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摘要：在水库除险加固方面有许多的施工技术，本文以某工程为例子来具体讲解劈裂灌浆的施工技术在水库大坝的除险加固方面的具体应用。希望通过本文能给广大的施工技术人员提供一些经验。
关键词：劈裂灌浆；除险加固；施工技术
Abstract:: in the reservoir reinforcement construction technology of many aspects, this article takes a project as an example to explain the specific splitting splitting grouting reinforcement concrete construction technology used in dam reinforcement. Hope this article can provide some experience for the construction of the technical staff.
關键词：劈裂灌浆；除险加固；施工技术
Keywords: splitting grouting; reinforcement; construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
一、工程介绍
AA水库位于某县北部，水库大坝为浆砌石重力坝，坝顶高程552.30m，最大坝高30.43m，集雨面积2.87km2，总库容为94.6万m3，属小（二）型工程。受08年6月底台风“风神”的影响，库区降雨量达373mm，库水位骤升，大坝下游坝面多处出现坝体鼓出隆起现象；上游坝面出现三条明显的水平向贯穿性裂缝；坝顶朝下游方向发生明显位移；两岸非溢流坝顶出现多条纵向裂缝；溢流坝面板与坝体间错动、滑落，挑流鼻坎向下游错位损坏。
大坝事故原因主要从坝体稳定设计复核，现场勘察、取样及现场试验等方面分析。AA水库大坝浆砌石体施工质量不合格，砌体密度、砂浆饱满度、砂浆强度、砌筑石料大小等指标均不满足规范或设计要求；导致大坝破坏事故的主要原因是大坝浆砌石体强度低，在“风神”水位工况下坝体530m高程下游侧首先被压坏，继而使坝顶发生了向下游的倾覆大变形，进而导致上游坝面和坝顶的开裂。大坝安全综合评价为三类坝。为此，必须进行除险加固工程以保证水库下游的百姓的生命财产的安全。劈裂灌浆是此次水库除险加固工程大坝防渗分部工程的一部分。
二、劈裂灌浆
（一）坝体劈裂灌浆工艺流程
布置孔位→钻孔→埋管→制浆→灌浆→封孔
（二）施工方法
1、钻孔定位：根据设计灌浆孔位编号用全站仪布设孔位，施工前应对孔位进行校验，误差控制在2 cm之内。
2、钻机就位：孔位布置完成后，钻机就位，安装要平稳、竖直。
3、造孔：采用冲击成孔法开孔，孔口直径Φ89 mm，终孔直径Φ75 mm，钻至设计孔深后下灌浆管。
4、制浆：为满足质量要求，选择黏土与水按设计和规范要求比例用泥浆搅拌机制浆。泥浆经过滤筛流入一级泥浆池沉淀，再倒入二级泥浆池备用。为提高泥浆的和易性、稳定性，可掺入适量的外加剂。
5、灌浆试验：为保证施工质量，可先进行注浆试验，试验段选择在有代表性地层上，测定试验参数作为指导本工程施工的技术参数。根据试验结果确定劈裂压力P、裂缝扩展压力Pc、最大控制注浆压力Pmax、注浆量Q 等。
6、钻孔：顺序从北到南，所用钻机为XV- 300 型或XY100型，钻探方法为干法造孔。
