粘土充填灌漿在壩體防滲施工中的應(yīng)用

【摘要】黏土充填灌漿就是利用用黏土漿液充填補(bǔ)強(qiáng)或頂升壩體受水侵蝕的軟弱地區(qū)，以達(dá)到壩體防滲效果的灌漿方法。在壩體防滲施工中，黏土充填灌漿因其具有較好的防滲效果被廣泛的應(yīng)用在壩體防滲施工中。本文主要結(jié)合工程實(shí)例闡述了黏土充填灌漿在壩體防滲施工中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】黏土；充填；灌漿；壩體；防滲

1.工程概況

某水庫(kù)主壩為漿砌重力壩，壩高43.95m，由于壩體中存在填土松散、均勻性差，土壩壩體內(nèi)有滲漏通道、軟弱層，為提高大壩防滲能力和整體穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)規(guī)定的壓力作用下，對(duì)壩體孔隙充填粘土漿。黏土充填灌漿孔在壩頂布置兩排，孔距為3m，排距為3m，灌漿深度至基巖以下3m。充填灌漿段地質(zhì)為原舊堤回填土厚約5m，往下為3-5m厚的粉砂土或粉質(zhì)粘土層。底部為卵石層。

2.灌漿材料及漿液

2.1 黏土材料

本工程制漿材料為土料和水，土料物理性質(zhì)指標(biāo)如下灌漿所用的漿液為土料，各地的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為重粉質(zhì)壤土和輕粉質(zhì)壤土比較好，所選擇的土料必須符合下列要求：塑性指數(shù)10～15%，粘粒含量20～45%，粉粒含量40～50%，砂粒含量<10%，有機(jī)質(zhì)含量小于2%，可溶鹽含量小于8%。水質(zhì)要求一般為無(wú)雜質(zhì)、無(wú)異味的清淡水

2.2 土料漿液配合比

水質(zhì)要求一般為無(wú)雜質(zhì)、無(wú)異味的清淡水。拌機(jī)把土料及水混合、攪拌成漿，通過(guò)過(guò)濾篩和沉淀清除大顆粒和雜物，灌漿前再通過(guò)35孔/cm2的過(guò)濾篩。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地層條件，采用3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1（重量比）等五個(gè)比級(jí)的黏土料漿液。土料漿液配合比見(jiàn)表1。

3.黏土充填灌漿施工要點(diǎn)

3.1 鉆孔

按設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑墓酀{軸線，首先對(duì)鉆孔軸線進(jìn)行放線、定孔位，孔高程用DS3水平儀進(jìn)行測(cè)量。施工前應(yīng)對(duì)樁號(hào)、孔號(hào)、孔位進(jìn)行校驗(yàn)，偏差嚴(yán)格控制孔位偏差在2cm范圍內(nèi)。校對(duì)鉆孔編號(hào)、位置，然后將鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)孔號(hào)位置，用水平尺校正鉆機(jī)的平穩(wěn)及垂直度，保持鉆機(jī)垂直偏差度小于1度，鉆孔孔斜不得大于孔深2%，開(kāi)始造孔，開(kāi)孔孔徑Φ89mm，終孔孔徑Φ75mm鉆至設(shè)計(jì)孔深后埋下直徑1寸工作管，供灌漿使用。造孔方式采用循環(huán)鉆進(jìn)干法造孔，不得用清水。要求做好造孔的記錄和描述，如發(fā)現(xiàn)特殊情況時(shí)，應(yīng)詳細(xì)記錄并分析處理。鉆進(jìn)時(shí)要根據(jù)地層情況隨時(shí)調(diào)整鉆壓、轉(zhuǎn)速、泵壓和泵量等技術(shù)參數(shù)，提高鉆孔效率并保證鉆孔質(zhì)量。鉆進(jìn)過(guò)程中隨時(shí)注意返水和地層情況，防止燒鉆、塌孔等事故的發(fā)生。

