高压喷射灌浆技术在建阳市小型水库除险加固中的应用

高压喷射灌浆技术在建阳市小型水库除险加固中的应用

2014年10月建材与装饰水利建设高压喷射灌浆技术在建阳市小型水库除险加固中的应用张红英（建阳市水利局）摘要：本文通过对旋喷灌浆技术在建阳市彭墩水库加固施工中应用情况的介绍，以工程实例说明单管旋喷法的施工工艺、施工质量检测方法，并提出施工中应注意的问题。关键词：高压喷射灌浆；水库；除险加固；应用中图分类号：TV543文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）43-0119-021高压喷射灌浆技术原理高程坝轴线处，旋喷桩号为0-002~0+163m，孔距0.45m（可按现高压喷射灌浆技术是通过在地层中的钻孔内下入喷射管，用场试验调整），成桩直径不小于0.55m，孔斜率臆0.5%，旋喷桩之高速射流（水、浆液或空气）直接冲击、切割、破坏、剥蚀原地基材间的搭接逸0.10m，旋喷深度至土石分界线下1.0m。单管高压旋喷钻孔总进尺7618m，灌浆总进尺7618m，防渗面积3265m2，最料，受到破坏、扰动后的土石料与同时灌注的水泥浆或其它浆液发生充分的掺搅混合、充填挤压、移动包裹，至凝结硬化，从而构大的防渗墙高度为25.70m。成坚固的凝结体，成为结构较密实、强度较高、有足够防渗性能4高压旋喷灌浆施工工艺的构筑物，以满足工程需要的一种技术措施。（1）造孔：按设计孔位在坝顶安装XL-50型旋喷钻机。对钻2工程概况及存在渗漏问题机底座进行纵横向整平、对中，直至钻杆垂直于引孔预埋管。单建阳市的莒口后山、樟布2座小（1）型水库列入2009年度国管钻孔中心距为0.45m。债小（1）型除险加固项目，童游街道的水尾、彭墩、将口周垅3座（2）安放灌浆管：用特制提升连接钻杆（注浆管每节2m）并逐小（1）型水库列入2010年度国债小（1）型除险加固项目，项目补节安装，把带合金钢片的喷头体钻穿坝体至设计孔深，边下钻边助金额大，在设计中均采用了高压喷射灌浆技术对土坝进行防注入低压水冲洗防堵。同时注意机械振动和及时量测调整校正渗处理，都取得了较好的防渗效果。下面以童游街道彭墩水库为垂直度，使钻杆偏差臆0.5%。例：（3）注浆施工：注浆材料应使用425号早强型水泥。注浆方式彭墩水库工程位于建阳市童游街道，是一座结合防洪、养殖为压入式上行法，自下而上，当喷管下至设计深度注浆开始时应等综合利用的小（一）型水库。水库建于1978年，库区集雨面积先试喷，待注浆压力达到28MPa时才提升注浆管进行旋喷，旋喷3.97km2。水库按50年一遇设计，500年一遇校核设防。过程主要技术参数为：水库除险前存在主要问题：在库水位高于121.30m时就会出玉浆液喷射压力=22耀25MPa；现渗漏，渗漏面积约为316m2，当水库在正常水位下运行时甚至域浆液比重=1.42~1.60g/cm；会出现成股的细流。芋提升速度10~15cm/min；根据地质资料分析，土坝渗漏原因主要为：坝体填土不均匀，郁旋转速度20~25r/min；碎砾石及砂含量约占26%，坝体分层填土的结合情况较差。坝体吁钻杆垂直度臆0.5%；填土与坝基坡积粉质粘土层存在接触渗漏，这是大坝渗漏的主遇孔距=0.45m（按现场试验调整）；喻渗透系数：k<10-6cm/s。要原因。在单管旋喷开始施工时，要进行现场试验以具体确定旋喷孔3高压旋喷灌浆设计径，每一座坝体填土的标准贯入锤击数不同，高压喷射注浆固结（1）除险方案为：从坝顶采用单管高压旋喷构筑垂直防渗墙，体的直径是不同的，通过现场试验并开挖检验，具体确定单管旋大坝右岸旋喷处理范围向坝外延伸2.0m，大坝左岸旋喷处理至喷孔距，单管旋喷搭接不小于10cm。溢洪道右侧墙，以确保切断大坝与山体接触部位渗漏。