浅谈劈裂灌浆技术在处理小型土石坝坝体渗漏中的 应用 官萍贵州东方世纪科技有限责任公司项目管理部贵州贵阳５５０００ｌ 【摘 要】本文通过从坝体产生渗漏、裂缝隐患的原因入手，结合灌浆的加固原理、灌浆设计技术要点、灌浆施工技术要点等方面， 论述了劈裂灌浆在水库的防渗处理中应用的实用性、有效性。 【关键词】坝体 渗漏 劈裂灌浆 防渗处理 中图分类号：ＴＶ５２文献标识码：Ａ文章编号：１００９—４０６７（２０１０）０８—３４７—０１ １、前言 土石坝由于它具有良好的适用性和经济性，目前，是世界坝工建设中 应用最为广泛和发展最快的一种坝型。土石坝建成后，经过多年运行，坝体 产生老化是普遍存在的问题。当坝的力学稳定性或水力学稳定性受到破坏时 就会对坝体结构产生安全隐患。对于出现老化及异常隋况的土石坝，为了防 止其产生渗透破坏直至产生溃坝等工程事故，必须根据情况对其进行加固修 复处理。本文通过分析水库坝体渗漏的原因，介绍劈裂灌浆技术在小型水库 防渗处理中的应用。 ２、水库坝体渗漏原因分析 （１）水库坝体建坝时由于透水层没有采取有效的防渗措施，水平防渗 的长度或垂直防渗的厚度不够未取得防渗效果，而产生的渗漏问题。 （２）坝体施工质量差。坝体铺土厚薄不均，碾压不密实、造成坝体碾 压密实度较差、土体渗透系数较大、坝后浸润线出逸点过高以及出现不均匀 沉降而产生裂缝等质量问题。 （３）坝内涵管与坝结合不严密，土体与涵管接触界面未采取止水防渗 措施，沿涵管周边形成渗漏，严重时形成坝体迎水面塌陷；加之坝身的涵管， 由于其强度和基础变形考虑不周而断裂破坏，有压水流通过裂缝沿管壁及坝 坡薄弱部位渗出等因坝体结构不合理，而产生的渗漏问题。 受到以上因素的影响，当水库蓄水后，在水压力作用下，水流会沿着 坝身土料、坝基土体中的 Ｌ隙渗向下游，导致坝身出现渗漏问题，对水库造 成很大的安全隐患，影响水库功能及效益的发挥。 ３、劈裂灌浆的加固原理 坝体劈裂灌浆是从坝体产生渗漏隐患的原因人手，利用坝体主应力的 分布规律进行布孔，依据水力劈裂原理，施加一定的灌浆压力，有计划有控 制地劈裂坝体，灌注适宜的泥浆，通过浆坝互压和坝体的湿陷固结等作用， 使所有与浆脉连通的裂缝、洞穴、水平疏松层等隐患得到充填挤压密实，形 成竖直连续的浆体防渗帷幕。改善坝体内部的应力状态，提高坝体的渗透稳 定性和变形稳定性。 ４、劈裂灌浆设计的技术要点 ４．１灌浆孔的布置 劈裂灌浆的布 Ｌ，应按河槽段、岸坡段、弯曲段不同的部位分别进行 布孔设计。在河槽段，一般沿坝轴线单排布孔，如果坝体普遍碾压质量不好 时，可双排或三排布孔。河槽段的布孔可按２－３序布 Ｌ，孔距一般为５ １０ｍ， 亦可通过灌浆试验确定。在岸坡段和弯曲段，应适当缩小孔距。 ４．２造孔深度的确定 造孔深度应大于隐患深度２～３ｍ。泥墙的设计厚度一般可采用５～ ２０ｃｍ，应根据土坝土质、碾压质量、隐患性质和坝高等情况合理确定。当坝 体的渗透系数大于或等于１０—４ｃｍ／ｓ，或坝体存在上下游贯通的水平砂层时， 应专门计算泥墙的厚度，并进行渗透破坏验算和专门试验研究。 ４．３灌浆压力的确定 灌浆压力值影响裂缝的大小、泥浆流程的远近、浆坝互压效果。施工 时应经计算和现场试验确定。 ４．