劈裂式灌漿在土壩加固的應用

1、劈裂式灌漿在土壩加固的應用摘要：分析劈裂式灌漿的運作機理，例舉在土壩壩體除險加固中的應用，到達預期效果。關鍵詞：土壩壩施工壩加固裂縫灌漿灌漿工藝灌漿效果1土壩壩體灌漿所謂灌漿，就是由灌漿機產生一定的壓力，把配合好的漿液灌進土層或建筑物中的空隙、裂隙及孔穴，以到達防止?jié)B水和固結作用。土壩壩體灌漿依其理論根據(jù)的不同可分為充填式灌漿和劈裂式灌漿。充填式灌漿是利用漿液自重將漿液注入壩體隱患處，以堵塞洞穴和裂隙。劈裂式灌漿是運用壩體壩應力分布規(guī)律，用一定的灌漿壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時灌注適宜的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，堵塞破綻、裂縫或切斷軟弱層，以進步壩體的防滲才能，同時通過漿、壩互壓和濕

2、陷，使壩體內部應力重新分布，進步壩體變形穩(wěn)定性。2土壩壩體劈裂式灌漿機理2.1壩體的可灌性及泥漿劈裂的應力分析實驗證明，在灌漿壓力作用下的粘土泥漿，在具有大孔隙的卵石和粗砂層中，當灌漿壓力超過一定值時，以浸透和劈裂兩種形式出現(xiàn)，對具有小孔隙的細砂、粘土，只能以劈裂的形式存在。因此，土壩心墻粘性土是可灌的，其可灌性決定于壓力泥漿對它的劈裂程度和心墻粘土被壓縮變形的大校灌漿壓力對壩體劈開的方向、長短和寬度，決定于原壩體的應力分布和大校在灌漿壓力作用下，壩體總是沿其最小主應力作用面劈開，即沿壩體縱向劈裂。因此，按照壩體的一般應力分布規(guī)律，通過合理的灌漿工藝，就可以實現(xiàn)對壩體有方案的劈裂，以到達消除隱

3、患且穩(wěn)定壩體的目的。2.2漿、壩互壓的作用機理土壩壩體劈裂式灌漿的任務之一，就是在允許的范圍內盡量增大灌漿壓力，使原來較為疏松的土體在某個范圍之內得到一定程度的壓實；停灌以后，由于孔口壓力的取消和泥漿的濃縮固結，泥漿壓力逐漸減小，壩體那么回彈壓縮泥漿。實際操作中，通過屢次復灌可充分發(fā)揮漿、壩互壓作用，對進步壩體的密實度并保證灌漿質量是有效的。此外，通過灌漿壓力和土的濕化變形，使壩體內部的應力再分配，由應力的不平衡趨向平衡，從而使壩體到達變形穩(wěn)定的目的。2.3泥漿的排水固結當停頓灌漿之后，孔口壓力在漿縫中下降到零時，泥漿中孔隙壓力等于泥漿柱壓力。當泥漿的析水完成后，漿體的孔隙壓力將逐漸小于泥柱壓

4、力，此時，漿體由析水濃縮階段進入排水固結階段。因下部泥漿受的壓力較大、滲徑短，泥漿的固結硬化順序是自上而下的，這有利于盡早發(fā)揮漿體的截滲作用。由于泥漿水份排向壩體內而固結，在漿體的程度截面上其固結順序是自外向內的，即靠近壩體的漿體局部先固結，然后向里固結，漿體的中心局部最后固結。這對于盡早發(fā)揮漿體的阻水作用，進步漿體的防滲才能是有益的。3工程實例分析3.1泮坑水庫土壩劈裂灌漿泮坑水庫屬小(一)型水庫，壩型為均質土壩，最大壩高31.5，壩長144，壩頂高程374.2，興利庫容446.4萬3，集雨面積4.35k2。該水庫運行10多年來，壩外右岸高程305.0出現(xiàn)兩處漏水，壩外坡反濾棱體高程303.

5、0至高程307.0濕坡極為嚴重，大部表現(xiàn)牛皮脹，局部呈沼澤狀。灌漿設計是在壩體軸線布1排孔，分兩次序施灌，一序孔距為6，最終孔距3。根據(jù)壩體隱患和表現(xiàn)病態(tài)，定河槽段孔深最大為20，即到達壩體高程304.0，岸坡段打至沖擊不進為止。河槽段漿體厚度為20，岸坡段以孔口壓力控制。漿液先稀后稠，比重12.4kN/313.4kN/3。灌漿孔口壓力，以始灌的啟開峰值為根據(jù)。要求在時間允許的情況下，盡量增加復灌次數(shù)。施灌一序孔打22孔，進尺346.2、注干土量159072kg，最大注入漿量發(fā)生于樁號0+054和0+100兩處壩段。在一序施灌中均采用復灌、輸灌，復灌次數(shù)掌握在2次4次間。在河槽段漿體，相鄰各孔

6、均出現(xiàn)串通，漿體主脈根本沿軸線連續(xù)形成。二序打21孔，進尺334.6、注入干土量7363kg。二序孔施灌與一序孔相隔1個月左右。此次灌漿河槽段漿脈厚度理論計算可到達27，兩岸坡段接觸不良的沉降量達69。這說明灌漿效果較好。3.2嶺埔水庫土壩劈裂灌漿嶺埔水庫位于仙都溪上游的支流，屬小(一)型水庫，為粘土心墻土壩，最大壩高54.2，壩頂高程333.64，總庫容387萬3，興利庫容282.4萬3，集雨面積17.5k2。水庫大壩開工于1982年2月，由于大壩在施工時填土質量差，壩后有滲漏現(xiàn)象。灌漿設計是在壩軸線處布置1排灌漿孔，孔距6.0，孔數(shù)23孔；在壩軸線上游側1.0布置另1排孔，孔數(shù)23孔?？傔M尺1200，河槽段分兩序進展施灌。灌漿孔口壓力現(xiàn)場測定，以始灌的啟開峰值為根據(jù)。施灌總灌入干土量457t，理論計算含15.5kN/3容重漿體約500多3，河槽段平均漿體厚度18.9，岸坡段9。通過灌漿，于壩軸線形成連續(xù)的漿脈，河槽段漿體厚度達18.9，對壩體的防滲性能起到較好的作用。通過屢次復灌，充分發(fā)揮漿、壩互