7、灌浆：采用孔底注浆、全孔灌注纯压式方法进行，灌注黏土浆，注浆管下至距孔底0.5 m处。根据设计要求沿平行坝轴线方向，按照环间分序、环内加密的原则，在灌浆区间布孔，一序孔距20 m，二序插入一序之间，三序孔插入一、二序孔之间，孔位保持对称，最终孔距5 m。空压机压力控制在0.2～0.4 MPa以内。施工中有专人对现场灌浆压力表进行观测控制，并做好记录，压力值不得超过最大允许灌浆压力。启动灌浆泵泥浆由射管喷出。浆液劈裂坝体始于注管底部，沿小主应力作用面，逐渐向上发展。孔底注浆施加较大压力致使坝体内部劈开，把较多的泥浆压入坝体，产生挤压变形，待停灌后，坝体产生回弹，有利于提高坝体和浆脉的密度。全孔灌注，浆液从注浆管底部涌出，自下而上、从坝体密实部分向松散部分、从裂缝中间向边缘流动和充填。每次灌浆后，要提一提注浆管，以免孔底堵塞后造成孔口冒浆。灌1～2次后，可提管1～2 m。
（三）灌浆控制原则
1、应先灌直线段，后灌岸坡和弯曲段，并应采用孔底注浆全孔灌注的方法。
2、灌浆开始先用稀浆，经3～5 min 后再加大泥浆稠度，若孔口压力下降和注浆管出现负压，应再加大浆液稠度。
3、灌浆应采取“按序轮灌，少灌多复”的方法，两次灌浆间隔时间不应少于5 天，若坝体堤身干燥或用掺有水泥的泥浆灌注，间隔时间可以缩短。
4、每次最大灌浆量控制在3～5，每孔灌浆次数为5～10次。
5、灌注原则：稀浆开始，浓浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复，控制浆量。
6、岸坡段或弯曲段采用加密孔距，减少灌浆压力和增加复灌次数，几个孔同时灌注等方法进行。
7、在灌浆时，堤坝顶上、下游两堤坝肩处横向水平位移的允许量控制在2～3 cm，裂缝限制宽度控制在3 cm以内。
（四） 终灌标准
本工程终灌标准应根据《土坝坝体灌浆技术规范》要求和施工工艺试验确定的指标，一般情况下当满足下列条件时即可终灌。
1、每孔不少于5次。
2、孔口压力连续三次达到最大压力并趋于稳定。
3、浆液升至孔口时，连续复灌3次不再吃浆。
4、封孔及坝面处理：每孔灌浆完毕后，将灌浆管拔出，往孔内注满容重大于1.5 t/m3的稠浆，直到孔内浆液饱满，待孔内浆液下沉后，然后用黏土封填夯实，恢复坝面。
三、灌浆期间可能出现特殊情况的控制及处理方法
在灌浆施工期间安排专人负责巡视坝坡、坝面，对出现的裂缝、冒浆、单孔吃浆量大、塌坑、隆起和机械故障等问题，可按实际情况分析原因，分别进行妥善处理。
（一）裂缝处理
灌浆期间常见的裂缝有纵向裂缝和横向裂缝，处理方法如下：
纵向裂缝：对被浆液劈开的纵向主裂缝会较快延伸至坝面的情况，可采用孔内下护壁套管的方法处理，若无法采用套管时，可顺裂缝开挖回填夯实。坝轴线两侧的纵向小裂缝，一般深1～3 m，可沿裂缝打浅孔灌浆的方法处理。
横向裂缝：横向裂缝一般多出现在坝坡和坝基凸起处，待裂缝稳定后，在上游坝坡清除坝坡石和垫层滤料，开挖回填夯实。开挖时应垂直坝坡挖深1 m，上口宽2～3 m，底宽1 m，顺坡挖至裂缝的尖灭处。
（二）冒浆处理
坝坡冒浆：上游坝坡出现轻微冒浆时，可采用浓浆灌→停→灌的方法处理。若为下游坝坡冒浆，可做阻浆盖处理或在冒浆处压沙包做反滤层，使其渗清水而不露浆。
坝坡底部严重冒浆：可采用在开动钻机的同时往孔内连续抛干粉搅拌成塑性泥，将冒浆封住。或采用稠浆的同时，用灌浆时间控制冒浆，即不等浆液冒出即停灌，待泥浆固结一段时间后再灌，反复几次直到连续灌浆而不再冒浆。
上游或下游水位以下冒浆：可采取降低灌浆压力、浓浆间歇灌注工艺或掺入水泥等方法。
壩顶冒浆：坝顶冒浆有灌浆初期与灌浆后期冒浆之分，前者可采用减少输浆量的方法处理，后者则为必然现象，可停灌或改灌另一孔。
