劈裂灌漿技術在水庫大壩加固工程中應用分析

張軍輝

1 引言

水利工程作為我國除害興利的基礎性工程，對經濟的發展和社會的穩定都具有重要意義。水庫是我國水利工程中的一種，不但能夠攔洪蓄水和調節水流，還能夠進行灌溉、發電、供水和養魚，對區域經濟的發展具有重要的影響。要想充分發揮水庫對地區經濟發展的促進作用，需要更加重視對水庫大壩進行加固，提升水庫大壩的穩定性與可靠性。在對水庫大壩進行加固的過程中，劈裂灌漿技術受到了廣泛的應用，成為現階段最為常用的大壩加固方法之一。

2 劈裂灌漿技術概述

劈裂灌漿技術是指，運用水力劈裂的原理，對質量不好和存在隱患的水庫大壩，在其壩軸線上進行鉆孔和加壓灌注泥漿，從而使大壩形成新的防滲墻體的一種大壩加固方法。將壩體沿著壩軸線進行劈裂灌漿以后，由于泥漿自重和漿、壩互壓的作用，從而形成與壩體牢固結合的防滲墻體，從而對大壩起到防滲和加固的作用。在灌漿以后，對和劈裂縫貫通的原有的裂隙和孔洞進行填充，能夠有效的提升壩體的整體性。在漿、壩互壓和干松土體的濕陷作用下，壩體存在隱患問題的部分得到壓密，從而對壩體的應力狀態進行改善，提升壩體的變形整體穩定性。

3 工程概況

某水庫位于我國南方地區，全長為29.8km，頂高為27.0m，頂寬為7～9m，主要用于防洪和灌溉，該水庫工程由于設計標準較低，在運行的幾十年以來，大壩、溢洪道等主要建筑物中存在著不同程度的安全隱患。

該水庫大壩中存在的安全隱患主要包括碾壓質量差、施工的接頭較多和壩體土塊架空現象，下游的壩坡也出現了排水不暢的現象，在降水以后容易形成積水。還存在較多裂縫，部分堤身出現滲漏的現象。為了消除壩體中存在的裂縫和洞穴，提升壩體的密實度和穩定性，決定對其進行加固，本次大壩加固采用劈裂灌漿技術進行。

4 劈裂灌漿技術在水庫大壩加固工程中的應用分析

運用劈裂灌漿技術進行水庫大壩的加固，不但施工速度較快，工程造價較低，在進行施工的過程中也不會破壞壩前坡的護砌。本文先對該水庫大壩的劈裂灌漿施工進行設計，然后分析了劈裂灌漿的施工要點。

4.1 劈裂灌漿設計

根據水庫大壩的相關標準和本工程的具體情況，從以下幾個方面對其進行劈裂灌漿設計。

（1）布孔。根據實際情況，本加固工程布置兩排孔，每排孔距離壩軸線的上下游為1m，每排之間的距離為2m。兩排孔應該采用交錯梅花形狀進行布置，孔距為2m。

（2）確定孔深。為了確保每個隱患部位都能夠得到改善和處理，提升大壩壩體的穩定性，增強壩體的土體強度和防滲效果，每個灌漿孔和壩基帷幕灌漿相結合至基巖強風化下線的2m，鉆孔的總進尺為1296m。

（3）選擇漿液。為了提升劈裂灌漿施工的效果，應該選擇合理的灌漿材料，必須保證漿液具有良好的穩定性和可灌性，漿液形成的漿體應該具有較強的防滲能力，還應該考慮原材料的造價。通過對當地的黏土泥漿進行物理力學性能試驗，決定采取重粉質壤土作為漿液的主要材料。

（4）確定灌漿壓力。在進行劈裂灌漿施工的過程中，合理的灌漿壓力對施工的質量有著重要的影響。如果對灌漿壓力的控制較為合理，能夠很好的提升劈裂灌漿施工的效果。通過理論計算和試驗，本次劈裂灌漿施工的灌漿壓力控制在98.1kPa以內。

4.2 劈裂灌漿施工

本水庫大壩加固工程嚴格按照施工要求和標準進行，圖1為運用劈裂灌漿技術進行水庫大壩加固的施工流程，本文從以下幾個方面，對劈裂灌漿施工的要點進行分析。

4.2.1 合理的控制灌漿順序

為了提升施工的效果，本次施工應該采用分次分序施灌的方式，該種方式能夠在泥漿進入壩體以后盡快固結，及時的提升壩體的強度，還能夠緩解由于灌漿導致壩體中局部孔隙水壓升高帶來的危險，促使泥漿在灌入壩體以后向兩側移動，粘粒在壩體和泥漿的交接處定向排列，從而形成一層防滲性能較好的泥漿層。通過反復輪灌，能夠形成一道粗細顆粒相同且木紋紙狀的漿體防滲泥墻。在進行具體施工時，應該依次進行第一排和第二排孔的灌注，運用少灌多復的方法，先進行第一序孔的灌漿，待其結束后，再依次進行第二序和第三序孔的灌漿。

圖1 劈裂灌漿施工流程圖

4.2.2 注漿方法的合理選擇

本加固工程采用孔底注漿全孔灌注的方法，將注漿管下至距離孔底的50cm左右的位置，泥漿從注漿管下口流出以后，促使壩體逐漸從下部向上方劈開，在對第一排孔灌漿2～3次或者不吃漿以后，將注漿管向上方提升1～2m，然后再進行復灌，一直到注漿管距離壩頂兩米時為止。第二排孔應該復灌3～4次或者基本不吃漿以后再進行提升注漿管。

4.2.3 劈裂灌漿施工質量控制

要想獲得良好的施工效果，應該重視劈裂灌漿施工的質量控制：①在進行灌漿時，應該先灌稀漿，合理的控制水泥漿比重和灌漿壓力；②應該對每個灌漿孔進行多次復灌，每個孔復灌的次數應該多于6次；③應該在每個孔達到終孔標準以后再進行起管，當漿面不下沉以后再進行填土夯實。終孔標準如下：

（1）第一排孔中的灌漿量應該在多于1m3干土，第二排多于0.5m3；

（2）大壩壩體壩頂的縱向裂縫出現反復冒漿的現象；

（3）通過分次分序反復輪灌以后，壩體不再吃漿，泥漿將壩體內的裂縫進行擠壓密實。

5 結束語

實踐證明，將劈裂灌漿技術運用于水庫大壩加固工程，能夠獲得良好的加固防滲效果，可以有效的提升大壩的穩定性與可靠性。雖然劈裂灌漿技術在大壩加固中的應用已經較為普遍，但是其中還存在著一些問題，我們應該對其進行不斷的探討和研究，確保水庫大壩加固工程的順利進行，確保水庫大壩的穩定性，促進區域的經濟發展。

[1]熊永.劈裂式灌漿技術在中小型水庫除險加固工程中的應用[J].水能經濟，2016（4）：280～281.

[2]劉萍.論劈裂灌漿技術堤防加固工程中的應用——以牛尾崗加固工程為例[J].工程技術：全文版，2016（6）：160～161.