中常 常会遇 见各种 复 杂 的地 般 采 用 多排 帷幕 灌浆 孔 的布 置 方法 ，在墙 内埋 管 中 层， 这 些 复杂地 层 的 出现会 影 响到工 程 的进 展 ， 而 砂砾 灌浆 ， 而上 半部 大 多数情 况是 空钻段 。如 今 的基岩 帷幕 石 层 是较 为常 见 的一 种 复杂 地层 。如 何在 沙砾 石 层 中 灌 浆检 查 方法 很难 满 足对 施 工质 量 的检 测 ， 因此 就 需 做 防渗 的处理 也 是水 利水 电工程 方 面 比较 重视 的一个 要一 种更 为适合 的检 测手 段 。 问题 。砂 砾石 层 的地层 结构 比较特 殊 ， 地 层 中 的颗 粒 间 ３ 深厚 沙砾 石层 帷幕 灌浆技 术钻 孔技 术 胶 结构 性 比较 差 而且 渗透 性 很 强 ，再 加之 渗透 孔 隙 的 源 于砂 砾 石层 的特 殊 地 质结 构 ，较 常采 用 套 管 护 分布 不 均 的复 杂特 性 ， 极 易 引发 坍 塌 、 管涌 、 透 水 等 一 壁 和泥 浆 护壁 的钻 孔 方法 。对 于较 为复 杂 的深 厚 砂砾 些负 面影 响 。帷 幕 灌浆 技术 具 有试 工 期 短 、适用 面 积 石 层 ， 使 用传 统 的护壁钻 进方 法难 以奏 效 。如新 疆下 板 广、 施 工 设 备 简单 、 见 效快 、 占地 面 积 小 、 易 于控 制 、 环 地 的工程 施 工 中，最 初 就是 采 用传 统 的套 管护 壁 和 泥 境污 染较 小 等优 势 而被 广泛 的应 用 到砂 砾石 层 的 防渗 浆 护壁 钻 孔 技术 做施 工 ，但 结 果没 法满 足 深 孔钻 灌 的 施工 技术 上 ， 特 别 是大坝 坝基 的 防渗技 术 。 ２ 施工 技术 难点 速 度和 安全 质量 要求 。经 此次事 件后 ， 钻孔 技术 的实施 都 在根 据 具 体 的地形 地貌 做 细 致 的研 究后 ，再探 索 出
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帷幕灌浆技术在砂砾石坝基防渗中的应用
摘要：巴基斯坦杜伯华水电站砼重力坝位于印度河右岸支流duber河上，最大坝高40.5 m，除右坝肩几个坝段坐落在岩石基础上外，溢流坝段、左岸电站进水口坝段均坐落在厚度达60 m的砂砾石覆盖层上。
基础处理需要解决渗漏及渗透变形、地基承载力、压缩及不均匀沉降、砂层地震液化等几方面的技术问题。
经过防渗处理方案比较、分析，及考虑施工成本和工期因素，最终采用帷幕灌浆防渗方案。
关键词：砂砾石覆盖层基础处理帷幕灌浆杜伯华水电站
中图分类号：tv543 文献标识码：a 文章编号：1674-098x （2012）12（a）-0-02
1 工程概况
巴基斯坦杜伯华水电站项目位于巴基斯坦西北边界省indus kohistan 区，是一座高水头、长隧洞引水式水电站。
主要建筑物有：砼堰（坝）、地下沉沙室、引水隧洞、调压井、压力管道和电站厂房等。
电站设计水头541 m，引水隧洞长4867 m，装机容量为130 mw，年发电量约595 gw.h。
大坝位于印度河右岸支流duber 河上，坝址区河谷呈u字形，河谷底宽70～90 m，两侧谷坡坡度40～50 °河床冲积物主要为砾石、卵石、漂石、砂等，厚度大于60 m。
根据泄水建筑物布置，最大坝高为40.5 m，消力池长73.5 m。
