劈裂灌漿技術在臨濮沙河水庫的應用
發布時間：2010-01-14 共2頁
一、工程概況
臨濮沙河水庫是一座供山東省菏澤電廠用水的水庫，最大庫容５３６萬ｍ３，位于鄄城縣境內的臨濮沙河上，圍壩長５２０７．３ｍ，壩頂高程５５．５０ｍ，最大壩高９．５ｍ，一般壩高７．５ｍ，壩頂寬６ｍ，為均質土壩，上下游邊坡均為１∶３。壩前坡鋪塑料膜防滲，塑料膜上用干砌石護坡，該壩于１９９０年冬修建，由于是冬季和群眾性施工，土壩碾壓質量很差，壩體內有土塊架空。該壩自１９９１年１２月擋水以來，水庫一直在低水位運行，未達到設計水位要求，水庫經過半年多的運行，在壩頂出現大小塌坑４０多個，有的塌坑直徑２～３ｍ，嚴重威脅大壩的安全，對壩體的處理勢在必行。
臨濮沙河水庫土壩隱患主要是土壩碾壓質量差，施工接頭多，壩體土塊有架空現象，壩面排水不暢，下雨后造成壩面積水，形成塌坑等。針對上述隱患，關鍵是消除壩體中的裂縫、洞穴，增加壩體的密實度，消除壩體的濕陷性，實現上述目標的措施，有開挖加填黏土和劈裂灌漿等，但開挖回填黏土工程量大，造價高，對壩前的塑料膜防滲和護砌容易造成破壞，不宜采用。經多方案論證，最好的方法就是劈裂灌漿方案，其施工速度快，工程造價最低，在施工過程中，對壩前坡的塑料膜防滲和護砌也不會造成破壞。
劈裂灌漿就是沿壩軸線布孔，利用壩體小主應力成基本沿壩軸線分布這一規律，用灌漿壓力沿壩軸線劈裂壩體，灌入泥漿構造漿體防滲帷幕，同時與漿脈連通的裂縫、洞穴等壩體隱患，均被泥漿充填擠壓密實，達到防滲加固的目的，經濟合理，方法簡便易行。
二、灌漿設計
１．布孔
根據壩體隱患的性質，共布三排孔，排距１．５ｍ，第一排孔距上游壩肩１．５ｍ，第三排也距下游壩肩１．５ｍ。第二排孔位交錯梅花形布置，孔距２ｍ。
２．孔深
為了保證隱患部位得到充分處理，第一排孔深９．５ｍ，深入到壩基黏土層，第二、第三排孔深５ｍ，以改善大壩高程５１．０ｍ以上質量較差的壩體結構，增加土體強度和防滲效果。
３．漿液選擇
選用合適的漿液是保證灌漿質量的重要條件，對漿液的要求是：可灌性好，穩定性高，析水固結快，形成的漿體防滲性能強，并且考慮充分利用當地材料和造價低等因素，根據對當地黏土泥漿的物理力學性能試驗，選用重粉質壤土或重壤土，即黏粒含量在２０％～２５％，砂粒含量小于２０％，其余為粉粒，泥漿的容量采用１．３～１．６ｇ／ｍ３。
４．灌漿壓力的確定
灌漿壓力是劈裂施工中一個重要控制指標，當灌漿壓力大于起裂壓力和裂縫擴展壓力時，鉆孔就開始隨裂縫擴展，隨著裂縫的擴展，漿液進入壩體而形成防滲帷幕，灌漿壓力如果控制得好，對于壩體的壓密和回彈，漿體的壓密和補充壩體小主應力不足、保證防滲帷幕的作用等，都能起到好的效果，否則，還有可能破壞壩體的某些結構，甚至出現險情。因此，通過灌漿試驗和理論計算，該工程灌漿孔口壓力一般控制在１ｋｇ／ｃｍ２以下。
臨濮沙河水庫是一座供山東省菏澤電廠用水的水庫，最大庫容５３６萬ｍ３，位于鄄城縣境內的臨濮沙河上，圍壩長５２０７．３ｍ，壩頂高程５５．５０ｍ，最大壩高９．５ｍ，一般壩高７．５ｍ，壩頂寬６ｍ，為均質土壩，上下游邊坡均為１∶３。壩前坡鋪塑料膜防滲，塑料膜上用干砌石護坡，該壩于１９９０年冬修建，由于是冬季和群眾性施工，土壩碾壓質量很差，壩體內有土塊架空。該壩自１９９１年１２月擋水以來，水庫一直在低水位運行，未達到設計水位要求，水庫經過半年多的運行，在壩頂出現大小塌坑４０多個，有的塌坑直徑２～３ｍ，嚴重威脅大壩的安全，對壩體的處理勢在必行。
臨濮沙河水庫土壩隱患主要是土壩碾壓質量差，施工接頭多，壩體土塊有架空現象，壩面排水不暢，下雨后造成壩面積水，形成塌坑等。針對上述隱患，關鍵是消除壩體中的裂縫、洞穴，增加壩體的密實度，消除壩體的濕陷性，實現上述目標的措施，有開挖加填黏土和劈裂灌漿等，但開挖回填黏土工程量大，造價高，對壩前的塑料膜防滲和護砌容易造成破壞，不宜采用。經多方案論證，最好的方法就是劈裂灌漿方案，其施工速度快，工程造價最低，在施工過程中，對壩前坡的塑料膜防滲和護砌也不會造成破壞。
劈裂灌漿就是沿壩軸線布孔，利用壩體小主應力成基本沿壩軸線分布這一規律，用灌漿壓力沿壩軸線劈裂壩體，灌入泥漿構造漿體防滲帷幕，同時與漿脈連通的裂縫、洞穴等壩體隱患，均被泥漿充填擠壓密實，達到防滲加固的目的，經濟合理，方法簡便易行。
二、灌漿設計
１．布孔
根據壩體隱患的性質，共布三排孔，排距１．５ｍ，第一排孔距上游壩肩１．５ｍ，第三排也距下游壩肩１．５ｍ。第二排孔位交錯梅花形布置，孔距２ｍ。
２．孔深
為了保證隱患部位得到充分處理，第一排孔深９．５ｍ，深入到壩基黏土層，第二、第三排孔深５ｍ，以改善大壩高程５１．０ｍ以上質量較差的壩體結構，增加土體強度和防滲效果。
３．漿液選擇
選用合適的漿液是保證灌漿質量的重要條件，對漿液的要求是：可灌性好，穩定性高，析水固結快，形成的漿體防滲性能強，并且考慮充分利用當地材料和造價低等因素，根據對當地黏土泥漿的物理力學性能試驗，選用重粉質壤土或重壤土，即黏粒含量在２０％～２５％，砂粒含量小于２０％，其余為粉粒，泥漿的容量采用１．３～１．６ｇ／ｍ３。
４．灌漿壓力的確定
灌漿壓力是劈裂施工中一個重要控制指標，當灌漿壓力大于起裂壓力和裂縫擴展壓力時，鉆孔就開始隨裂縫擴展，隨著裂縫的擴展，漿液進入壩體而形成防滲帷幕，灌漿壓力如果控制得好，對于壩體的壓密和回彈，漿體的壓密和補充壩體小主應力不足、保證防滲帷幕的作用等，都能起到好的效果，否則，還有可能破壞壩體的某些結構，甚至出現險情。因此，通過灌漿試驗和理論計算，該工程灌漿孔口壓力一般控制在１ｋｇ／ｃｍ２以下。
