論文導(dǎo)讀：我國有大量的小土壩，因某些土壩的填筑質(zhì)量差，抗?jié)B坡降低，壩后發(fā)生大面積散浸、管涌、流土等滲透破壞現(xiàn)象，加之管理放松，因此垮壩事件時(shí)有發(fā)生。田地水庫大壩壩體采用劈裂灌漿防滲技術(shù)，造價(jià)低，質(zhì)量可靠，是一個(gè)成功的工程實(shí)例。

關(guān)鍵詞：劈裂灌漿，小土壩

　　我國有大量的小土壩，因某些土壩的填筑質(zhì)量差，抗?jié)B坡降低，壩后發(fā)生大面積散浸、管涌、流土等滲透破壞現(xiàn)象，加之管理放松，因此垮壩事件時(shí)有發(fā)生。隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，盡快解決小型土壩的防滲加固問題，已成為當(dāng)務(wù)之急，應(yīng)當(dāng)有一種較適應(yīng)的新技術(shù)，以供需求。田地水庫大壩壩體采用劈裂灌漿防滲技術(shù)，造價(jià)低，質(zhì)量可靠，是一個(gè)成功的工程實(shí)例。

　　1.基本情況

　　田地水庫位于撫溪支流上游的永定縣培豐鎮(zhèn)上和村北部，距下游田農(nóng)水庫約7km，是一座以灌溉為主兼有防洪的重要小(一)型水庫。水庫壩址以上集雨面積5.8km2，水庫正常蓄水位601.80m，相應(yīng)庫容為84.0萬m3。

　　 水庫樞紐工程由主壩、溢洪道、輸水涵洞、壩后電站等建筑物組成。大壩為均質(zhì)土壩，壩高26.0m，壩頂長152.50m。壩體為殘坡積土填筑，顆粒粗：礫砂約占40％，粘土占15％�；鶐r為強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖，裂隙發(fā)育，大部分裂隙大于允許開度。大壩在設(shè)計(jì)和施工期間未設(shè)砼底板，土料直接填在裂隙發(fā)育的基巖上,加之填土疏松，干密度為1.42～1.46g/cm3,水庫蓄水以后，壩后坡出現(xiàn)大面積散浸，壩基接觸帶發(fā)生沖刷，為此水庫運(yùn)行期一直控制水位，妨礙了正常蓄水。論文參考網(wǎng)。

　　2.防滲加固設(shè)計(jì)

　　該壩的特點(diǎn)是：短、矮、壩體疏松，壩體和接觸帶已發(fā)生了嚴(yán)重的滲透破壞。針對(duì)上述特點(diǎn)，進(jìn)行了下述幾種設(shè)計(jì)方案的比較。

　　2.1劈裂灌漿防滲技術(shù)：劈裂灌漿，沿壩軸線附近布置兩排灌漿孔，排距1.5m，孔位梅花狀布置,分二序施工�？拙�:河槽段4m，岸坡段2.5m，孔深以進(jìn)入基巖0.5m 為準(zhǔn)，灌漿孔口壓力為0～0.5mpa，帷幕厚度：平均50～200mm（累計(jì)），且壩頂處累計(jì)厚度不小于30mm。主排孔沿壩軸線布置，以建立連續(xù)的防滲帷幕;副排孔沿主排孔上游布置。通過壓力泥漿的劈裂、擠壓、滲透、充填、濕化固結(jié)，解決壩體的滲透穩(wěn)定和變形穩(wěn)定。施工期90天，概算28萬元。

　　優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡單，施工期短，造價(jià)便宜，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

　　缺點(diǎn)是：工藝要求較高，要有專業(yè)隊(duì)伍施工。

　　2.2砼防滲墻：沿壩軸線布置，墻厚40cm，施工期120天，概算88萬元。論文參考網(wǎng)。

　　優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

　　缺點(diǎn)：造價(jià)較高，施工期較長，設(shè)備龐大，調(diào)遣費(fèi)用高，因工程量少，施工隊(duì)伍難以接受。

　　2.3鉆孔灌注樁加高噴（旋噴樁）：灌注樁間距1.0m，樁徑0.7m，樁之間加高噴，概算112萬元。

　　優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)量較穩(wěn)定可靠，當(dāng)?shù)厥┕り?duì)伍好調(diào)動(dòng)。

