浅谈帷幕灌浆在哈期黑水库除险加固工程中的应用

浅谈帷幕灌浆在哈期黑水库除险加固工程中的应用

浅谈帷幕灌浆在哈期黑水库除险加固工程中的应用李存荣石屏县水利水电勘测设计队摘要：木文对帷幕灌浆在石屏县哈期黑水库除险加固工程中的应用进行探讨和分析。土石坝坝基可采用帷幕灌浆进行防渗处理，帷幕灌浆施工质量可以通过检查孔的压水试验及测压管资料得以验证，只要选择合适的灌浆材料及合理的技术参数，严格控制施工工序，灌浆质量是有保证的，灌浆处理的效果比较明显。关键词：帷幕灌浆；水库除险加固工程；应用一、刖吕哈期黑水库属于珠江流域南盘江水系坡龙河上，坝址以上径流面积0.60km2,主河道长1.038km，河道平均坡降133.6‰,流域平均宽度0.63km,形状系数0.603o水库坝址以上多年平均年径流量为13.0万m3。流域地势呈南北向，东高西高，南高北低，库区为侵蚀构造中山河谷地貌，土壤以灰黄色粘土为主，径流区植被较好，无水土流失现象。石屏县哈期黑水库除险加固工程为小(2)型水库工程，拦河坝为均质土坝，除险加固后坝轴线与老坝轴线一致，坝轴线呈直线布置，坝顶全长74m,坝顶高程为1970.0m,坝顶宽5.0m,最大坝高为16.5m<>哈期黑水库始建于1994年,大坝最大坝高16.5m,坝顶长74m,宽4〜4.8m,坝顶高程1970.0m,上游坝坡为2.25,下游坝坡为2.0。哈期黑水库在工程建设期，由于受历史条件及当时施工技术和施工条件的限制，工程质量得不到保证。水库建成至今，一直带病运行。近年来投入巨额资金对病险水库进行维修加固，使其发挥应有的工程效益。二、坝体、坝基病害分析及防渗处理意见1、病害分析哈期黑水库的建设初期，由于无完整的勘测设计资料，加上历史原因，施工n技术落后以及施工机械缺乏，土料填层厚过大,致使坝体填筑质量差，密实度差，造成坝顶和坝坡变形，凸凹不平。由于体土碾压质量较差，在库水渗透动水压力作用下，孔隙不断加大，造成部分坝体土透水率较大(K=1.6×10-3〜6.5×10-3cm/s),而坝体与坝基接触带渗漏主要在填筑坝体吋未设截水墙,故在库水渗透力作用下造成了坝脚左坝肩结合部接触带渗漏(潮湿面积为84.0m2,并浸水量达0.25L/s)；严重影响坝体稳定和安全。2、处理意见经钻孔勘探水文地质试验及室外渗透试验得知，坝体均为中等透水层(K=6.9×10-3〜6.5×10・4cm/s),坝基土和两岸坡积层透水性中等(K=2.8×10-3〜6.5×10・3cm/s),坝基及坝肩在一定深度透水性相对较大(q=53・88〜57.58LU),因此，对坝体、坝基及坝肩需进行防渗处理。本次推荐防渗方案为坝体、坝启、坝基土及坝基基岩均采用帷幕灌浆处理。三、坝基帷幕灌浆的设计与施工1、帷幕灌浆设计根据哈期黑水库的病害情况以及坝基渗漏条件，对坝体、坝肩、坝基土及坝基基岩均采用帷幕灌浆处理。两坝肩绕渗终点是根据两坝肩渗漏情况分析确定,其长度分别为左与向左坝肩方向延伸10m,右右方向延伸10.00m。坝段帷幕深度是根据帷幕深入相对不透水层(与帷幕防渗标准相等)以下5m。帷幕灌浆孔沿坝轴线向上游布置，灌浆孔均为单排孔，孔距为2.0mo河谷底和坝基防渗底界按透水率q≤10Lu控制，坝体土按透水率K≤1.0×10-5cm/s控制。帷幕厚度根据中华人民共和国行业标准《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001式(6.2.12)进行计算。帷幕厚度T=H/J式中：H最大设计水头，m；nJ——帷幕的允许水力坡降。设计帷幕厚度根据《大坝基础灌浆》式3—5进行计算。设计帷幕厚度「=1.1D式中：D——帷幕灌浆孔孔距，2mo允许水力坡降取为10,灌浆段最大设计水头为15m,因此T=H/J=15/10=1.5m＜设计帷幕厚度「=2.2m满足设计要求。2、帷幕灌浆施工程序及方法左、右坝肩和坝段采用帷幕灌浆防渗处理，灌浆轴线布置于坝轴线上游，按单排孔布置，孔距2・0rm其施工顺序是：测量布置孔位→钻机就位→钻灌浆孔→冲洗钻孔→压(注)水试验→灌浆→后压(注)水→结束封孔。(1)造孔造孔一般采用干打、干钻取土法，或先打入外套，再用钻具加小水量在套管内清扫，一般扫至离套管下档以上0.5rm当遇到较大的碎块石套管无法打进时，用合金钻头进行低速•小水量钻进，钻穿碎块石后，提干孔内积水，套管及时跟进，避免水大量进人坝体。心墙与坝基接触部分土质由于受地下水影响，一般较软，而设计要求套管离心墙底部0.3—0.5m,进行接触段灌浆，因此，在接触段造孔时，往往受钻进吋水压力影响，使心墙受到破坏，从而影响灌浆效果。当套管下至离接触面一定距离后，用小一档口径的套管下至接触面，然后进行接触段造孔，灌浆段长达到后，把外套管硬打至离心墙底部03-0.5m,拔掉内套管,下灌浆管路进行灌浆。上述方法，避免套管在钻进吋受钻杆敲打而松动，影响止浆效果。(2)帷幕灌浆灌浆材料：坝体土灌注水泥粘土浆，基岩灌注纯水泥浆。施工程序和方法:先1n序，再II序，后III序，自上而下分段灌浆法逐序加密进行施工。采用2台100或150型钻机配合灌浆机械自上而下进行施灌，按三序进行并逐序加密的方法进行。灌浆一般控制在正常结束时水泥灌入量达到设计要求的扩散半径即可。不同水库的地质条件千差万别，最好在施工初期，进行不同灌浆压力试验，选择合理的灌浆压力。在灌浆施工中，若发生串、冒浆应降低压力，加浓浆液表面封堵的间歇灌浆措施处理。若发生事故灌浆中断时，必须采取措施冲洗灌浆孔，不能及时冲洗时，在复浆吋要认真扫孔，仍采用中断前的水灰比，若吸浆量同前可继续施灌，否则必须扫孔后重灌。(1)压注水试验灌浆质量检查采用钻检查孔，做压水试验。检查孔的数量为总孔数的10%,一个单元工程内至少应布置一个检查孔。压水试验应在该部位灌浆结束后14天见进行。四、结论防渗处理有许多种处理方法，但是在目前经实践证明，帷幕灌浆施工在防渗处理中最为广泛应用，特别是在我县中小型水库除险加固工程中，经过多个工程的实践，灌浆技术更为成熟。只要选择合适的灌浆材料及合理的技术参数，严格控制施工工序，灌浆质量是有保证的，灌浆处理的效果比较明显。参考文献：⑴肖化文，江义兰，金蕾，曹去修•长沙坝水库除险加固设计卩］・大坝与安全，2008年01期，73-75