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摘要：水库是我国兴建的非常重要的水利设施，其对于保障人民安居乐业以及促进国家经济增长都具有重要意义。在水库工作中，对于土石坝坝体的防渗加固工作是关键，当前，在土石坝防渗加固工程中使用较为广泛的是劈裂灌浆技术，本文就该技术的相关施工工艺进行分析，研究其在土石坝防渗加固工程中产生的可靠性。
关键词：土石坝；防渗加固；劈裂灌浆施工
当前，应用在土石坝防渗加固中的施工技术有很多，常见的有建造混凝土防渗墙、劈裂灌浆和高压喷射灌浆以及倒挂井和冲抓套孔回填防渗墙等，在土石坝防渗加固中根据实际工程环境与需要选择合适的施工技术。大量的施工技术给处理土石坝渗漏的问题提供了大量的技术措施和实践经验，但是同时也增加了工程技术选择的难度，因此只有结合工程实际计划，是技术应用到最合适的工程中，才能将其最大的效用发挥出来。
1、劈裂灌浆技术主要施工工艺
1.1施工前期准备工作
劈裂灌浆是一种具有针对性的技术手段，主要应用在土石坝坝体缺陷方面。因此，需要做好充分的准备工作。在施工前期，应当对坝体进行勘察，搜集掌握坝体的的工程地质资料、技术资料等。主要包含两个方面的工作：首先是施工期阶段，应当勘察坝体所述的环境位置，区位状况以及地质水文条件、建设坝体使用的土料，以及该种土料的物理学特性，施工过程中会遭遇的气候影响，每层需要铺筑的厚度以及合龙龙口的情况；此外，运行阶段的工作也非常重要，主要是坝体在运行过程中的技术资料的收集，掌握坝体的历年沉陷情况，发生的水平位移，水库水位和测压管水位之间的关系、孔隙水压力的变化形态等，在探查的过程中及时找到异常的位置以及产生的原因，采用井探等工具明确异常位置，好进行下一步的防渗加固处理。
所有的工程地质资料以及技术资料收集完毕之后，需要进行综合性的技术分析与论证，依据实际情况对劈裂灌浆技术应用在土石坝防渗加固中的必要性与可行性进行分析。此外，准备阶段除了上述两种主要工作之外，还需要进行灌浆试验，首先确定试验的各项参数指标，如灌浆的压力大小、掺料的比例值、灌浆孔的孔距、外加剂等配比。此时需要的注意的是，常见的参数指标在技术规范中都有相应的参考，但是仍然需要根据工程实际情况确定具体数值。
1.2劈裂灌浆的布孔方式
一般来说采用单排布孔的方式在劈裂灌浆的过程中比较常见，但是对于高度较大或者是安全隐患非常多的土石坝，使用双排或者三排布孔的方式更具有安全性；对于已经能够看见明显的裂缝以及位置在坡段上则需要使用梅花形布孔的方式，或者沿着裂缝布孔；弯曲的土石坝区段同样使用梅花形的布孔方式，并适当的将孔距加密处理。
1.3劈裂灌浆的浆液处理
在土石坝防渗加固工程中，劈裂灌浆施工技术对于浆液有着较高的要求，要求稳定性好、灌注后形成的浆体具有很好的防渗性能，且变形模量和土石坝坝体之间的变形模量差异较小。对泥浆的性能要求主要见以下几个指标：密度控制在1.3-1.6g/cm3；稳定性在0.05-0.1g/cm3之间；控制失水量；保持胶体率在90%以上。在控制各项指标的过程中，土料的性质、密度大小、粘性颗粒的分布程度等要素很可能出现相互矛盾的关系，因此需要综合考虑泥浆的整体性能，不要有失偏颇，进行严格的试验选择浆液。
1.4劈裂灌浆的钻孔工艺
首先，钻孔的孔位与孔斜与设计标准相一致，且孔位的偏差控制在±3cm的范围中，孔斜小于1%；其次，孔径与成孔的深度满足设计标准，孔径的选择应当结合具体的灌浆方式，钻孔的深度至少应当大于坝体隐患位置2m以上，或者直接钻孔到坝体的覆盖层中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是当使用多排布孔的方式且副排孔的位置没有隐患发生时，副排孔的深度达到主排孔深度的三分之一即可；第三，严格挑选钻孔的方式，在钻孔过程中使用干钻或者是进行泥浆护壁，不能够随意决定，而是根据工程实际情况进行选择，确保将土石坝的安全稳定性作为出发点和落脚点。在钻孔的深度小于25m时，通常采用锤击打管机，而深度在25m以上时，则选用钻机进行成孔。
