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文本内容:
中、小型水库大坝基础渗漏处理
一、前百XX水库是一座建于上个世纪五十年代的小
(一)型水库,大坝为高
18.2m的均质土坝,轴线长度120m,坝顶宽6m坝址位于浏山复式岩体内,地层岩石为中生代燕山期黑云母花岗岩上部为粗颗粒结构,风化深下部为中颗粒结构,岩石较坚硬,坝基岩石破碎,裂隙发育,渗透系数普遍较大由于当时主要是靠人力夯筑而成,民工“三自带”,又由于大坝在施工过程中,管理上、设备上、资金上等不足原因,在这种条件下建起来的土坝,其质量较差随着运行时间的延长,工程老化,险情问题不断暴露出来在蓄水运行中,蓄水效能得不到全部发挥,且出现了较为严重的渗漏现象,这些现象表明了大坝的安全运行受到了严重的威胁如何处理和解决这一问题?通过分析讨论对大坝进行灌浆补强加固是有效的方案,下面就以xx水库大坝灌浆方案为例作讨论
二、工程概况xx水库位于xx县xx镇xx村,均匀土质坝,坝顶高程
159.5米、坝长120米、坝高
18.2米、集雨面积
2.43平方公里,正常蓄水位
157.0米,相应库容237万m3,灌溉面积
0.38万亩,属小
(一)型水库,其对下游流沙河镇集镇的自来水及周边6个村的“人饮工程”生活用水,对下游农田都起着举足轻重的作用,尤其在旱季,作用更明显,在汛期对下游的洪水亦起着一定的调节作用
三、工程存在的问题及原因分析经勘测,当库水位达到
155.0m高程时,背水坡右侧坝脚及放水涵洞周围多处有严重渗漏现象,坝基渗漏量达200L/min,如果水位达到溢洪时,其渗漏就更严重经过分析,坝体土质含沙量较高,碾压不密实,大坝基础为强风化花岗岩,基础节理、裂隙发育,清基时强风化层等未完全清除,坝基截水墙未达到弱透水层,同时大坝进行二次施工时二次工程接合部分未处理好,因而造成大坝基础渗漏严重
四、充填式灌浆设计根据XX水库坝基渗漏情况、坝址岩层性质及多年水库坝基止漏的经验,决定采用充填式灌浆对大坝基础渗漏进行处理基础帷幕灌浆的主要目的是减少基础渗流,减少水库中水的流失,保证设计水头,满足经济效益;降低基础扬压力,减小大坝断面,节省工程量;防止集中渗流,防止在基础岩石中发生冲刷、管涌,减少溶蚀,保证坝基渗透稳定和大坝安全本设计根据《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88及原省水利水电厅、水利管理局编印《堤坝灌浆技术》进行设计一灌浆工艺
1、布孔.造孔具体布孔具体情况具体分析,视情况而定但一般按一固定规则布孔,我们采用马格公式计算灌浆扩散半径为
1.85m,进行布孔,沿坝轴线从左岸向右岸布设两排灌浆孔,前后排灌浆之间按三角形布设即排距为1米,孔距为3米,各孔深度达到渗漏层以下2米钻孔灌浆顺序的施工原则,采用逐渐加密法,孔距由稀至密,逐渐加密至设计孔距,分三序钻孔灌浆该水库土坝为均质土坝,对坝体采取充填式灌浆,坝体中间灌浆孔设在原坝顶中央,与坝基帷幕灌浆在同一横断面上,第一序孔孔距为4m,第二序孔孔距为2m,第三序孔孔距为1m坝体灌浆和基础帷幕灌浆相结合,先对坝体的第
一、二序孔进行灌浆,坝体灌浆和基础帷幕灌浆相重合处即坝体第三序孔,先进行帷幕灌浆,再进行坝体灌浆第二排也分为三序进行,但孔位应与第一排保持铅直,最大偏差不得大于孔深的2%坝体灌浆孔为三排,xx形布置,排距
1.0m,孔距1,0m,钻机干法o造孔,孔径70mm,钻至坝基岩灌浆材料采用粘土浆其组成成分粘粒粉粒砂粒为451,浆液浓度应稀后浓,具体数值由试验确定灌浆采用分段灌注法,由下至上,下套管分段灌注,段长5m灌浆时先灌上游一排孔,再灌下游一排孔,最后灌中间一排孔造孔灌浆分三序施工,第一序孔距4m,第二序孔距2m,第三序孔距1m,造一序孔,灌一序孔,灌完一序孔,再灌下一序孔在灌浆中,应对第一序孔轮灌,采用少灌多复的方法,每米孔深每次灌浆量应控制在
