实例分析堤坝地基劈裂灌浆加固工程

工程科技　・２１１・　实例分析堤坝地基劈裂灌浆加固工程　龚华　ｆ安徽水安建设集团股份有限公司，安徽合肥２３０６０１）　摘要：某河位于东西部，是该地区主要行洪河道，河道两岸堤防长２０５ｋｍ。　１９９５年经检查发现有裂缝的堤防占总长的４８％，裂缝　宽度由几厘米到几十厘米，长度由几十米到上千米；有的裂缝深入堤基，有的贯通堤身，在堤脚附近还有许多陷坑。１９９６年曾对局部有隐　患的坝段进行过堤身劈裂灌浆处理，收到较好的效果，但对堤基没有做处理。１９９７年８月，Ａ段内堤决口，外堤进水２ｍ多深，堤外多处发　生管涌漏水，经抢险后没有发生事故。Ａ段堤高４ｍ，顶宽５ｍ，上下游边坡１：２．５，堤外多处砂层外露。经坑探，堤基以下０—４ｍ为粘土夹　粗砂层，４ｍ以下为不良级配的纯净粗砂，堤坡脚处有许多陷坑、鼠洞等隐患，对于该河堤防的处理势在必行。　关键词：堤坝；地基；劈裂灌浆；钻孔；孔距；施工　力学性能试验，选尉Ｉ生能较好的重粉质壤土作为灌浆土料，并掺＾１０％的　制成粘土水泥混合浆液。　该河属于季　『生河流，高水位期主要任务是防洪，保证大堤的安全；　水泥，低水位期，　酋两岸地面积水又通过堤基透水砂层｝ｊ　洞内。对于谚拥道　ｚ７灌浆压力的确定　灌浆压力是堤基产生劈裂的重要条件，当灌浆管出口处的浆液劈裂　的治理，主要是除险力Ｉ１固，而不是防渗。显然，采用将透冰砂层全部　澌的　方案是不合理的，也是不经济的。通过方案比饺，决定采用造价低廉、施工　压力大于钻孔的起裂压渗帷幕。　简单的“堤坝地基劈裂灌浆技术”构造浆体防渗帷幕，尽管这种帷幕是悬　堤基灌浆中，在最大允许灌浆压力之内，尽量采用高压灌浆，以便在　挂式的，但对于削减水头或降低扬压力的确有较　，而目通过建浆使　堤基内形成较好的防渗帷幕。孔口最大允许灌浆压力可用式　堤身和地基的裂缝、洞穴等隐患得到充填，并挤压密实，加固了大堤。　（△Ｐｍａｘ＝ｈ　＋盯－－ｈ　。　１处理方案选择　３灌浆施工　２灌浆设计　２ｌ帷　深度的确定　该项工程自１９９８年３月２３日开始至５月２４日结束，历时６３ｄ，灌　共钻孔１５２个，总进尺１３２７ｍ，灌人干土料约５００ｍ￣，水　该堤基透水砂层厚约２０ｍ，堤高４ｍ，所以土堤对地基直力场的有效　浆堤段长５００ｍ，。　应力影响范围较浅，在这种条件下，堤坝地基劈裂灌浆技术构造的浆体防　泥ｌ５ｔ渗帷幕肯定是悬挂式的。目前确定悬挂式帷幕深度的方法较多，根据具体　３．１灌浆质量控制为保’正饕　，顾量，根据灌浆试验结果制定了如下规　情况应是以除险加固为主，只要使堤坝基础渗流的下游出逸坡降小于下　定：（１　漾方法采用不分序，单孔灌浆采用分次灌注，在头几次灌浆中，尽　以便加速浆体的析水固结，如果出现堤顶的裂缝冒　游土层允许渗透坡降的悬挂式帷幕深度即为所求深度。该土堤透水地基　量避免堤顶出现裂缝，深度约为１５ｍ，上游水头取４ｍ，假设帷幕悬挂深度为５ｍ，绘制流网图，求　浆时直立即停止，隔日再灌。　开始，先灌５ｍｉｎ左右的稀浆，泥浆容重　出渗流出Ｉ＝Ｉ处的渗透坡降ｊ＝０．１３，　游土层的允许渗透坡降ｊ　＝　控制在１２ｋＮ／ｍ　左右，然后泥浆容重提高到１５ｋＮ／ｍ　左右。④每孔灌浆　ｊ＜ｊ　，所以帷幕的悬挂深度５ｍ是安全的。　数次后，基本不再吃浆时，将注浆管提升ｌｍ左右，继续灌浆。　蝴　达到终孔标准，才能起管。当灌浆管拔出后，孔口用稠浆灌满，浆面下沉后　２２浆　堆幕厚度的　十　浆体帷幕厚度可按下式确定：　再灌，直至浆面不下沉为止，最后回填夯实。　丑　３２终灌标准（１晦孔复灌次数达４次以上。　是身纵向裂缝反复冒浆。　