劈裂灌浆与帷幕灌浆在土坝防渗中的联合运用

□黄　锋　□许海英（新乡市水利勘测设计院）

劈裂灌浆与帷幕灌浆在土坝防渗中的联合运用

□黄锋□许海英（新乡市水利勘测设计院）

土坝坝体填筑土与坝基接触带的防渗是土坝防渗的重点和难点。在近来的小型水库除险加固设计施工中，土坝防渗一般是采用坝体劈裂灌浆和坝基帷幕灌浆相结合的办法。土坝坝体部分劈裂灌浆形成的防渗泥墙与坝基帷幕灌浆形成的帷幕在坝体填筑土与坝基接触带处搭接，实施有效搭接并形成封闭防渗体是大坝防渗的关键。文章提出通过调整施工工序和利用坝体劈裂灌浆为静压注浆、可间歇反复灌浆的特点，使土坝坝体劈裂泥墙与坝基帷幕灌浆形成的防渗帷幕有效地搭接起来，形成完整的坝体坝基防渗帷幕墙。

坝体劈裂灌浆；坝基帷幕灌浆；搭接；联合运用

0　引言

当前，随着社会经济的高速发展，水利事业越来越受到重视，党中央、国务院明确要求用三年时间基本完成全国大中型病险水库和重点小型水库除险加固任务。河南省20世纪六七十年代建设的一批重点小型水库，也属于病险水库，急需进行除险加固。由于技术和资金的限制，这些小水库在建设时均存在着坝体填筑土碾压不够、坝基岩石风化层清除不彻底的问题，造成坝体坝基渗透系数过大，漏水现象严重，自建成以来带病运行，不能发挥正常的效益，存在很大的安全隐患。

1　存在的问题

目前，在一些小型水库除险加固设计过程中，一般均对大坝采取放缓坝坡、培厚、加高加固坝体等措施，能够使大坝满足洪水位及抗滑稳定要求。但是由于大坝在建设时施工机械较少，施工工艺落后，导致大坝坝体填筑土碾压不够，透水严重，不符合SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》中关于坝体土渗透系数的要求。在除险加固中，考虑采用劈裂灌浆对坝体进行防渗处理。大坝一般均建在基岩上，但是因为当时技术经济所限，在施工时只将河床表层覆盖物进行清除，对强风化层进行简单的开挖处理，未进行灌浆、找平等处理。因此，坝基岩石存在裂隙等透水地质现象，在除险加固中，拟采用水泥帷幕灌浆对坝基进行防渗处理。

采用坝基帷幕灌浆和坝体劈裂灌浆联合运用，具有防渗效果好、就地取材、施工机械轻便、造价低等优点，但要获得理想的防渗效果，务必使坝基帷幕灌浆形成的防渗帷幕与坝体劈裂灌浆所形成的灌浆泥墙形成完整的防渗体帷幕，才能彻底处理好坝体坝基存在的渗流隐患。

2　土坝防渗的重点和难点

土坝坝体填筑土与坝基的接触带以及坝基强风化层的防渗是土坝防渗的重点和难点。这些病险水库在建设时，设计水平低，施工机械化程度低甚至无施工机械，筑坝时采用人海战术，工作面分散，清基不彻底，填筑土人工夯实，十分松散。坝体填筑土与坝基的接触带透水性极强，水库蓄水运用后承受较大的渗透压力，容易形成集中渗流通道，对大坝的安全造成极大的威胁。坝基风化层也未作很好地处理，透水性强，为坝基的强透水带。坝基强风化层在进行帷幕灌浆时上层为坝体填筑土，不能作为优良的止浆顶板，灌浆时很难提高灌浆压力，较难形成完整连续的灌浆帷幕。因此，强风化带的帷幕灌浆也是坝基防渗的难点。

3　有效的工程措施

对坝体坝基渗漏处理过程中，让坝基帷幕灌浆的帷幕和坝体劈裂灌浆的泥墙有效搭接是该部位工程的重点和关键。因此，要充分利用施工工艺，在坝基和坝体填筑土的接触带反复灌注，使坝体泥墙和坝基帷幕形成理想的整体搭接效果。坝体劈裂灌浆和坝基帷幕灌浆均布置在坝体纵轴线上，使坝体泥墙和灌浆帷幕在一个平面内。在施工时采用先下部后上部的施工顺序，即在完成坝基的帷幕灌浆后进行坝体的劈裂灌

浆。坝基进行帷幕灌浆时，采用一次造孔达到设计深度（一般深入相对不透水层下5m），下套管保护坝体段灌浆孔并用卡塞卡在基岩部位，以提高灌浆压力，自下而上分段完成坝基帷幕灌浆。安装劈裂灌浆管底进入坝基强风化层或前期帷幕灌浆质量较差的部位，进行孔底注浆。为加速浆液的排水固结，此时在灌入的粘土浆液中掺加占干土重量15%～30%左右的水泥，灌浆2～3次后，起拔注浆管至管底停留在坝基接触带，灌浆2～3次。起拔注浆管3～6m，改用纯粘土浆在坝体填土层下部注浆，直至劈裂冒浆，满足坝体劈裂灌浆终孔要求后封孔。

4　技术优点

采用坝基帷幕灌浆和坝体劈裂灌浆联合运用的施工工艺，方法简单易行，技术可靠，施工质量易于控制，优点主要有以下几个方面。

4.1经济上节约

坝基帷幕灌浆孔和坝体劈裂灌浆孔均布置在坝体纵轴线上，先帷幕灌浆后劈裂灌浆，部分帷幕灌浆孔坝体填土段可用来作为坝体劈裂灌浆孔，节省了钻孔工程量，加快了施工进度。不过，在施工过程中，对于不再使用的坝体孔在帷幕灌浆结束后采用规范规定的标准封孔；对于用来作为劈裂灌浆孔的坝体孔要采取措施妥加保护。

4.2劈裂灌浆采用“少灌多复”的方法

一般复灌5～6次，每次灌注间隔时间6-8 d，分两序施工。在灌浆过程中，随时根据灌浆观测成果，调整灌浆量，把前期坝基帷幕灌浆的薄弱部位以及坝体填土与坝基接触带未处理好的部位重新灌注，形成好的灌浆质量。

4.3劈裂灌浆压力使坝体内部的应力再分配

使一些主应力不足的土区得到灌浆压力的补充，坝体内部应力由不均衡趋向均衡，可以有效地解决坝体变形稳定问题。

5　结语

坝体劈裂灌浆过程中，如遇到灌浆不起压、吃浆量比较大时，说明此处土体特别疏松，或者存在集中渗流通道，应采用排水固结比较快的浆液，如采用水泥粘土浆，粘土掺加量为30%左右，并应掺加一定量的速凝剂。

（责任编辑：于慧慧）

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