0.3〜
0.5m3,每孔灌浆次数6次,每次间隔5天施工单位在灌浆过程中应作好灌浆记录灌浆压力灌浆压力应通过现场试验确定,孔口压力控制在50KPa以内,在施工过程中根据实际情况调整确定,灌至大坝上半部分压力应减少灌浆结束标准在规定的压力下,注入浆液升至孔口,经连续复灌3次不再吃浆,即可结束灌浆坝体灌浆在老涵管两侧5m范围内,第一段灌浆采取少灌多复的方法,使涵管外壁与土体间的渗漏通道充填密实,每孔灌浆次数6次,每次间隔5天
2、灌浆压力根据《土坝坝体技术规范》规定,充填灌浆的灌浆压力控制在
4.9x104Pa即
0.5公斤/厘米2,瞬时压力控制在
9.8x104Pa,即L0公斤/厘米2,灌浆机和孔口必须安装压力表,做好灌浆记录,重要孔还必须绘制过程线
3、灌浆材料的配制为使浆液在孔内有足够的流动性,在凝固时,体积收缩小,固结快等要求,根据当地的取材条件选用黄粘土为灌浆材料选用黄粘土的物理特性指标为粘粒含量在20-45%,粉粒含量40-50%,砂粒含量在10%,一般塑性指数为10-25%,浆液的比重一般,控制在L2-
1.4g/cm3先稀后浓,采用分程灌注,由下而上,段长可分为5-10m,灌浆中如遇到吃浆量较大的孔可采用较浓的浆,必要时可掺入10%-30%的水泥加快浆液固结
4、封孔封孔是最后一道工序,也是重要的按设计的压力值,在完全不吃浆的时间延续
0.5-1小时就可结束灌浆,经复灌不吃浆即可封孔封孔方法用泥球封孔法当坝体灌浆基本结束后,孔内泥浆不再流动时,可将
0.5m浆液取出,用直径2-3cm含水量适中的粘土球充填灌浆孔,分层回填捣实,要求比坝面高些即可施工单位灌浆结束后,应进行质量检查,并提出质量检查报告
(二)问题讨论在灌浆过程中可能出现坝面开裂,钻孔(或邻孔)串浆,坝坡隆起和塌陷等现象,发生这些现象说明大坝本身是存在问题的,如被捣空、蚁巢,或压实度不强或开裂等,根据经验,出现这些情况应及时处理
1、坝顶开裂由于坝顶轴线附近的垂直面是主应力面,因此在坝顶钻孔灌浆,普遍存在开裂现象,有时灌浆压力较小也会引起开裂处理方法停止灌浆,开挖回填作阻浆盖一般沿缝开挖深度为
0.5m,宽度
0.3m,利用鲜土回填捣实后继续灌浆
2、冒浆在灌浆过程中,也会发生坝坡冒浆现象,若发现冒浆现象必须停灌,开挖到出浆口处采用阻浆盖方法处理无法找出浆口的采用“灌一停一灌”,间歇灌浆法,同时提高灌浆液的浓度,也可掺入30%的水泥
3、坝坡隆起和塌陷如发现坝坡隆起现象,很可能是灌浆面引起的滑动应立即停止灌浆,查明原因,在确定坝坡稳定时,才能继续灌浆发现塌陷时,要查明原因,若是灌浆后引起的坝坡湿陷,应填土夯实后,再灌若是蚁巢等原因应把蚁巢挖掉夯实再灌
4、串孔灌浆时经常会发现邻孔冒浆的现象,如果能同时灌浆应采用同时灌浆法,无法同时灌浆应对冒浆孔进行堵塞后再灌浆
5、吃浆量特别大的灌浆孔处理在灌浆中如果发现吃浆量特别大现象,对这种孔必须认真检查分析原因,有的可能跑到涵洞,有的可能跑浆进入库内水下部分,可采用添加适量的废机油灌浆,看库水面是否有油浮出水面,对上述情况,可采用冒浆处理方法,对坝体空洞大吃浆量的,限制吃浆量,每次灌浆后控制在每米吃浆1n左右,待固结后,再补浆,否则可能会引起坝体较大范围的湿陷,而影响坝体的安全结束语通过上述各种方案和原因的分析,我们还必须对大坝的灌浆效果进行检查和验收,邀请上级主管有经验的技术员或专家对灌浆后的坝体进行验收和检查,并作出科学的结论,保证灌浆后的效果,使大坝的质量更好,大坝运行更安全可靠,更好地发挥工程效益综上所述,该工程以灌浆加固坝体,运行两年来,大坝的渗漏现象有了大大改观,达到原设计的理想要求,工程实施后,能够确保水库安全度汛,正常蓄水,发挥其应有的防洪社会效益和经济效益,大大保证了水库下游广大人民群众的生命财产安全,对于发展农村水利和农业现代化具有积极的意义所以我们认为灌浆补强土坝是一种有效的、经济的、可靠的措施,适用于类似坝体的应用借鉴。