ｂ　隅　嶷历时至少６０ｍｉｎ或每孔灌进干土料至　２ｍ　。　畏据灌＾的干　ｉ允：堕　料换算成浆体帷幕厚度，满足设计要求。　３３灌浆中事故的处理。（１吼口冒浆。当沿护壁管或注浆管向Ｅ夏浆　式中：Ｈ为水头（ｍ），该河最高水头为４ｍ；ｊ　为浆体的允许渗透坡降．ｊ　时，应停止灌浆，将护壁管或注浆管周围挖深４０ｃｍ，然后回填粘土夯实，　９的粘土水　破为浆体有反滤条件下的渗透破坏坡降。经试验水泥含量为１∞ｔ即可灌桨。（２龌坡、堤顶冒浆。对于｝黾坡、堤顶冒浆，可采用间歇灌浆的方　泥浆结石的渗透破坏坡降为２００，Ｋ为安全系数，一般取２，ｊ允　法，—般停灌半天唇再灌。④串浆。灌浆过程中，常发　隔孔串浆，可　２００／２＝１００，这样，ｂ＝４／１００＝０．０４ｍ。由以Ｅ设计可知，所构造的粘土水　采用木塞将冒浆管口堵上，也可以间歇交叉灌浆。　黻　堵塞。在开始初　泥浆的浆体防渗帷幕厚度只要大于４ｅｍ，即可满足要求。　灌或复灌时，有时注浆管会被堵塞，这时应将注浆管上提１０～２０ｃｍ，用稀　２３钻孔布置　浆或清水把管冲开。为避免注浆管堵塞，每次灌浆结束前，应将注浆管用　根据堤基劈裂原理，在堤基下一定深度内，受堤的附加应力的影响，　清水冲洗于净。　在堤基轴线处存在铅直的小主应力面，只要沿这一小主应力面进行压力　４灌浆效果检查　灌浆，就能沿堤轴线形成铅直连续的浆体帷幕，所以进行堤基劈裂灌浆，　为了检查堤坝劈裂灌浆的效果，分别在采用套管封孔注浆法灌浆地　必须沿堤轴线布孔。　段挖检查井两个，在采用全孔注浆法灌浆地段挖检查探井—个，在采用套　２．４钻孔深度　管和全孔灌注相间灌浆法灌浆地段挖探井—个，并对原地基土和浆体进　根据堤基Ｊ立力场的主要影响深度和防渗要求确定钻孔深度。—搬认　行了取样试验。试验结　本－密度１．６８ｇ／ｃｍ　陕量６０５０ｋＰａ，压缩系数　为，荷载对堤基中点处的附加小主应力的影响深度为２／３的等效矩形基础　为２６ｘ　１０。ｋＰａｑ，渗透系数为８．５×ｌＯ％ｍ／ｓ。通过探井检查，可以清楚到　宽。如果按这—际准推算，最大响深度为１４ｍ。但是，对堤基劈裂灌浆来　堤基内均沿堤轴线方向形成了连续的浆体防渗帷幕，浆脉—般为１－３条，　说，其深度远小于这——数值。通过现场试验，堤基最大劈裂深度主要发生　深入堤基４￣５ｍ，并目堤基中的浆脉宽度大于堤身中的浆脉宽度，最宽达　在附加小主应力的主要影响范围之内。钻孔的深度直保证所形成的帷幕　２８ｅｍ，地基中的砂层被脉切断，ＮＮＮ￣，Ｉ的疏松土层陂浆液挤嘧实。　满足设计要求和实施这—劈裂深度的可能　。由前述可知，钻孔深度为地　＝面以下５ｍ。　—结束语　ａ试验结果表明，堤基劈裂灌浆技术不但能够在堤基中形成一定厚度　的连续铅直的防渗帷幕，而且能挤压密实浆体两侧的土体和充填原有的　般根据堤身高低、形状和每孔单倾ｌ　裂长度来定孔距。为了保ｉⅡ　是　洞穴和裂缝，５ｌ而解决了堤基的渗透变形问题。　基以下防渗帷幕的连接往，钻孔不分序，孔距控制在５ｍ之内，其最佳孔　ｈ堤基最大劈裂深度与堤身高低形状、土质条件有关，在该地基的最　距，可在灌浆前有试验确定。　大劈裂深度为堤高的１—１５倍。　２６浆液选择　巴孑Ｌ眶控制在３ｍ左右，浆　懈氍蝴连接。　选用合适的浆液，是保证灌浆质量的重要条件。—般对浆液的要求　ｄ堤基劈裂灌浆是—项新技术，具有设备艄　、经济效益显著等特点。　是：可港ｌ生好，稳定ｆ生高，析水固结陕，形成的浆体防渗　缀，并且还应考　这次灌浆实践证明，该项技术在—定范围内可以解决中低水头堤坝透水　虑充分利用当地材料和造价低等因素。根据对当地兀种粘土泥浆的物理　软基的防渗问题。　２．５孔距