漿砌石壩灌漿治漏加固技術(shù)
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
砌石壩工程在世界上歷史悠久，是重要的壩型之一，數(shù)量較多，我國是世界上建造最多的國家，據(jù)統(tǒng)計壩高15m以上的達(dá)2000余座。這些工程在防洪、發(fā)電、灌溉、供水、旅游等方面發(fā)揮了巨作用。但是由于設(shè)計、施工或老化、退化等原因，有些砌石壩出現(xiàn)壩基、壩體和接觸帶漏水，致使工程效益下降，危及工程安全。
1 漏水原因
漿砌石壩蓄水后，壩下游面、壩后基礎(chǔ)巖及壩頭接合部位有濕潤冒汗的地方稱為滲水，這是一種較普遍的現(xiàn)象。若滲水發(fā)展成為管涌或股水成流則稱為漏水，漏水較嚴(yán)重的壩一般都有較多的出逸點，且水量較。漏水的主要原因有以下幾點：
（1） 壩體局部裂縫、斷裂或壩面勾縫脫落引起漏水；
（2） 壩體無防滲墻或施工質(zhì)量差引起漏水；
（3） 清基不徹底或壩體與壩基結(jié)合不好，造成接觸帶滲漏和壩頭繞滲；
（4） 壩址基巖破碎、裂隙發(fā)育或灰?guī)r地層造成壩基漏水；
（5） 由于壩體長期受凍融、沖蝕、溶蝕和潛蝕作用引起漏水。
2 灌漿治漏加固技術(shù)
2．1方法簡介
2．1．1壩體、壩基帷幕灌漿；主要充填漏洞和 縫隙，防滲裁漏，通過灌漿加固，形成防滲體。此方法 適用于漿砌石重力壩。
2．1．2壩上游面固結(jié)灌漿；堵塞漏洞和縫隙， 加固補(bǔ)強(qiáng)壩體和提高防滲性能，以進(jìn)一步提高壩體的承載能力和完整性。
2．1．3壩下游面追蹤固結(jié)灌漿；在下游壩面有漏水或溶蝕物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注漿管進(jìn)行灌漿，以堵塞漏水通道和壩體空洞、裂縫， 加固壩體，增加壩面穩(wěn)定性和抗沖刷能力。這種反向灌漿工藝，非常適合拱壩和支墩壩工程，對重力壩工程只有搞清揚(yáng)壓力并設(shè)排水孔也可采用。采用這種方法時最好是壩前無水。
2．1，4壩面重新剔勾縫；剔縫后，用高標(biāo)號水泥砂漿、干硬性預(yù)縮水泥砂漿或用防水材料配制高標(biāo)號水泥砂漿勾縫，提高壩面防滲漏能力及壩體穩(wěn)定性、整體性和抗凍融、抗風(fēng)浪淘刷能力。 此方法即“前堵、中截、后追蹤”灌漿治漏加固法。
2．2灌漿前的勘探與試驗為準(zhǔn)確地確定各種灌漿參數(shù)，保證質(zhì)量，首先要進(jìn)行勘探和試驗。
2．2．1壩體和壩基勘探；目的是查清壩體和壩基的現(xiàn)狀，為設(shè)計和施工提供依據(jù)。首先在典型漏水部位進(jìn)行鉆孔勘探，查明壩內(nèi)部的石質(zhì)、膠結(jié)材料密實程度，有無空洞及基巖結(jié)構(gòu)情況等。
2．2．2壓力抬動試驗；目的是查明壩基、壩體 的承壓情況，以確定灌漿壓力。在不破壞原結(jié)構(gòu)的條件下，有效地將漿液壓入壩體內(nèi)部、基巖裂縫、砂礫 石層中，以保證淄漿效果。
2．2．3壓水試驗；目的是為帷幕及固結(jié)灌漿設(shè)計提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并指導(dǎo)施工，保證效果。選擇壩體或壩基典型部位，按照《水利水電工程鉆孔壓水試 驗規(guī)程》進(jìn)行工作，試驗壓力采用設(shè)計灌漿壓力，根據(jù)試驗結(jié)果、單位吸水量(o))值的小，確定漿液濃 度、吃漿量小（o)值越，吃漿量就越，漿液就要適當(dāng)變濃。