1.5劈裂灌浆的方法与质量控制
灌浆的方式要根据土石坝的具体结构以及孔深等因素综合进行选择，在以往，灌浆通常使用从孔口注浆，然后进行全孔灌注的充填式方式，但是随着施工技术的发展和完善，现在使用的是在孔底实施注浆然后进行全孔灌注的白氏劈裂灌浆法或则是全孔护壁然后于孔底注浆的章氏法等，不同的灌浆方式都在不同的土石坝的工况下得到了验证，取得很好的工程效果。本文中研究的是高心墙坝分段灌浆的方式，针对高度在50m以上的高薄心墙坝，选择使用干法钻孔，在孔深达到土石坝坝体的一半时，将套管下方同时将端部堵塞，长度不能少于2m，然后将钻孔的孔径调整，继续使用干法钻孔直到深度达到设计规范中的要求。下灌浆管一直到距离孔底深度的0.5-1.0m之间，并进行阻浆，防止浆液向上渗，基于保证坝体稳定性能的条件下，其实劈裂点在坝体底部将孔口的灌浆压力适当提高以保证灌浆效果。在完成第一次灌浆之后，在3-5d之内上体灌浆管1m左右，然后试试第二次灌注。
质量控制：在灌注过程中可能出现初灌以及复灌不起压的钻孔，此时尽量控制灌浆压力在更小的范围中，通常在0.05MPa以下。灌浆的压力随着成孔深度的上升而增加，并且随着灌注的次数增多，坝体的密实度也会上升，灌浆的压力也要更大；平均灌注的将液量需要根据单孔的深度、浆液的密度等指标进行计算，每一序的孔洞灌浆量应该在总灌浆量的60%之上，灌浆的次数不要过多也不要太少，控制在8-10次之间，第二序孔以及第三序孔的次数一般在5-8次之间。由于土石坝的坝体质量不可能过于均匀，关注的吃浆量也存在差异，所以不能按照平均的吃浆量控制灌浆量。在初灌中将最大关注量设为平均的2倍，而最小灌浆量则根据灌浆压力以及冒浆等情况而定。
1.6劈裂灌浆的终灌标准和封孔措施
在现代劈裂灌浆过程中，终灌的标准以肉眼能够看到的灌浆饱满、平实等指标为定，当坝顶出现连续三次冒浆，或者连续两次超过控制的压力、宽度与位移，就能够认定符合终灌的标准。在灌浆工作完成之后，坝顶会出现不平整甚至是裂缝的情况，因此还需要进行铺土碾压以及夯平的处理。
1.7劈裂灌浆过程中常见的施工问题
裂缝：灌浆中会在坝顶出现纵向或者横向的裂缝，首先需要分析裂缝出现的原因，当出现的是劈裂缝，需要加强对环境的监测，必要时停止灌注；如果是坝顶横向裂缝，则需要即刻停止灌注，根据裂缝的深浅采取针对性的处理措施；弯曲段裂缝同样需要停止灌注，按照多孔轮灌的方式进行封堵；冒浆：出现坝顶或者是坝坡冒浆的现象，停止灌注将冒浆的出口挖开，使用粘性土料进行回填，然后进行压砂处理。如果是动物巢穴冒浆，先将洞口堵塞，然后进行灌注；水下坝坡或者其他建筑构筑物接触带出现冒浆，使用稠浆进行间接性灌注。
结束语
总而言之，劈裂灌浆是一种有效的应用在土石坝防渗加固工程中的施工技术，本文基于笔者的自身施工经验，总结相关的施工技术要点，希望能够为劈裂灌浆在坝体防渗加固工程中的实际应用提供一定的技术借鉴。
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论文作者:李丹萍
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期
论文发表时间:2015/9/23
标签：土石论文; 钻孔论文; 防渗论文; 裂缝论文; 工程论文; 方式论文; 深度论文; 《基层建设》2015年15期论文;