（三）串浆处理
灌浆中，若邻孔串浆，应立即堵住串浆孔后继续灌浆。
（四）塌坑处理
塌坑一般出现在放水洞上方坝顶和施工交接处。处理塌坑时先排除塌坑内的析水，然后回填黏土并分层夯实，再在坑周围布置灌浆孔灌注浓浆。
（五）隆起处理
灌浆期坝面隆起现象多因坝体土重度小、含水量低，经灌浆后坝体产生湿陷使坡面变形引起。发现隆起时应立即暂停灌浆，查明原因。若因湿陷引起可继续灌浆，灌浆结束后将隆起的护坡石翻修；若发现坝面有滑坡裂缝，应针对情况采取相应措施；对于未灌坝段影响下出现隆起，只是坝体灌浆中的一种暂时现象，不需要处理。
四、灌浆质量控制
（一）对从事钻孔和灌浆工程操作的人员，必须进行培训。未经技术培训或考试不合格的人员不得从事灌浆工序的操作施工。
（二）灌浆工程所用的水、电宜设置专线，以保证灌浆作业连续不断的进行。
（三）造孔、洗孔、灌浆过程中，应加强监测，对上下游坝体漏水、串浆、变形位移等现象，应立即降压并报告有关人员，以便采取措施，并做好详细记录。
（四）灌浆工程系隐蔽工程，应准确地做好记录，并对资料及时进行整理分析，便于指导灌浆工程的顺利施工，为验收工作做好准备。
（五）为了提高工艺和达到预期的灌浆效果，在几个孔的灌浆过程中，应及时进行施工总结和资料整理、分析，所取得的经验和参数，经施工、设计和监理人员研究后，作为施工方案修改、补充、完善的依据。
（六）采用“先稀后稠，少灌多复”的原则，浆液浓度至少4 个等级。两次灌浆的时间间隔不少于5d。
总结
该工程通过劈裂灌浆的除险加固使得水库的险情得到控制确保了水库下游的百姓的生命财产的安全。为此，劈裂灌浆施工技术应该得到广泛的推广因为其在水库的除险方面有显著的效果。希望本论文能给广大的施工技术人员提供一些经验。
参考文献：
1、邹金锋、李亮、杨小礼、胡振南，土体劈裂灌浆力学机理分析，岩土力学 2006, 27(4)
2、武科、马明月，堤坝劈裂灌浆浆液的固结效应，江苏大学学报（自然科学版）2012, 33(2)
关键词：劈裂灌浆；除险加固；施工技术
Abstract:: in the reservoir reinforcement construction technology of many aspects, this article takes a project as an example to explain the specific splitting splitting grouting reinforcement concrete construction technology used in dam reinforcement. Hope this article can provide some experience for the construction of the technical staff.
關键词：劈裂灌浆；除险加固；施工技术
Keywords: splitting grouting; reinforcement; construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
一、工程介绍
AA水库位于某县北部，水库大坝为浆砌石重力坝，坝顶高程552.30m，最大坝高30.43m，集雨面积2.87km2，总库容为94.6万m3，属小（二）型工程。受08年6月底台风“风神”的影响，库区降雨量达373mm，库水位骤升，大坝下游坝面多处出现坝体鼓出隆起现象；上游坝面出现三条明显的水平向贯穿性裂缝；坝顶朝下游方向发生明显位移；两岸非溢流坝顶出现多条纵向裂缝；溢流坝面板与坝体间错动、滑落，挑流鼻坎向下游错位损坏。