2．2．4灌漿試驗；目的是解決帷幕灌漿和固結(jié) 淄漿的影響半徑、漿液濃度及其它參數(shù)等，為布孔和淄漿設(shè)計提供依據(jù)。
2．3設(shè)備及材料選擇
2．3．1造孔設(shè)備；①帷幕灌漿垂直造孔采用回轉(zhuǎn)式液壓鉆機(jī)，如鉆孔淺時，也可采用風(fēng)鉆造孔。② 壩上下游固結(jié)灌漿(即前堵、后追蹤灌漿)造水平孔或斜孔，使用風(fēng)鉆或采用7655型汽鉆機(jī)造孔。
2．3．2灌漿設(shè)備；有攪拌機(jī)、多缸活塞式灌漿機(jī)、承壓輸漿膠管、注漿管、膠塞、壓力表、比重計等。
2．3．3灌漿材料；主要是425“普通硅酸鹽水泥、砂子、粉煤灰、石英粉、水、外加劑等。
2．4布孔和造孔
2．4．1帷幕灌漿布孔，在漏水壩段沿壩頂中心線，以孔距3m、孔徑50mm或75mm為宜，或根據(jù)試驗確定孔距。孔深鉆至漏水部位以下1m一2m，如接觸帶或基巖漏水，鉆孔可鉆至不透水基巖以下lm一 2m。造孔可一次性造孔，也可分序造孔，破碎地帶上下分段造孔、分段海漿，同時在漿體凝固5—7天后，再繼續(xù)向下鉆孔，以防止卡鉆、埋鉆事故發(fā)生。壩體與基巖接觸部位和壩基灌漿，也可采取在上游壩腳 打斜孔或垂直孔灌漿堵漏，但造孔前應(yīng)先清基，在壩腳澆筑0．3m一0．5m厚混凝土，待凝固后再打孔。垂 直或傾角小于5。的帷幕灌漿孔，其孔向的偏差值不得于規(guī)定值。
2．4．2壩上游固結(jié)灌漿布孔；在漏水部位呈 “梅花”型，鉆孔間距和排距l(xiāng)m一3m為宜，根據(jù)漏水 情況確定，鉆孔位置選在砌石“了”縫中；在裂縫部位，可沿裂縫每lm布設(shè)一孔。孔徑為42mm，孔深 0．7m一1．5m，根據(jù)壩體實際情況確定。
2．4．3壩下游面追蹤固結(jié)淄漿布孔；在裂縫部 位沿縫隙每1m布一孔；在其它滲水部位，按照“梅 花”型布孔，排距和孔距2m一3m為宜，布孔位置在 “T”縫中，也可適當(dāng)加密布孔。孔深和孔徑同壩上游面。
2．5施工要求
2．5，1先放空水庫或?qū)焖唤抵凉酀{部位以下，再灌漿施工，并做好灌漿各項記錄。
2．5．2洗孔；灌漿前應(yīng)對孔壁、孔底及裂縫進(jìn)行沖洗，采用風(fēng)水聯(lián)合沖洗方法，水壓力不于本段灌漿壓力的75％，時間以孔深淺確定，直到回清水為止。
2．5．3維幕灌漿；①采用孔內(nèi)循環(huán)法，自上而下或自下而上分段灌漿，最后全孔灌注。分段灌漿時，要在遭漿段以上O．5m處加膠塞封堵。通過論證，也可采用小口徑鉆孔孔口封閉灌漿法；⑨壩體內(nèi)灌漿長度，一船5nt左右較好，孔深不超過8m時，可全孔一次性灌注；⑧灌漿壓力按設(shè)計控制，但要低于抬動試驗極限壓力，一般控制在0．2MPa一 0．4MPa。
2．5．4壩面固結(jié)和追蹤灌漿；①在孔內(nèi)預(yù)埋注 漿管，孔口管周圍用干硬性水泥砂漿填堵，采用內(nèi)徑 20mm鋼管，長50cm，插入孔內(nèi)40cm，外露5Cm“ 10Cm，管頭要加工絲扣，以便與輸漿管連接；⑦采取一組四孔并聯(lián)灌漿法，也可單孔或兩孔一起灌注。對壩后漏水處重點孔位要采取單孔重點灌漿。灌漿壓力按設(shè)計控制，一般采用0．2MPa一0．25MPa。