　　缺點(diǎn)是：造價(jià)太高，施工期長。

方案1劈裂灌漿(1)：是該壩加固設(shè)計(jì)采用的方案，通過該壩變形破壞機(jī)理的耦合分析，是幾種技術(shù)方案中的最優(yōu)方案。因?yàn)榕�裂灌漿可以通過灌漿壓力p=△p+r’h’對(duì)主應(yīng)力不足的土體部分進(jìn)行補(bǔ)充。式中△p:為注漿管頂部的孔口壓力kg/cm2；r’h’:為注漿管孔口至壩體某一高的泥漿柱壓力kg/cm2。p在注漿時(shí)，對(duì)壩體的劈裂和對(duì)兩側(cè)土體的壓縮、充填、滲透、應(yīng)力調(diào)整等起到重大作用。隨著灌漿次數(shù)的增加灌漿壓力p發(fā)生多次對(duì)漿脈兩側(cè)土體的上述效應(yīng)，同時(shí)又經(jīng)多次停灌發(fā)生壩體土的回彈壓縮泥漿，促使泥漿脈的排水固結(jié)硬化。劈裂灌漿的過程，是一個(gè)在壩體內(nèi)部不同應(yīng)力場土區(qū)的應(yīng)力調(diào)整和應(yīng)力再分配過程。論文參考網(wǎng)。

　　綜合上述分析，該方案最大優(yōu)點(diǎn)是解決壩體遇到的滲透穩(wěn)定和變形穩(wěn)定，恢復(fù)壩體的滲透穩(wěn)定和變形穩(wěn)定；造價(jià)便宜；質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

　　3.灌漿施工

　　3.1施工措施：

　　針對(duì)該壩，在灌漿工藝上采取了如下措施：在岸坡段，由于該壩施工期間和竣工后，產(chǎn)生大量的沉降變形，使岸坡段壩頂及其以下相當(dāng)深度的土區(qū)處于沿壩軸方向縱向受拉區(qū)（3），小主應(yīng)力面是垂直于壩軸線的，通過加密布孔，加大灌漿壓力，使小主應(yīng)力面作90度調(diào)整，這一過程第三次復(fù)灌以后才能完成，然后沿壩軸線縱向劈開營造防滲帷幕。在岸坡段低于5m的壩段，沿縱向的小主應(yīng)力面不是太明顯，在施工過中掌握了如下原則：

　　3.1.1加密布孔：兩排梅花形布孔，終孔距離2.5;

　　3.1.2增加鉆孔深度：自壩頂穿過壩體進(jìn)入基巖0.5m;

　　 3.1.3漿液先稀后稠：應(yīng)力調(diào)整階段灌稀漿，比重為1.3g/cm3，營造帷幕階段比重大于1.4g/cm3；

　　3.1.4盡量加大灌漿壓力;

　　3.1.5增加復(fù)灌次數(shù)，不少于6次; 延長灌漿時(shí)間，復(fù)灌間隔時(shí)間不少于3天。

　　3.2施工控制：

　　為了提高灌漿效果，保證壩體在灌漿施工期間的穩(wěn)定，在工藝和施工技術(shù)指標(biāo)上實(shí)行如下控制：

　　3.2.1每次灌漿前后壩坡任意測(cè)點(diǎn)的水平位移量不得超過2cm，壩體開始回彈以后才允許下次復(fù)灌;

　　3.2.2泥漿液的比重，應(yīng)力調(diào)整階段1.3～1.4 g/cm3，構(gòu)筑防滲帷幕期間為1.4～1.5 g/cm3;

　　3.2.3采用孔底注漿工藝，盡量推遲壩頂劈開的時(shí)間，一般第二次復(fù)灌以后才允許劈開壩頂。一次劈開壩頂裂縫的寬度不超過2.0cm，停灌后壩體開始回彈才允許復(fù)灌;

　　3.2.4灌漿壓力（指注漿管孔口壓力）：起劈壓力不限，運(yùn)行壓力維持在零壓力左右，負(fù)壓力出現(xiàn)時(shí)，可增加泥漿比重到1.4 g/cm3以上;