除右坝肩几个坝段坐落在岩石基础上外，溢流坝段、左岸电站进水口坝段和消力池坐落在砂砾石覆盖层上。
在砂砾石覆盖层上修建超过
40 m高的砼重力坝，基础处理设计需要妥善处理渗漏及渗透变形、地基承载力、压缩及不均匀沉降、砂层地震液化等几方面的技术问题。
2 工程地质条件
坝址区主要由侏罗系的kohistan 群的角闪岩类和第四系的冲积物和坡崩积物组成。
角闪岩：多为大块状和块状中粒结构，坚硬-很坚硬，岩体节理微-中等发育，表部微风化。
岩体呈nw-se向展布，除在右岸公路有一小片50～60 m露头外，其它露头均在较高处，一般比河床高30 m以上。
冲积物：主要分布于河床漫滩及阶地上，组成物质为砂、砂砾石、砾石、卵石、漂石等，漂石最大粒径超过5 m，一般松散-中密。
坡崩积物：分布河谷斜坡及坡脚地带，由棱角、次棱角状碎石、块石组成，成分为超铁镁质岩，最大粒径大于2 m，结构松散、中密，通常覆盖于新老冲积物之上，所形成的边坡坡角为35～40 °。
根据8个孔的现场渗透试验成果分析，河流沉积物和坡积物属于强、中等透水性，渗透系数范围在10-1～10-3 cm/s之间。
坝址区的砂卵砾石层共进行了13组颗分试验和1组原位密度试验，天然密度1.79 g/cm3，平均级配卵石14%～15%、砾石46%～54%、砂29%～35%、粉粒3%～4%。
据钻孔资料，河床砂卵石层中局部夹有砂层。
项目前期钻孔（35 m深）未能揭穿河床覆盖层，与地震折射法确定的基岩面部分段也有较大差别。
因此，工程开工后，又进行了补充勘察，补充钻探和
物探结果表明，河床覆盖层厚度超过60 m，确定河谷存在深槽。
3 帷幕灌浆方案选定
项目招标文件建议坝基防渗采用砼防渗墙的方案，墙厚1.5 m。
由于项目前期布置的勘探钻孔最终未能揭穿河床覆盖层，并与地震折射法确定的基岩面部分段也有较大差别。
因此，工程开工后，又进行了补充勘察。
钻探和物探结果表明河床覆盖层厚度超过60 m，对补勘地质资料进行分析断定河谷存在深槽。
经过对砼防渗墙和帷幕灌浆两种防渗处理方案进行比较、分析，考虑到施工成本和工期因素，最终采用了帷幕灌浆防渗方案。
帷幕的结构形式采用悬挂式帷幕，灌注水泥浆液，浆液中掺加一定比例的膨润土作为塑化剂来改善浆液的析水率和流动性。
在两岸基岩灌浆区域，帷幕灌浆孔布置为2排，在覆盖层灌浆区域，帷幕灌浆孔布置为3排。
灌浆孔距1.5 m，排距1.0 m，灌浆孔成梅花型布置。
为确保坝基帷幕灌浆取得较好的效果，结合上游围堰基础的防渗处理进行灌浆试验，以确定帷幕灌浆的孔距和排距、浆液浓度及配合比、灌浆压力标准等工艺参数，并确定了检查验收标准及方法。
4 坝基帷幕灌浆设计
4.1 设计防渗方案
设计上堰坝、进水口都坐落在砂砾石覆盖层上，为降低坝底扬压力，减少枢纽整体渗漏量，枢纽采用灌浆帷幕进行垂直防渗，设计的帷幕允许渗透比降为4，帷幕厚度为6 m。
坝基帷幕灌浆布置见图1：典型大坝纵断面图。
图1 杜伯华大坝典型总断面图
4.2 灌浆帷幕的布置
灌浆帷幕底线根据设计图纸确定。
岩石灌浆若孔底段岩石透水率大于5 lu，将根据工程师的指令决定是否进行加深。
在河床段，坝基础下部的覆盖层深度超过60 m，在此情况下，帷幕灌浆的最大深度应延伸至坝基河床覆盖层最深高程处。
根据设计图纸，在覆盖层灌浆区域，帷幕灌浆孔布置为3排，孔距1.5 m，排距1.0 m，灌浆孔成梅花型布置；在两岸基岩灌浆区域，帷幕灌浆孔布置为2排，孔距1.5 m，排距1.0 m，设计的灌浆孔为错开的梅花形布置。
