土坝水库土坝劈裂灌浆施工质量制约

摘要：劈裂灌浆技术具有诸多优势，近十几年来在水库防渗加固中的运用比较广泛。但由于施工技术有一定难度，因此，应注意施工的质量控制，才能保证灌浆的质量。本文结合劈裂灌浆技术在水库土坝防渗加固应用实例，论述了劈裂灌浆施工前、施工中、施工后的质量控制措施，以保证灌浆的质量，达到预期设计效果。
关键词：劈裂灌浆工艺；灌浆施工；质量控制；变形观测

1 工程概况

乾务水库是一座以防洪和供水为主，兼顾灌溉、养殖等综合利用的中型水利枢纽工程。乾务水库是在1958年“大跃进”时期靠人工堆筑和夯实而成，由于清基不彻底及填土压实不足，因此从1969年建成至今，坝脚多处渗漏，形成“牛皮胀”，存在较大的安全隐患，经委托勘察单位对坝体进行勘探取样，定性坝体填土疏松及存在软弱层。由于坝土填筑空隙大，密实度不足，形成了坝体渗漏的主要原因。按照设计要求，该工程主坝体防渗处理采用劈裂灌浆施工。

2 劈裂灌浆的加固原理和特点

劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能力，同时通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重分布，提高坝体变形稳定性。

3 水库土坝劈裂灌浆施工质量控制

该工程劈裂灌浆施工质量的优劣直接体现出整个灌浆施工的成效，从而进一步关系到大坝坝身的稳定和安全使用。因此，业主对劈裂灌浆施工质量控制必须做到事前控制、事中控制和事后控制相结合，进行严格质量监控。

3.1 事前控制

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1.1 审批专项施工方案

在施工前要求承包人编制劈裂灌浆专项施工方案提交业主和监理部审核，根据设计图纸和规范要求，认真审核承包人呈报的专项施工方案，如需修改，提出审核意见，要求承包人按审核意见进行修改补充，确保施工方案实用可行。
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1.2 严格控制灌浆土料质量

土料是劈裂灌浆所用的主要材料之一，土料选取是否合适是关系到泥墙成墙质量的好坏，所以土料的物理力学性能，如塑性指数、黏粒含量、粉粒含量、砂粒含量、有机质含量和可溶盐含量等指标必须要达到设计或规范要求，以保证浆液的物理力学性能和泥浆成墙质量。在灌浆前务必督促要求施工单位选取土料，并见证送样到试验室进行检测试验。
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1.3 做好各灌浆孔的编号和分序工作

为了使灌浆施工有序进行，业主应结合设计图纸要求，要求承包人按分序加密原则对灌浆孔进行逐一编号和分序，绘制灌浆孔分序表。灌浆施工前要求施工单位根据设计控制点测量放样出灌浆轴线，并在轴线上按设计孔距、孔位分序原则进行布孔，并在施工现场作出标识，检查是否符合设计要求。
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1.4 进行生产性灌浆试验，确定施工参数

土料试验检测报告各项指标均符合设计或规范要求后，业主应根据设计技术要求，督促施工单位进行生产性试验。试验孔均布置在I序孔上，对试验孔的孔数和布置位置管理人可与设计单位协商确定，一般将试验孔布置在同序相邻孔之间，以便于观测灌浆试验后的成墙搭接效果。
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1.5 对施工人员和施工机械进行控制

要保证工程质量，必须有一支专业的、施工经验丰富的劳务队伍。因此，应投入足够的施工人员，保证施工过程的稳定作业。施工前应仔细检查进场机械设备的完好性和特种上岗人员的持证上岗情况。检查灌浆施工所需配套的仪器检测设备是否合格齐全。施工前应考虑制浆灌浆机械的布置、灌浆泵容量的大小、输浆距离的远近、扬程高低和料场位置等因素，尽量满足施工干扰少、搬迁次数少及交通方便等要求。
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1.6 布置好灌浆变形观测点

督促承包人确定好观测点位置。可以考虑在主坝坝顶两侧路缘石面上每隔一定距离布置若干个位移观测点，以便在灌浆施工前后进行位移观测记录、整理资料，也可以对灌浆前后坝脚或下游的渗漏情况进行拍照记录，对比灌浆前后效果，检查灌浆质量。