2．5．5漿液的濃度；灌漿時應(yīng)遵循由稀到濃的原則，根據(jù)壓水試驗逐級改濃。壩體當(dāng)注入漿量于30L／min時，可越級變濃。當(dāng)某一級漿液灌注400L以上，而灌漿壓力和吸漿量均無明顯改變時，可改濃一級漿液灌注。漿液水灰比一般采用重量比8：1、5 ：1、3：1、2：1、1．5：1、1：1、0，8：1、0．6：1、0．5 ：1九個級別。根據(jù)設(shè)計，必要時還可摻和粉煤灰、 砂于、石英粉、鋁粉等。在灌漿過程中，漿液要每隔一小時測定一次比重。
2．5．6灌漿時要分2—3序灌注，同時一定要進(jìn)行復(fù)灌。在設(shè)計壓力下，當(dāng)吸漿量不于O．4L／ mio時，再續(xù)灌30分鐘即可結(jié)束。
2．5．7灌漿孔封孔；帷幕灌漿時，豎孔封孔采用機(jī)械導(dǎo)管法，用1：2水泥砂漿從孔底向上逐漸提升封填密實；壩面固結(jié)灌漿水平孔封孔，采用低水灰比1：2水泥砂漿人工填堵?lián)v實。封填材料最好用膨脹水泥砂漿。
2．5．8特殊灌漿孔處理 (1)灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿時，可采用表面封堵、 加濃漿液、降壓等方法處理。 (2)壩體灌漿串漿時，一是串漿孔正在鉆進(jìn)時， 應(yīng)立即停鉆；二是相鄰孔串漿量時，可兩孔同時并 灌，三是在串漿孔上部用膠塞封堵。 (3)灌漿過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故中斷超過30分 鐘，應(yīng)及時沖洗鉆孔或掃孔后復(fù)灌。 (4)在涌水段灌漿時，當(dāng)涌水壓力超過O．2MPa時。應(yīng)首先測定涌水壓力及涌水量，再采用：①自上 而下用稠漿灌漿法；⑨對壩基可適當(dāng)加壓；②海漿結(jié) 束有屏漿措施，且時間不少于1小時；④必要時加速 凝劑；⑥采用機(jī)械封孔。 (5)壩體吸漿量較難于結(jié)束時，加漿液濃 度，可采取限流、間歇灌漿、漿液中加速凝劑。 (6)灌漿過程中，若有回漿變濃，則應(yīng)改稀漿后 灌注。若回漿仍變濃，則結(jié)束灌漿。
2．5．9加強(qiáng)灌漿觀測；在灌漿期間，應(yīng)隨時觀 測壩體位移、變形情況，發(fā)現(xiàn)問題立即停灌或降低壓 力，采取補(bǔ)救措施。
2．6質(zhì)量檢測
2．6，1質(zhì)量檢測主要以灌漿前后壓水試驗資料、灌漿資料、灌漿前后鉆孔取巖芯資料、孔內(nèi)攝影及蓄水考驗等資料，進(jìn)行比較綜合評定，或者在灌漿 前后用振動測試分析儀檢測壩體質(zhì)量。
2．6．2采取檢測孔檢測壩體灌漿質(zhì)量的原則； ①檢測孔的數(shù)量，一般為孔總數(shù)的5％一10％；②檢 測孔位置，選在灌漿中心線或下游20cm以內(nèi)和壩體漏水嚴(yán)重或吃漿量的部位；⑧檢測孔壓水試驗 壓力值為設(shè)計正常高水頭的1．5倍；④檢測后，按封孔要求進(jìn)行封孔。