在灌浆区设置变形抬动观测孔2个，安装抬动观测仪器。
4.3 灌浆工艺
采用自下而上纯压式灌浆工艺进行灌浆，对于覆盖层灌浆，灌浆在预埋的灌浆花管内进行。
在覆盖层灌浆区域，三排灌浆孔中先施工下游排，再施工上游排，最后施工中间排；在两岸坝肩岩石基础灌浆区域，先施工下游排，然后施工上游排，每排灌浆孔内均按三序进行施工。
图2 大坝基础帷幕灌浆布置图
5 帷幕灌浆实施
5.1 上游围堰灌浆效果评价
通过对上游围堰灌浆资料和检查孔结果的分析，表明采用灌浆工艺对砂卵石深厚覆盖层构筑防渗体的方案是可行的，上游围堰灌浆
结果基本达到了设计指标，满足设计要求。
此外，基坑开挖过程中和开挖后围堰的运行结果表明，堰后渗水量很小，为基坑开挖和大坝施工创造了良好的条件。
采用灌浆方案构筑防渗体的效果是令人满
意的。
5.2 坝基帷幕灌浆施工
从上游围堰帷幕灌浆的所取得的成果来看，在大坝帷幕灌浆中采用预埋花管灌浆工艺是可行的。
但是大坝灌浆作为永久工程，对帷幕体的厚度、密实性、耐久性及防渗性能的要求要远高于围堰灌浆，为保证大坝灌浆的质量和效果，根据围堰灌浆施工的经验，对坝基灌浆的一些施工参数进行调整。
5.2.1 灌浆孔的布置
通过对围堰灌浆结果的分析，围堰灌浆中排内不同次序孔和排间的灌浆注入量递减不显著，这表明围堰灌浆2 m的灌浆孔孔距偏大。
在大坝的覆盖层灌浆中，为保证灌浆质量和效果，适当缩小孔距，以不大于1.5 m为宜。
5.2.2 灌浆压力
在围堰灌浆中，因为没有足够的盖重，为防止地层发生抬动，上部灌浆采用了较小的灌浆压力。
从上游围堰灌浆的数据来看，孔深15 m以上部位的吸浆量较小，但检查孔注水试验的渗透系数较大；因此，在大坝的灌浆中，灌浆孔上部的灌浆压力易适当提高，以保证上部的灌浆质量。
5.2.3 灌浆段长的划分
为保证灌浆效果，灌浆段长按33 cm控制，即每一灌浆段只包含一环出浆
孔眼。
5.2.4 生产性灌浆试验
为确保大坝灌浆施工参数的正确，在大坝灌浆正式开始前在廊道内帷幕灌浆轴线上的适当部位预先进行生产性灌浆试验，进一步验证和确定相关施工技术参数，以保证大坝灌浆帷幕的成功。
6 帷幕灌浆特点
（1）灌浆帷幕对于地基变形适应性较好，施工中灵活性较大，适用于深厚砂砾石层处理，易于在水下施工。
（2）砂砾石上层及颗粒较细的砂层不易灌浆，遇有复杂地质情况时，整体性较难保证，灌浆操作技术要求高。
（3）正确选择基础处理措施并进行防渗设计，必须掌握筑坝地区砂砾石层的地质与水文地质条件。
特别是要探清砂砾石层的分布、各层颗粒级配与渗透性质，充分应用物探方法了解地层与水文地质特点，并利用物探方法检验防渗处理的质量。
7 结语
巴基斯坦杜伯华项目大坝位于强地震区，大坝河床砂砾层最大深度超过60 m，为减少渗漏和防止渗透变形，对坝基采取防渗处理是必要的。
结合项目工期紧张，通过对砼防渗墙方案和帷幕灌浆方案进行对比，坝基防渗措施采用悬挂式灌浆帷幕，其优点是强震区对
地基变形适应性好，造价低；同时可在廊道内灌浆，不占直线
工期。
在坝基帷幕灌浆正式施工前，结合上游围堰基础的防渗处理进行灌浆试验，以确定帷幕钻孔的孔距和排距、浆液浓度及配合比、灌浆压力标准等工艺参数，并确定了检查验收标准及方法。
堰坝灌浆时发现坝基地质条件与围堰部位地质条件有一定的差异，更为复杂，因此对堰坝防渗灌浆施工工艺参数进行了调整，灌浆结果表明，灌浆取得了较好的效果。