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施，其對于保障人民安居樂業以及促進國家經濟增長都具有重要意義。在水庫工作中，對于土石壩壩體的防滲加固工作是關鍵，當前，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，本文就該技術的相關施工工藝進行分析，研究其在土石壩防滲加固工程中產生的可靠性。

關鍵詞：土石壩；防滲加固；劈裂灌漿施工

當前，應用在土石壩防滲加固中的施工技術有很多，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實際工程環境與需要選擇合適的施工技術。大量的施工技術給處理土石壩滲漏的問題提供了大量的技術措施和實踐經驗，但是同時也增加了工程技術選擇的難度，因此只有結合工程實際計劃，是技術應用到最合適的工程中，才能將其最大的效用發揮出來。

1、劈裂灌漿技術主要施工工藝

1.1施工前期準備工作

劈裂灌漿是一種具有針對性的技術手段，主要應用在土石壩壩體缺陷方面。因此，需要做好充分的準備工作。在施工前期，應當對壩體進行勘察，搜集掌握壩體的的工程地質資料、技術資料等。主要包含兩個方面的工作：首先是施工期階段，應當勘察壩體所述的環境位置，區位狀況以及地質水文條件、建設壩體使用的土料，以及該種土料的物理學特性，施工過程中會遭遇的氣候影響，每層需要鋪筑的厚度以及合龍龍口的情況；此外，運行階段的工作也非常重要，主要是壩體在運行過程中的技術資料的收集，掌握壩體的歷年沉陷情況，發生的水平位移，水庫水位和測壓管水位之間的關系、孔隙水壓力的變化形態等，在探查的過程中及時找到異常的位置以及產生的原因，采用井探等工具明確異常位置，好進行下一步的防滲加固處理。

所有的工程地質資料以及技術資料收集完畢之后，需要進行綜合性的技術分析與論證，依據實際情況對劈裂灌漿技術應用在土石壩防滲加固中的必要性與可行性進行分析。此外，準備階段除了上述兩種主要工作之外，還需要進行灌漿試驗，首先確定試驗的各項參數指標，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。此時需要的注意的是，常見的參數指標在技術規范中都有相應的參考，但是仍然需要根據工程實際情況確定具體數值。

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；對于已經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；彎曲的土石壩區段同樣使用梅花形的布孔方式，并適當的將孔距加密處理。

1.3劈裂灌漿的漿液處理

在土石壩防滲加固工程中，劈裂灌漿施工技術對于漿液有著較高的要求，要求穩定性好、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。對泥漿的性能要求主要見以下幾個指標：密度控制在1.3-1.6g/cm3；穩定性在0.05-0.1g/cm3之間；控制失水量；保持膠體率在90%以上。在控制各項指標的過程中，土料的性質、密度大小、粘性顆粒的分布程度等要素很可能出現相互矛盾的關系，因此需要綜合考慮泥漿的整體性能，不要有失偏頗，進行嚴格的試驗選擇漿液。

1.4劈裂灌漿的鉆孔工藝

首先，鉆孔的孔位與孔斜與設計標準相一致，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計標準，孔徑的選擇應當結合具體的灌漿方式，鉆孔的深度至少應當大于壩體隱患位置2m以上，或者直接鉆孔到壩體的覆蓋層中。但是當使用多排布孔的方式且副排孔的位置沒有隱患發生時，副排孔的深度達到主排孔深度的三分之一即可；第三，嚴格挑選鉆孔的方式，在鉆孔過程中使用干鉆或者是進行泥漿護壁，不能夠隨意決定，而是根據工程實際情況進行選擇，確保將土石壩的安全穩定性作為出發點和落腳點。在鉆孔的深度小于25m時，通常采用錘擊打管機，而深度在25m以上時，則選用鉆機進行成孔。

1.5劈裂灌漿的方法與質量控制

灌漿的方式要根據土石壩的具體結構以及孔深等因素綜合進行選擇，在以往，灌漿通常使用從孔口注漿，然后進行全孔灌注的充填式方式，但是隨著施工技術的發展和完善，現在使用的是在孔底實施注漿然后進行全孔灌注的白氏劈裂灌漿法或則是全孔護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，針對高度在50m以上的高薄心墻壩，選擇使用干法鉆孔，在孔深達到土石壩壩體的一半時，將套管下方同時將端部堵塞，長度不能少于2m，然后將鉆孔的孔徑調整，繼續使用干法鉆孔直到深度達到設計規范中的要求。下灌漿管一直到距離孔底深度的0.5-1.0m之間，并進行阻漿，防止漿液向上滲，基于保證壩體穩定性能的條件下，其實劈裂點在壩體底部將孔口的灌漿壓力適當提高以保證灌漿效果。在完成第一次灌漿之后，在3-5d之內上體灌漿管1m左右，然后試試第二次灌注。

質量控制：在灌注過程中可能出現初灌以及復灌不起壓的鉆孔，此時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增多，壩體的密實度也會上升，灌漿的壓力也要更大；平均灌注的將液量需要根據單孔的深度、漿液的密度等指標進行計算，每一序的孔洞灌漿量應該在總灌漿量的60%之上，灌漿的次數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一般在5-8次之間。由于土石壩的壩體質量不可能過于均勻，關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。在初灌中將最大關注量設為平均的2倍，而最小灌漿量則根據灌漿壓力以及冒漿等情況而定。

1.6劈裂灌漿的終灌標準和封孔措施

在現代劈裂灌漿過程中，終灌的標準以肉眼能夠看到的灌漿飽滿、平實等指標為定，當壩頂出現連續三次冒漿，或者連續兩次超過控制的壓力、寬度與位移，就能夠認定符合終灌的標準。在灌漿工作完成之后，壩頂會出現不平整甚至是裂縫的情況，因此還需要進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：灌漿中會在壩頂出現縱向或者橫向的裂縫，首先需要分析裂縫出現的原因，當出現的是劈裂縫，需要加強對環境的監測，必要時停止灌注；如果是壩頂橫向裂縫，則需要即刻停止灌注，根據裂縫的深淺采取針對性的處理措施；彎曲段裂縫同樣需要停止灌注，按照多孔輪灌的方式進行封堵；冒漿：出現壩頂或者是壩坡冒漿的現象，停止灌注將冒漿的出口挖開，使用粘性土料進行回填，然后進行壓砂處理。如果是動物巢穴冒漿，先將洞口堵塞，然后進行灌注；水下壩坡或者其他建筑構筑物接觸帶出現冒漿，使用稠漿進行間接性灌注。

結束語

總而言之，劈裂灌漿是一種有效的應用在土石壩防滲加固工程中的施工技術，本文基于筆者的自身施工經驗，總結相關的施工技術要點，希望能夠為劈裂灌漿在壩體防滲加固工程中的實際應用提供一定的技術借鑒。

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