劈裂灌浆技术在大堤管涌处理中的应用

劈裂灌浆技术在大堤管涌处理中的应用（精选9篇）

篇1：劈裂灌浆技术在大堤管涌处理中的应用

劈裂灌浆在土堤防渗中的应用

本文论述了劈裂灌浆的`原理、布置和主要施工工艺及控制,并结合工程实例提出了一些经验和体会.

作 者：侯广元  作者单位： 刊 名：城市建设与商业网点 英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年，卷(期)：2009 “”(24) 分类号： 关键词：劈裂灌浆   灌浆孔   土堤防渗  

篇2：劈裂灌浆技术在大堤管涌处理中的应用

1 土坝坝体劈裂灌浆的设计要求

1.1 灌浆材料的选取

水泥粘土浆成本低、流动性、抗渗性好, 结石率高, 因此土坝劈裂灌浆多采用水泥粘土浆, 水泥粘土浆是由水泥和粘土两种基本材料相混合所构成的浆液水泥和粘土混合, 可以互相弥补缺点, 构成性能较好的灌浆浆液。

在水泥粘土浆液中, 粘土多采用含少量砾的粉质粘土或纯粘土;水泥一般采用普通硅酸盐水泥, 水泥用量一般为浆液总干料量的10%左右。

1.2 灌浆孔位的布置

灌浆孔位应设在堤坝轴线附近, 一般沿坝轴线单排布置, 对于碾压不好的坝体, 可采用双排 (或三排) 布置灌浆孔位。为提高防渗效果, 灌浆轴线常设在土坝轴线靠上游一侧布孔, 孔距一般不大于5m。对于在岸坡段、弯曲的坝段, 可以适当缩小孔距, 布置两排或三排灌浆孔位。孔深一般大于隐患深度的2~3m, 如果副排孔处无隐患, 孔深可取相应主排孔深的1/3。

1.3 灌浆压力的大小

灌浆压力指灌浆管上班方孔口压力, 也是注浆管上端压力表的压力值.它是劈裂灌浆施工中的一个重要控制指标。压力控制得好, 可使坝体回弹和压密充分, 补充坝体的最小主应力, 保证防渗帷幕的作用。灌浆孔口压力以产生沿堤线方向脉状扩散形成一连续的防渗体, 但又不得产生有害的水平脉状扩散和变形为准, 往往需要现场灌浆试验或在施工前期确定。堤防灌浆口压力多在0.1~1MPa之间。在可能的情况下, 以采用较大的压力为好。应当指出的是:对于起始劈裂压力、裂缝的扩展压力、最大控制灌浆压力均应该较好的掌握。鉴于灌浆压力的大小不仅与灌浆范围大小、水文工程地质条件等因索有关, 而且还与地层的附加荷载及灌浆深度有关, 所以不能用一个公式准确地表达出来, 应根据不同情况通过经验和灌浆试验确定。

为简化计算, 方便施工, 根据有关资料、施工实践、灌浆压力, 可根据不同的孔深确定, 见表1。

1.4灌浆用量的确定

灌浆用量可按下式估算:

其中:

v———灌浆用料量m3;

A———灌浆帷幕面积m2;

T———浆体帷幕墙的厚度m;

K1、K2———分别为考虑充填空隙和土料筛余的系数, 均取1.2。

1.5浆体帷幕墙的厚度

浆体帷幕墙的厚度应该根据土坝坝高、土质、碾压质量、隐患等情况确定, 一般取5~20cm。对于坝体质量一般的较低坝体, 可选较小值, 反之可选较大值。对于存在上、下游贯通的水平砂层坝体或当坝体的渗透系数不小于10-4cm/s时, 应专门进行浆体帷幕墙厚度的计算。

2 土坝坝体劈裂灌浆的施工要求

灌浆次数与时间间隔的确定:为加快泥浆的凝结速度和提高浆体帷幕墙的密实度, 根据大量灌浆施工经验和理论分析, 灌浆采用“少灌多复”, 分序灌浆的方法, 即每个灌浆孔要求复灌多次, 并且每次复灌之间要有一定的时间间隔, 基本做到推迟坝面裂缝的出现和控制裂缝的宽度在3cm之内, 并在灌后能基本闭合, 应当根据坝体土料、含水量、浆液凝结速度、浆体厚度、隐患等情况分析确定灌浆的次数与时间间隔, 一般复灌次数为5~10次。对于孔深小于20m的复灌次数不少于5次, 对于孔深大于20m的复灌次数为6~7次, 每次复灌的间隔时间不少于5d, 每次灌浆量控制在0.5~1m3/m之间。形成的脉状泥墙厚度应在5~20cm之间, 一年后脉状泥墙的容重应大于14k N/m3, 一般达15~17k N/m3, 水平向渗透系数达10-6~10-8cm/s。实际应用时复灌间隔时间见表2。