2. 6．3灌漿質(zhì)量評定按合格和優(yōu)良兩級；凡各單元工程主要檢測項目全合格，其他檢查項目有70％及其以上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的定為合格。凡各單元工程中主要檢測項目全部合格，其他檢查項目有90％及以上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的定為優(yōu)良。
巖土工程師站點
1 漏水原因
漿砌石壩蓄水后，壩下游面、壩后基礎(chǔ)巖及壩頭接合部位有濕潤冒汗的地方稱為滲水，這是一種較普遍的現(xiàn)象。若滲水發(fā)展成為管涌或股水成流則稱為漏水，漏水較嚴(yán)重的壩一般都有較多的出逸點，且水量較。漏水的主要原因有以下幾點：
（1） 壩體局部裂縫、斷裂或壩面勾縫脫落引起漏水；
（2） 壩體無防滲墻或施工質(zhì)量差引起漏水；
（3） 清基不徹底或壩體與壩基結(jié)合不好，造成接觸帶滲漏和壩頭繞滲；
（4） 壩址基巖破碎、裂隙發(fā)育或灰?guī)r地層造成壩基漏水；
（5） 由于壩體長期受凍融、沖蝕、溶蝕和潛蝕作用引起漏水。
2 灌漿治漏加固技術(shù)
2．1方法簡介
2．1．1壩體、壩基帷幕灌漿；主要充填漏洞和 縫隙，防滲裁漏，通過灌漿加固，形成防滲體。此方法 適用于漿砌石重力壩。
2．1．2壩上游面固結(jié)灌漿；堵塞漏洞和縫隙， 加固補(bǔ)強(qiáng)壩體和提高防滲性能，以進(jìn)一步提高壩體的承載能力和完整性。
2．1．3壩下游面追蹤固結(jié)灌漿；在下游壩面有漏水或溶蝕物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注漿管進(jìn)行灌漿，以堵塞漏水通道和壩體空洞、裂縫， 加固壩體，增加壩面穩(wěn)定性和抗沖刷能力。這種反向灌漿工藝，非常適合拱壩和支墩壩工程，對重力壩工程只有搞清揚(yáng)壓力并設(shè)排水孔也可采用。采用這種方法時最好是壩前無水。
2．1，4壩面重新剔勾縫；剔縫后，用高標(biāo)號水泥砂漿、干硬性預(yù)縮水泥砂漿或用防水材料配制高標(biāo)號水泥砂漿勾縫，提高壩面防滲漏能力及壩體穩(wěn)定性、整體性和抗凍融、抗風(fēng)浪淘刷能力。 此方法即“前堵、中截、后追蹤”灌漿治漏加固法。
2．2灌漿前的勘探與試驗為準(zhǔn)確地確定各種灌漿參數(shù)，保證質(zhì)量，首先要進(jìn)行勘探和試驗。
2．2．1壩體和壩基勘探；目的是查清壩體和壩基的現(xiàn)狀，為設(shè)計和施工提供依據(jù)。首先在典型漏水部位進(jìn)行鉆孔勘探，查明壩內(nèi)部的石質(zhì)、膠結(jié)材料密實程度，有無空洞及基巖結(jié)構(gòu)情況等。
2．2．2壓力抬動試驗；目的是查明壩基、壩體 的承壓情況，以確定灌漿壓力。在不破壞原結(jié)構(gòu)的條件下，有效地將漿液壓入壩體內(nèi)部、基巖裂縫、砂礫 石層中，以保證淄漿效果。
2．2．3壓水試驗；目的是為帷幕及固結(jié)灌漿設(shè)計提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并指導(dǎo)施工，保證效果。選擇壩體或壩基典型部位，按照《水利水電工程鉆孔壓水試 驗規(guī)程》進(jìn)行工作，試驗壓力采用設(shè)計灌漿壓力，根據(jù)試驗結(jié)果、單位吸水量(o))值的小，確定漿液濃 度、吃漿量小（o)值越，吃漿量就越，漿液就要適當(dāng)變濃。