４制浆材料的选择 制浆材料本着降低工程造价的原则，一般应就地取材，使用场地土料。 对于劈裂灌浆防渗材料主要是粉质粘性土。 ４．５泥浆浓度的控制 泥浆的设计容重可根据不同的土坝，不同的灌浆方法和浆液中粘粒含 量多少提出要求，灌浆一年后应为１．４～１．６ｔ／ｍ３。对灌浆土料的选择塑性 指数８％～１５％，粘粒含量２０％～３０％，有机质含量小于２％。为加速浆液凝固 和提高后期强度，可掺入适当水泥，水泥掺量可为１５％左右，必要时通过试 验确定。 ５、劈裂灌浆施工的技术要点 ５．１钻孔 根据坝体的高度和部位选择钻机造孔。 ５．２劈裂灌浆施工 劈裂灌浆施工采用“坝体分段、分序钻孔、孔底注浆、全孔灌注、综 合控制、少灌多复”的原则，以加强浆液在坝体中的析水固结，提高防渗泥 墙的质量。 ５．３制浆 采用搅拌机湿法制浆，随时测定泥浆密度，控制达到设计要求。开始 采用稀浆灌注，待坝体被劈裂后，改用浓浆。 ５．４灌浆 施灌原则是“稀浆开始，浓浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复， 控制浆量”。开灌浆液浓度先稀后浓，等孔口压力突然下降后，将比重逐步 提高。每个灌浆孔都要经过多次复灌，前两次应避免坝顶裂缝，一般灌了三 次后控制压力，使坝体出现劈裂缝，首次裂缝宽度控制在３ｃｍ以内。每孔复 灌次数６次以上，每孔复灌间隔时间在５ ７ｄ。孔口压力控制在设计最大允许 灌浆压力之内。 ５５终孔标准 当浆液升至劈裂缝顶面，如连续３次不再吃浆或坝顶连续３次冒浆即可 终止灌浆，直观上要以饱、满、实为度。 ５．６封孔 在终灌后，先将注浆管插入孔底，再注入浓浆将稀浆或清水置换掉，直 至浓浆（采用０．５：ｌ以上的浓浆）填满全孔为止，待浆液折水沉淀后，再 进行第二次封填，直至浆面升至坝顶不再下降为止，最后填入土夯实。 ５．７施灌期观测 在灌浆期间，应设置专职观测人员对坝顶沉陷、坝顶裂缝和坝坡漏浆、 坝后排水、下游渗水及库水位变化、孔口压力过程线和孔内应力进行认真的 观测，并收集整理观测成果 另外用仪器对大坝进行横向水平位移施测，一 天两次，以确保施灌安全。 ５．８灌后质量评价 劈裂灌浆完成以后，经过一段时间，等粘土浆完全析水固结后．随机 对灌浆的部位进行开挖，检验泥墙的生成质量。 ６、结语 劈裂灌浆技术是提高坝体防渗能力和改善土坝应力状况的有效措施。 因其具有质量可靠、施工速度快、投资小、见效快、设备和技术简单、操作 方便等优点，目前在处理碾压不实或老化、出现大面积渗透或变形的小型土 坝坝体除险加固工程中已被广泛地运用，并已取得明显的经济效益和社会效 益。经工程实践证明采用劈裂灌浆技术对坝体进行防渗加固处理，是较理想 的一种方法。但值得一提的是，在具体操作中应注意加强施工管理，保证灌 浆的质量，才能达到预期的效果。 参考文献 ［１］ 土坝坝体灌浆技术规范》（ＳＤ２ ６ ６—８ ８）． ［２］ 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（ＤＬ／Ｔ５１ ４ ８—２ ０ ０ｉ）． ［３］ “劈裂和充填灌浆法”在小型水库大坝除险加固中的应用．周正新． 《湖南水利水电》２ ０ ０ ８年第一期． ２０１０．０８ 中国电子商务 ３４７