考虑到堤身应力, 劈裂灌浆应在不挡水的枯水期进行, 同时应该核算灌浆期间堤坡的稳定性, 进行堤身变形、裂缝等观测。对于较宽的堤防, 还应该核算堤身的应力分布, 避免贯穿性横向裂缝的产生

3 工程实际算例分析

某水库集雨面积13.05km2, 总库容1368万m3, 主坝长410m, 坝顶高程35.60m, 最大坝高20m, 水库大坝当年施工时采用水中倒土法, 土坝填筑质量较差, 土质松散、、密度低、渗透性强, 现场注水试验测定坝体渗透系数大部分为1×103cm/s以上。下游坝坡在库水位较高时, 有较大面积渗水及湿润带, 且坝体渗流量大, 存在较大安全隐患。

水库主坝采用劈裂灌浆技术加固后, 取得了较好的效果。主要体现在:

⑴渗透系数降低灌浆完成后经挖探坑检查, 可见填土空隙被浆液充填, 并沿坝轴线方向形成了一道宽20cm以上的浆墙。根据灌浆前后钻孔现场注水试验的结果, 灌浆前主坝渗透系数k值班大多数为1×10-3cm/s以上, 灌浆后主坝渗透系数k值基本在2.6×10-5cm/s以下, 仅为灌浆前的2.6%, 其渗透性完全满足坝体的防渗要求。

⑵坝体测压管水位明显下降。水库主坝设有5排测压管, 每排有5根管每排的1号管均在灌浆帷幕上游一侧。1号~5号管在灌浆帷幕下游一侧。1号管与2号管相比, 水位相差可达11.4m之多, 说明止水效果很好。

⑶灌浆后土坝渗流量大大减少, 根据观测资料, 灌浆前在库水位为30.35m时, 主坝渗流量为15.0L/s;灌浆后当库水位为30.4m时, 主坝渗流量为6.2L/s, 渗流量减少约60%。由以上渗漏对比可见, 灌浆效果良好。

4 结语

劈裂灌浆是一种土坝防渗加固的有效方法, 其防渗效果显著, 质量可靠, 能节约投资成本, 设备工艺简单, 施工方便快捷, 在水库的实践检验表明, 劈裂灌浆应用于土坝防渗加固效果明显, 值得推广。

摘要：重点介绍了土坝坝体劈裂灌浆的设计要求和土坝坝体劈裂灌浆的施工要求, 通过劈裂灌浆在某水库土坝防渗加固工程应用的实际情况, 说明了该项技术在水利工程中应用的可行性及其良好的效果。

篇3：劈裂灌浆技术在大堤管涌处理中的应用

关键词：劈裂灌浆；堤坝；防渗加固

劈裂灌浆技术利用了土坝内部存在弱应力面的规律（通常沿坝轴线方向），在土坝上沿弱应力面方向布置一排或两到三排灌浆孔，通过选择适当的灌浆压力，使土坝沿弱应力面产生裂缝（即劈裂土坝），同时在泥浆充填、压密、固结以及浆坝互压等综合作用下，形成有效的防渗帷幕，最终达到加固土坝的目的。这项技术是我国水利工作者在总结土坝灌浆实践经验基础上提出的一项卓有成效的技术，已成功处理土坝、土堤数千公里，具有施工便捷、经济高效之优点，因而在水利水电行业受到欢迎和重视。为了更好地将劈裂灌浆技术应用于堤坝除险加固工程，本文对相关问题进行了分析和探讨。

1 劈裂灌浆技术原理与施工工艺

1.1 劈裂灌浆技术原理

图1为堤坝断面内部的应力分布。一般情况下，堤坝竖向应力 、纵剖面水平应力 、横剖面水平应力 之间存在 的关系。在堤坝轴线附近有近似关系： ， ， （ 为坝内纵向应力， 为坝内竖向应力， 为坝内水平应力），由此得到 。可见坝内纵向应力是堤坝内部三个主应力中最小一个（即小主压力），因此灌浆时沿坝轴线方向最易发生劈裂。在坝轴线上布置若干灌浆孔，当灌浆压力 时，坝体内部就会被劈开[1]。事实上，从灌浆孔注浆加压到坝体劈裂经历了以下几个阶段：（1）浆液进入堤坝内部，土体被挤密；（2）土体被挤密到一定程度就会出现拉裂现象；（3）挤压应力超过了土体强度的极限，土体断裂，坝体被劈开出现劈裂缝；（4）随着多次复灌，坝体内裂缝、洞穴等缺陷被充填、回弹压密。起始劈裂压力可以用 表示，其中 为堤坝钻孔平面的小主应力， 为土体单轴抗拉强度， 为圆孔应力集中系数（一般 =2.3～3.0）。发生劈裂的泥浆压力条件是 。