3.2 事中控制

有效地控制劈裂灌浆施工，是确保工程质量达到设计要求的关键。因此，在施工过程中管理人员应按照设计图纸施工技术要求及规范要求对施工质量进行把关。
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2.1 钻孔施工控制

(1)进行造孔施工时应先施工I序孔，待I序孔灌浆结束后再进行Ⅱ序孔的钻进、灌浆。灌浆试验孔在钻孔时应采取岩芯，详细描述岩芯的情况，并做好编号，拍照保存。
(2)造孔应保证铅直，偏斜不得大于设计要求的孔斜率。如有条件，业主可要求承包人使用测斜仪进行控制。应用干法造孔，不得用清水循环钻进。施工过程要求施工人员及时做好造孔的记录和描述，如发现特殊情况时，应详细记录并分析处理。
(3)孔深的控制:现场应根据设计钻孔深度对单孔深度进行检查控制，检验方法可采用钢尺丈量钻杆长度或用测绳量测，保证孔深符合设计要求。

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2.2 灌浆施工控制

劈裂灌浆工艺流程见图1。 图1 灌浆施工工序流程图
灌浆施工质量控制要点:
(1)劈裂式灌浆应先灌河槽段，后灌岸坡段和弯曲段。河槽段的坝体内部应力分布比较简单，容易沿坝轴线劈裂，而岸坡段或土坝的弯曲段坝体内部应力比较复杂，沿坝轴线定向劈裂不易控制，所以应先灌河槽段后灌岸坡段。
(2)护壁管的作用是使堤顶不过早劈裂，保证灌浆效果。护壁管为DN100的无缝钢管，长5m。下管方法:悬吊起护壁管放入孔内，上管口在离地1.0m时用布缠绕护壁管，徐徐落下；在离地0.3m时，再用布条二次封堵孔口并填土夯实，防止浆液从孔口冒浆。上述封孔方法在施工中效果较好。
(3) 灌浆材料：采用10%水泥粘土浆，浆液掺加水玻璃，水玻璃与粘土干料重量之比为1：200。根据设计要求，粘土应选用含少量砾的粘土或粉质粘土，其颗粒组成要求如下表所示：
(4)制浆控制。水泥粘土浆要根据设计粘土、水泥配比进行下料拌和，浆液由泥浆泵通过注浆管压入孔内，排气完毕后，关闭阀门，向孔内注浆直至大坝劈裂冒浆。浆液浓度控制见下表：
(5)灌浆原则。灌浆开始先灌稀浆，水泥浆比重控制在1.3g/cm3，待孔口压力突然下降后(劈裂瞬间)应加大浆液稠度继续灌注，容重可在1.5～1.6 g/cm3之间。
(6)分序分次施灌。该工程劈裂灌浆采用单排，分I、Ⅱ两序施工。先对I序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法。“少灌”即控制第每次的灌浆量，初期每次每孔控制灌浆干料量为1. 0～1.5立米，后期为0.5～1.0立米（孔深为5米用量）。“多复”即要求每孔要复灌多次，一般要求孔深少于20米的复灌次数不少于5次，大于20米的复灌次数不少于6次，复灌间歇时间不少于5天。待I序孔灌浆结束后，再进行Ⅱ序孔灌浆。
(7)注浆方法。劈裂式灌浆应采用孔底注浆全孔灌注的方法，注浆灌可下到离孔底0.5m～1.0m位置处，泥浆从注浆管下口沥出，使坝体由下部逐渐向上劈开，复灌2～3次或基本不吃浆时，将注浆管提升1m～2m，达到间隔时问后，再复灌，直至注浆管距坝顶2m左右为止。
(8)压力控制灌浆压力是劈裂灌浆施工中一个重要控制指标，控制灌浆压力以“内劈，外不劈”为原则，应注意掌握起始劈裂压力、裂缝的扩展压力、最大控制灌浆压力。灌浆孔口压力需要现场灌浆试验确定。劈裂灌浆坝顶裂缝只要控制在3cm以内，一般停灌后24h，坝体裂缝即能基本闭合。灌浆的孔口压力按灌浆孔深度控制如下表：

摘自：毕业论文www.udooo.com