2．2．4灌漿試驗；目的是解決帷幕灌漿和固結(jié) 淄漿的影響半徑、漿液濃度及其它參數(shù)等，為布孔和淄漿設(shè)計提供依據(jù)。
2．3設(shè)備及材料選擇
2．3．1造孔設(shè)備；①帷幕灌漿垂直造孔采用回轉(zhuǎn)式液壓鉆機(jī)，如鉆孔淺時，也可采用風(fēng)鉆造孔。② 壩上下游固結(jié)灌漿(即前堵、后追蹤灌漿)造水平孔或斜孔，使用風(fēng)鉆或采用7655型汽鉆機(jī)造孔。
2．3．2灌漿設(shè)備；有攪拌機(jī)、多缸活塞式灌漿機(jī)、承壓輸漿膠管、注漿管、膠塞、壓力表、比重計等。
2．3．3灌漿材料；主要是425“普通硅酸鹽水泥、砂子、粉煤灰、石英粉、水、外加劑等。
2．4布孔和造孔
2．4．1帷幕灌漿布孔，在漏水壩段沿壩頂中心線，以孔距3m、孔徑50mm或75mm為宜，或根據(jù)試驗確定孔距。孔深鉆至漏水部位以下1m一2m，如接觸帶或基巖漏水，鉆孔可鉆至不透水基巖以下lm一 2m。造孔可一次性造孔，也可分序造孔，破碎地帶上下分段造孔、分段海漿，同時在漿體凝固5—7天后，再繼續(xù)向下鉆孔，以防止卡鉆、埋鉆事故發(fā)生。壩體與基巖接觸部位和壩基灌漿，也可采取在上游壩腳 打斜孔或垂直孔灌漿堵漏，但造孔前應(yīng)先清基，在壩腳澆筑0．3m一0．5m厚混凝土，待凝固后再打孔。垂 直或傾角小于5。的帷幕灌漿孔，其孔向的偏差值不得于規(guī)定值。
2．4．2壩上游固結(jié)灌漿布孔；在漏水部位呈 “梅花”型，鉆孔間距和排距l(xiāng)m一3m為宜，根據(jù)漏水 情況確定，鉆孔位置選在砌石“了”縫中；在裂縫部位，可沿裂縫每lm布設(shè)一孔。孔徑為42mm，孔深 0．7m一1．5m，根據(jù)壩體實際情況確定。
2．4．3壩下游面追蹤固結(jié)淄漿布孔；在裂縫部 位沿縫隙每1m布一孔；在其它滲水部位，按照“梅 花”型布孔，排距和孔距2m一3m為宜，布孔位置在 “T”縫中，也可適當(dāng)加密布孔。孔深和孔徑同壩上游面。
2．5施工要求
2．5，1先放空水庫或?qū)焖唤抵凉酀{部位以下，再灌漿施工，并做好灌漿各項記錄。
2．5．2洗孔；灌漿前應(yīng)對孔壁、孔底及裂縫進(jìn)行沖洗，采用風(fēng)水聯(lián)合沖洗方法，水壓力不于本段灌漿壓力的75％，時間以孔深淺確定，直到回清水為止。
2．5．3維幕灌漿；①采用孔內(nèi)循環(huán)法，自上而下或自下而上分段灌漿，最后全孔灌注。分段灌漿時，要在遭漿段以上O．5m處加膠塞封堵。通過論證，也可采用小口徑鉆孔孔口封閉灌漿法；⑨壩體內(nèi)灌漿長度，一船5nt左右較好，孔深不超過8m時，可全孔一次性灌注；⑧灌漿壓力按設(shè)計控制，但要低于抬動試驗極限壓力，一般控制在0．2MPa一 0．4MPa。
2．5．4壩面固結(jié)和追蹤灌漿；①在孔內(nèi)預(yù)埋注 漿管，孔口管周圍用干硬性水泥砂漿填堵，采用內(nèi)徑 20mm鋼管，長50cm，插入孔內(nèi)40cm，外露5Cm“ 10Cm，管頭要加工絲扣，以便與輸漿管連接；⑦采取一組四孔并聯(lián)灌漿法，也可單孔或兩孔一起灌注。對壩后漏水處重點孔位要采取單孔重點灌漿。灌漿壓力按設(shè)計控制，一般采用0．2MPa一0．25MPa。