　　3.2.5每次復(fù)灌的間隔時(shí)間為3～5天;

　　3.2.6一次灌漿量：初次0.5～1.0m3/m/次，復(fù)灌1.0 m3/m/次左右，總灌漿量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)泥漿脈厚度要求－設(shè)計(jì)平均厚度0.20m左右。（以灌入土料總量計(jì)算，泥漿脈干容重1.6 g/cm3）;

　　3.2.7終灌標(biāo)準(zhǔn)：壩頂橫向和斜向縫不再出現(xiàn)，注漿管孔口零壓力維持5天不再出現(xiàn)負(fù)壓力，泥漿脈厚度達(dá)到設(shè)計(jì)值;

　　3.2.8封孔：壩頂縱向劈裂縫泥漿脈相連通，泥漿析水后下沉0.3m，硬化后填入干土夯實(shí);

　　4.灌漿效果分析(4)

　　由于該壩是經(jīng)1957年和1977年兩次筑壩加高，壩體結(jié)構(gòu)具有一定的特殊性，導(dǎo)致壩體內(nèi)部應(yīng)力場復(fù)雜，給灌漿造成很大的困難，應(yīng)力調(diào)整階段增長，灌漿量和灌漿工期遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)，由于溢洪道右側(cè)墻外填土不密實(shí)，大壩兩端山體較陡等原因，在壩體靠近溢洪道一側(cè)及左右岸坡出現(xiàn)大量集中漏漿點(diǎn)，后經(jīng)多次調(diào)整、復(fù)灌都得到了徹底的封堵。灌漿竣工后，上述現(xiàn)象全部消失，壩體穩(wěn)定得到保證。

　　4.1滲流變化的分析

　　該水庫土壩劈裂灌漿歷時(shí)90天，灌入粘土620m3，按泥漿脈固結(jié)硬化的干容重1.60 g/cm3計(jì)算,每道主漿脈平均厚度為16.7cm。通過對(duì)灌漿后土壩的開挖驗(yàn)證，泥漿脈在壩體內(nèi)的分布，壩頂以下3m范圍內(nèi)逞各條細(xì)漿脈平行于壩軸線分布，以下呈1～2條主漿脈，厚度在壩高的1/2處最大約30cm，泥漿脈的滲透系數(shù)k=i×10-7cm/s。泥漿脈后壩體土的滲透坡降大大降低，壩體抗?jié)B坡降由灌漿前的0.07提高到灌漿后的0.22，壩后沼澤化和明流已消失，浸潤線出逸點(diǎn)降到河床底高程以下，地表的滲流量為零。灌漿期間壩前出現(xiàn)冒漿點(diǎn)12處，壩后18處，冒漿點(diǎn)和水庫高水位時(shí)間管涌散浸點(diǎn)基本重復(fù)。說明沿壩軸線已劈開形成的連續(xù)的封閉泥漿墻帷幕已和漏水通道貫通，漏水通道已被泥漿封堵。由于泥漿柱的壓力大于水庫高水位水柱的壓力，所以在原漏水通道和一些壩體土很疏松，抗?jié)B坡降很低的土區(qū)，由泥漿柱的壓力所營造的抗?jié)B坡降遠(yuǎn)大于在最高水位時(shí)所產(chǎn)生的水力坡降。從理論分析和今年灌漿后高水位時(shí)的考驗(yàn)證明，土壩的滲透穩(wěn)定問題通過劈裂灌漿所形成的泥墻防滲帷幕和泥漿對(duì)漿脈兩側(cè)壩體土的擠壓、滲透、充填已形成豎直邊續(xù)的防滲帷幕帶，壩體的滲透穩(wěn)定得到了保證。

參考文獻(xiàn)

（1）顧淦臣.劈裂灌漿的理論根據(jù)和實(shí)踐創(chuàng)新.水利建設(shè)與管理，2000，5.

（2）白永年.土壩壩體和堤防灌漿.水利電力出版社，1985，12.

（3）白永年.土石壩加固.水利電力出版社，1992，3．

（4）沈長松．劈裂灌漿防滲加固效應(yīng)分析．水利建設(shè)與管理，2000，5．