高喷机就位后，先在地面进行试喷，定好喷射方向，待各项参（2）具体方案为：加固旋喷墙防渗轴线定在大坝坝顶130.00m·119·n水利建设建材与装饰2014年10月数达到要求后再下喷射管至孔底，先按规定参数进行原位喷射，及上游库水位由校核洪水位128.89m骤降至溢洪道堰顶高待浆液返出孔口、情况正常后方可开始提升喷射。在喷灌过程程127.50m，上游坝坡的稳定性。中，随时监测进浆比重，回浆比重、流量，提升速度等施工参数，采用“土石坝边坡稳定分析程序”计算结果坝边坡在各种工并详细记录。况下的稳定安全系数均达到规范规定的要求，大坝边坡是稳定防渗墙施工完后应进行取芯试验和压水试验，测定防渗墙的的，因此本次加固方案合理可行。抗渗和强度指标。一般防渗工程的高喷灌浆工程质量检查项目主要是墙体的5工程质量检查渗透性，同时要求墙体连续、均匀，厚度符合要求。重要工程高喷由于大坝加固后，改变了原来的防渗条件，必须对大坝渗流板墙应检验其渗透稳定和结构安全。当有特殊要求时，可检查高安全性和坝坡稳定进行计算分析。喷凝结体的密度、抗压强度、弹性模量、抗溶蚀性等。5.1渗流安全性复核6结束语彭墩水库大坝为均质土坝，计算时按最大断面进行计算。计从彭墩水库除险加固采用高喷灌浆后，经过一年来水库蓄水算程序采用水电部天津勘测设计院编写的“大坝渗流计算程情况看，水库背水坡已不再出现渗水现象，土坝防渗效果显著，序”，本程序采用水力学达西定律进行计算。水库充分发挥了效益，保护了下游3个村，保护人口0.31万人，计算工况：耕地0.47万亩及当地一些重要乡镇企业。其余4座小（1）型水库（1）上游库水位为正常蓄水位127.50m，下游无水。采用高喷灌浆处理后，也都解决了土坝渗漏问题，达到了除险的（2）上游库水位为设计洪水位128.50m，下游无水。预期效果，使水库充分发挥了作用。目前，在我市小（2）型水库除（3）上游库水位为校核洪水位128.89m，下游无水。险加固中，高喷灌浆已全面推广应用。（4）上游库水位校核洪水位128.89m骤降至溢洪道堰顶高程高喷灌浆防渗墙适用于淤泥质土，粉质粘土、粉土、砂土、砾127.50m，下游无水。石、卵（碎）石等松散透水地基或填筑体内的防渗，但对含有较多根据渗流分析计算，大坝渗流计算成果见表1。漂石、块石的地层以及坚硬密实的其它土层，因高压喷射流可能表1大坝加固后各工况渗流计算成果表受到阻挡或削弱冲击破碎力和影响范围急剧下降，防渗效果可工况玉域芋郁能达不到预期防渗目的。单宽渗流量（cm2/s）0.00420.00430.000450.0042坝体填土最大水力坡降0.360.380.390.39坝体填土允许渗透坡降0.84（有反滤保护时5~10）收稿日期：2014-10-6从表1成果可知，大坝加固后在各种工况下，通过垂直防渗墙的水力坡降均小于坝体填土最大水力坡降允许值，坝体填土与排水棱体之间设置了反滤层，反滤层质量合格，坝体将不会产生渗流破坏。理论上单宽渗流量很小，因此，本次加固措施可行。本次加固后，大坝渗流稳定。5.2大坝稳定复核查《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），彭墩水库坝址处在地震动锋值加速度为0.05g分区，相当于地震基本烈度为遇度区。按《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）规定，彭墩水库大坝属四级建筑物，在大坝坝坡稳定计算时，不考虑地震力影响，稳定计算断面选取最大断面。大坝稳定计算采用《土石坝边坡稳定分析程序》。大坝坝坡抗滑稳定复核计算所采用的土石料物理力学指标数据，采用地质勘察报告参数，计算工况分别为：正常运用情况：上游库水位为正常蓄水位127.50m，上下游坝坡的稳定性；非常运用情况：上游库水位为校核洪水位128.89m，上下游坝坡的稳定性；·120·