大坝事故原因主要从坝体稳定设计复核，现场勘察、取样及现场试验等方面分析。AA水库大坝浆砌石体施工质量不合格，砌体密度、砂浆饱满度、砂浆强度、砌筑石料大小等指标均不满足规范或设计要求；导致大坝破坏事故的主要原因是大坝浆砌石体强度低，在“风神”水位工况下坝体530m高程下游侧首先被压坏，继而使坝顶发生了向下游的倾覆大变形，进而导致上游坝面和坝顶的开裂。大坝安全综合评价为三类坝。为此，必须进行除险加固工程以保证水库下游的百姓的生命财产的安全。劈裂灌浆是此次水库除险加固工程大坝防渗分部工程的一部分。
二、劈裂灌浆
（一）坝体劈裂灌浆工艺流程
布置孔位→钻孔→埋管→制浆→灌浆→封孔
（二）施工方法
1、钻孔定位：根据设计灌浆孔位编号用全站仪布设孔位，施工前应对孔位进行校验，误差控制在2 cm之内。
2、钻机就位：孔位布置完成后，钻机就位，安装要平稳、竖直。
3、造孔：采用冲击成孔法开孔，孔口直径Φ89 mm，终孔直径Φ75 mm，钻至设计孔深后下灌浆管。
4、制浆：为满足质量要求，选择黏土与水按设计和规范要求比例用泥浆搅拌机制浆。泥浆经过滤筛流入一级泥浆池沉淀，再倒入二级泥浆池备用。为提高泥浆的和易性、稳定性，可掺入适量的外加剂。
5、灌浆试验：为保证施工质量，可先进行注浆试验，试验段选择在有代表性地层上，测定试验参数作为指导本工程施工的技术参数。根据试验结果确定劈裂压力P、裂缝扩展压力Pc、最大控制注浆压力Pmax、注浆量Q 等。
6、钻孔：顺序从北到南，所用钻机为XV- 300 型或XY100型，钻探方法为干法造孔。
7、灌浆：采用孔底注浆、全孔灌注纯压式方法进行，灌注黏土浆，注浆管下至距孔底0.5 m处。根据设计要求沿平行坝轴线方向，按照环间分序、环内加密的原则，在灌浆区间布孔，一序孔距20 m，二序插入一序之间，三序孔插入一、二序孔之间，孔位保持对称，最终孔距5 m。空压机压力控制在0.2～0.4 MPa以内。施工中有专人对现场灌浆压力表进行观测控制，并做好记录，压力值不得超过最大允许灌浆压力。启动灌浆泵泥浆由射管喷出。浆液劈裂坝体始于注管底部，沿小主应力作用面，逐渐向上发展。孔底注浆施加较大压力致使坝体内部劈开，把较多的泥浆压入坝体，产生挤压变形，待停灌后，坝体产生回弹，有利于提高坝体和浆脉的密度。全孔灌注，浆液从注浆管底部涌出，自下而上、从坝体密实部分向松散部分、从裂缝中间向边缘流动和充填。每次灌浆后，要提一提注浆管，以免孔底堵塞后造成孔口冒浆。灌1～2次后，可提管1～2 m。
（三）灌浆控制原则
1、应先灌直线段，后灌岸坡和弯曲段，并应采用孔底注浆全孔灌注的方法。
2、灌浆开始先用稀浆，经3～5 min 后再加大泥浆稠度，若孔口压力下降和注浆管出现负压，应再加大浆液稠度。
3、灌浆应采取“按序轮灌，少灌多复”的方法，两次灌浆间隔时间不应少于5 天，若坝体堤身干燥或用掺有水泥的泥浆灌注，间隔时间可以缩短。
4、每次最大灌浆量控制在3～5，每孔灌浆次数为5～10次。
5、灌注原则：稀浆开始，浓浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复，控制浆量。
6、岸坡段或弯曲段采用加密孔距，减少灌浆压力和增加复灌次数，几个孔同时灌注等方法进行。
7、在灌浆时，堤坝顶上、下游两堤坝肩处横向水平位移的允许量控制在2～3 cm，裂缝限制宽度控制在3 cm以内。
（四） 终灌标准
本工程终灌标准应根据《土坝坝体灌浆技术规范》要求和施工工艺试验确定的指标，一般情况下当满足下列条件时即可终灌。
1、每孔不少于5次。
2、孔口压力连续三次达到最大压力并趋于稳定。