2．5．5漿液的濃度；灌漿時應(yīng)遵循由稀到濃的原則，根據(jù)壓水試驗逐級改濃。壩體當(dāng)注入漿量于30L／min時，可越級變濃。當(dāng)某一級漿液灌注400L以上，而灌漿壓力和吸漿量均無明顯改變時，可改濃一級漿液灌注。漿液水灰比一般采用重量比8：1、5 ：1、3：1、2：1、1．5：1、1：1、0，8：1、0．6：1、0．5 ：1九個級別。根據(jù)設(shè)計，必要時還可摻和粉煤灰、 砂于、石英粉、鋁粉等。在灌漿過程中，漿液要每隔一小時測定一次比重。
2．5．6灌漿時要分2—3序灌注，同時一定要進(jìn)行復(fù)灌。在設(shè)計壓力下，當(dāng)吸漿量不于O．4L／ mio時，再續(xù)灌30分鐘即可結(jié)束。
2．5．7灌漿孔封孔；帷幕灌漿時，豎孔封孔采用機(jī)械導(dǎo)管法，用1：2水泥砂漿從孔底向上逐漸提升封填密實；壩面固結(jié)灌漿水平孔封孔，采用低水灰比1：2水泥砂漿人工填堵?lián)v實。封填材料最好用膨脹水泥砂漿。
2．5．8特殊灌漿孔處理 (1)灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿時，可采用表面封堵、 加濃漿液、降壓等方法處理。 (2)壩體灌漿串漿時，一是串漿孔正在鉆進(jìn)時， 應(yīng)立即停鉆；二是相鄰孔串漿量時，可兩孔同時并 灌，三是在串漿孔上部用膠塞封堵。 (3)灌漿過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故中斷超過30分 鐘，應(yīng)及時沖洗鉆孔或掃孔后復(fù)灌。 (4)在涌水段灌漿時，當(dāng)涌水壓力超過O．2MPa時。應(yīng)首先測定涌水壓力及涌水量，再采用：①自上 而下用稠漿灌漿法；⑨對壩基可適當(dāng)加壓；②海漿結(jié) 束有屏漿措施，且時間不少于1小時；④必要時加速 凝劑；⑥采用機(jī)械封孔。 (5)壩體吸漿量較難于結(jié)束時，加漿液濃 度，可采取限流、間歇灌漿、漿液中加速凝劑。 (6)灌漿過程中，若有回漿變濃，則應(yīng)改稀漿后 灌注。若回漿仍變濃，則結(jié)束灌漿。
2．5．9加強(qiáng)灌漿觀測；在灌漿期間，應(yīng)隨時觀 測壩體位移、變形情況，發(fā)現(xiàn)問題立即停灌或降低壓 力，采取補(bǔ)救措施。
2．6質(zhì)量檢測
2．6，1質(zhì)量檢測主要以灌漿前后壓水試驗資料、灌漿資料、灌漿前后鉆孔取巖芯資料、孔內(nèi)攝影及蓄水考驗等資料，進(jìn)行比較綜合評定，或者在灌漿 前后用振動測試分析儀檢測壩體質(zhì)量。
2．6．2采取檢測孔檢測壩體灌漿質(zhì)量的原則； ①檢測孔的數(shù)量，一般為孔總數(shù)的5％一10％；②檢 測孔位置，選在灌漿中心線或下游20cm以內(nèi)和壩體漏水嚴(yán)重或吃漿量的部位；⑧檢測孔壓水試驗 壓力值為設(shè)計正常高水頭的1．5倍；④檢測后，按封孔要求進(jìn)行封孔。
2. 6．3灌漿質(zhì)量評定按合格和優(yōu)良兩級；凡各單元工程主要檢測項目全合格，其他檢查項目有70％及其以上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的定為合格。凡各單元工程中主要檢測項目全部合格，其他檢查項目有90％及以上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的定為優(yōu)良。
巖土工程師站點