3.2 制漿

為滿足灌漿的質(zhì)量要求，必須對(duì)黏土料進(jìn)行選擇，將符合規(guī)范要求的粘土按不同的水土比把水和粘土送進(jìn)泥漿攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后經(jīng)過(guò)濾篩流入一級(jí)漿池，后流入二級(jí)池。經(jīng)拌和桶調(diào)劑成所需的漿液容重供灌漿使用，并經(jīng)常對(duì)凈漿池的漿液進(jìn)行物理性能的測(cè)試。為提高泥漿的流動(dòng)性、穩(wěn)定性，加速漿液凝固或提高后期強(qiáng)度等目的可以摻入適量的外加劑。

3.3 灌漿

3.3.1 灌漿方法

本次灌漿方法采用全孔灌漿封孔法灌漿，漿液拌制采用集中制漿方式，灌漿采用自動(dòng)記錄儀記錄。

3.3.2 灌漿壓力與注入力

各灌漿段的灌漿壓力應(yīng)結(jié)合注入率，灌漿過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。灌漿壓力控制采用一次升壓法，即盡快達(dá)到壓力，但灌漿過(guò)程中注入率較大時(shí)，采用分級(jí)升壓法或間歇升壓法，并使灌漿壓力與注入率相適應(yīng)。壩體的裂縫、位移量大小，與泥漿孔口壓力等因素密切相關(guān)、相互制約；因此在施灌過(guò)程中對(duì)灌漿壓力嚴(yán)格控制，設(shè)專人進(jìn)行監(jiān)督并記錄，一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象或規(guī)范不允許情況發(fā)生時(shí)，立即停灌并采取相應(yīng)處理措施。

3.3.3 漿液配比和漿液變換

漿液配比：正?？锥尾捎闷胀ㄍ亮蠞{液，水土比采用3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1五個(gè)比級(jí)，開(kāi)灌水土比采用3：1。如遇吸漿量大、大的裂隙、泥夾砂層等特殊孔段則采用土料砂漿、土料—水玻璃漿、土料—氯化鈣漿、土料—粉煤土漿、混合漿液進(jìn)行灌注。

3.3.4 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)與封孔要求

在灌漿段最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率不大于1L/min時(shí)，延續(xù)灌注時(shí)間不少于60min，灌漿即可結(jié)束。封孔采用“全孔灌漿封孔法”。稀漿結(jié)束則用0.5：1濃漿置換后，壓力封孔；0.8：1以上漿液灌注結(jié)束可直接封孔；封孔壓力采用最大灌漿壓力，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)同灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 封孔

當(dāng)灌漿工作結(jié)束后，還要做好封孔工作，封孔的方法很多，大致可歸納為稠泥漿封孔、泥球封孔、中砂封孔和混合土封孔四種；它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)比較，此次試驗(yàn)時(shí)我們選用了稠泥漿封孔法。即停灌抽出注漿管和套管后，分多次向孔內(nèi)灌注稠泥漿；第一次采用高壓注漿管將孔內(nèi)泥漿注滿后，經(jīng)過(guò)24小時(shí)后，若發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)液面下沉，就要及時(shí)補(bǔ)充，然后每隔24小時(shí)觀察一次，只要灌注的泥漿出現(xiàn)沉降，就要即時(shí)補(bǔ)充；直至漿面不再明顯下沉為止，再觀察3～5天即可報(bào)告監(jiān)理工程師安排檢查防滲效果。

結(jié)語(yǔ)

在水庫(kù)大壩工程中，很多工程因?yàn)閴误w防滲土質(zhì)不符合設(shè)計(jì)要求或者碾壓不實(shí)導(dǎo)致壩體產(chǎn)生不同程度的滲漏，因?yàn)楸仨毞e極尋找經(jīng)濟(jì)有效的防滲治理措施，經(jīng)過(guò)多年專研和努力，在實(shí)施灌漿堵滲的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新了黏土充填灌漿的方法，在上述工程的應(yīng)用中取得了良好的防滲效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭威，王廟蘭；高噴和充填灌漿技術(shù)在地基處理中的應(yīng)用[J]；山西水利科技；1994年01期

[2]趙軍；；充填灌漿技術(shù)在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J]；山西水利；2007年01期