3、浆液升至孔口时，连续复灌3次不再吃浆。
4、封孔及坝面处理：每孔灌浆完毕后，将灌浆管拔出，往孔内注满容重大于1.5 t/m3的稠浆，直到孔内浆液饱满，待孔内浆液下沉后，然后用黏土封填夯实，恢复坝面。
三、灌浆期间可能出现特殊情况的控制及处理方法
在灌浆施工期间安排专人负责巡视坝坡、坝面，对出现的裂缝、冒浆、单孔吃浆量大、塌坑、隆起和机械故障等问题，可按实际情况分析原因，分别进行妥善处理。
（一）裂缝处理
灌浆期间常见的裂缝有纵向裂缝和横向裂缝，处理方法如下：
纵向裂缝：对被浆液劈开的纵向主裂缝会较快延伸至坝面的情况，可采用孔内下护壁套管的方法处理，若无法采用套管时，可顺裂缝开挖回填夯实。坝轴线两侧的纵向小裂缝，一般深1～3 m，可沿裂缝打浅孔灌浆的方法处理。
横向裂缝：横向裂缝一般多出现在坝坡和坝基凸起处，待裂缝稳定后，在上游坝坡清除坝坡石和垫层滤料，开挖回填夯实。开挖时应垂直坝坡挖深1 m，上口宽2～3 m，底宽1 m，顺坡挖至裂缝的尖灭处。
（二）冒浆处理
坝坡冒浆：上游坝坡出现轻微冒浆时，可采用浓浆灌→停→灌的方法处理。若为下游坝坡冒浆，可做阻浆盖处理或在冒浆处压沙包做反滤层，使其渗清水而不露浆。
坝坡底部严重冒浆：可采用在开动钻机的同时往孔内连续抛干粉搅拌成塑性泥，将冒浆封住。或采用稠浆的同时，用灌浆时间控制冒浆，即不等浆液冒出即停灌，待泥浆固结一段时间后再灌，反复几次直到连续灌浆而不再冒浆。
上游或下游水位以下冒浆：可采取降低灌浆压力、浓浆间歇灌注工艺或掺入水泥等方法。
壩顶冒浆：坝顶冒浆有灌浆初期与灌浆后期冒浆之分，前者可采用减少输浆量的方法处理，后者则为必然现象，可停灌或改灌另一孔。
（三）串浆处理
灌浆中，若邻孔串浆，应立即堵住串浆孔后继续灌浆。
（四）塌坑处理
塌坑一般出现在放水洞上方坝顶和施工交接处。处理塌坑时先排除塌坑内的析水，然后回填黏土并分层夯实，再在坑周围布置灌浆孔灌注浓浆。
（五）隆起处理
灌浆期坝面隆起现象多因坝体土重度小、含水量低，经灌浆后坝体产生湿陷使坡面变形引起。发现隆起时应立即暂停灌浆，查明原因。若因湿陷引起可继续灌浆，灌浆结束后将隆起的护坡石翻修；若发现坝面有滑坡裂缝，应针对情况采取相应措施；对于未灌坝段影响下出现隆起，只是坝体灌浆中的一种暂时现象，不需要处理。
四、灌浆质量控制
（一）对从事钻孔和灌浆工程操作的人员，必须进行培训。未经技术培训或考试不合格的人员不得从事灌浆工序的操作施工。
（二）灌浆工程所用的水、电宜设置专线，以保证灌浆作业连续不断的进行。
（三）造孔、洗孔、灌浆过程中，应加强监测，对上下游坝体漏水、串浆、变形位移等现象，应立即降压并报告有关人员，以便采取措施，并做好详细记录。
（四）灌浆工程系隐蔽工程，应准确地做好记录，并对资料及时进行整理分析，便于指导灌浆工程的顺利施工，为验收工作做好准备。
（五）为了提高工艺和达到预期的灌浆效果，在几个孔的灌浆过程中，应及时进行施工总结和资料整理、分析，所取得的经验和参数，经施工、设计和监理人员研究后，作为施工方案修改、补充、完善的依据。
（六）采用“先稀后稠，少灌多复”的原则，浆液浓度至少4 个等级。两次灌浆的时间间隔不少于5d。
总结
该工程通过劈裂灌浆的除险加固使得水库的险情得到控制确保了水库下游的百姓的生命财产的安全。为此，劈裂灌浆施工技术应该得到广泛的推广因为其在水库的除险方面有显著的效果。希望本论文能给广大的施工技术人员提供一些经验。
参考文献：
1、邹金锋、李亮、杨小礼、胡振南，土体劈裂灌浆力学机理分析，岩土力学 2006, 27(4)
2、武科、马明月，堤坝劈裂灌浆浆液的固结效应，江苏大学学报（自然科学版）2012, 33(2)