1.2 劈裂灌浆施工工艺

劈裂灌浆的施工工艺如图2所示。根据设计要求放样布孔，即确定孔位、孔距和孔深等。目前，堤坝劈裂灌浆一般采用冲击、挤压、旋转等型式钻机。较矮的堤坝（≤10m）常选用前两种型式的钻机，多用干钻方式；较高堤坝（>10m）应采用旋转钻机，并以湿法钻进。钻孔必须分序钻进，以先疏后密方式造孔。孔序多采用2序～3序。造孔孔位偏差一般≯50mm，孔斜≯2%。劈裂灌浆浆液的选择和使用，对堤坝灌浆质量影响很大，应当满足流动性、稳定性、凝结性和经济性等要求。一般情况下，首选当地价廉易得的黏土浆，必要时可掺入膨润土及其他外加剂，以改善浆液性能，如水玻璃等，为防治白蚁还可加入白蚁灵等药剂；特殊部位可采用水泥浆或水泥黏土浆、自凝灰浆。制浆方法包括干法和湿法两种，以湿法居多，如采用WJG80、WJ100搅桨机制浆。浆液黏度一般控制在20～100s，密度在1.1～1.6g/cm3，稳定性0.1～0.16 g/cm3。灌浆一般采用孔底注浆全孔灌注法，主要控制灌浆压力和一次灌浆量，即应遵循“先稀后浓，分序灌浆；少灌多复，控制浆量”的原则。前两次灌浆采用密度1.1～1.3 g/cm3的稀浆，然后再将密度提高至1.4～1.6 g/cm3。复灌次数保持5～10次，矮坝每孔复灌间隔不少于3d，高坝复灌间隔不少于5d。施工时应控制裂缝，按照“先内劈后外劈”的原则，控制前两次灌浆堤顶不产生裂缝，出现裂缝也要立即停灌；第3次开始堤顶裂缝宽度也不能超过2cm宽。每次单孔灌浆量应控制在0.5m3/m左右，并合理分配各序孔的浆量，采用两序灌浆时Ⅰ序孔灌浆量要达到总灌浆量的60%以上。灌浆压力的控制与堤坝质量、坝高、孔深、泥浆密度以及坝体隐患状况、堤坝安全性等众多因素相关，并没有统一的数据标准，可以这样理解：如果灌浆压力太小不足以劈开坝体，就不成为劈裂灌浆；但灌浆压力太大，很可能会对坝体造成破坏。以沙壤土为例，孔口压力值一般控制在150～200kPa，但有些工程孔口压力值达到300kPa仍然未出现险情，这是因为孔间坝体结构等因素不相同所致[2]。一般可通过灌浆量、压力突变来判断灌浆压力，灌浆量突然增大或压力表值突然降低，往往预示着坝体内部已发生劈裂。终灌标准一般以连续复灌3次不吸浆且外观上饱、满、实为依据。终灌后以稠泥浆封孔，静置一周后抽出表面清水，注入泥浆，再用干土或砂、石、土配成混合土封口，压实。由于灌浆后坝顶存在坑凹、表面裂缝、坝高降低等现象，应进行铺土夯实及碾压处理。

2 劈裂灌浆技术在堤坝除险加固中的应用

2.1 工程概况

某水库是灌溉为主兼防洪、发电、供水、淡水养殖的综合性水利工程，总库容1.31×108m3[3]。水库枢纽建筑包括1主坝、2副坝以及溢洪道、输水涵管、水电站等。主坝长2846m，坝顶高程60m。坝基为玄武岩全风化土，局部搀杂玄武岩孤石，透水性较强。坝体填土为粉质土，结构较为松散。土体孔隙比高，透水性强，并且坝体与坝基结合部处理不好，防渗性较差。根据多年观测结果，主坝坝脚与下游坝坡处渗漏较为严重，因此决定采用劈裂灌浆技术处理坝体和坝基。

2.2 施工方法

灌浆方案是在桩号2+430～5+000约2670m坝段布设单排孔，其中坝高8m以下坝段采用2序孔，孔距2～2.5m；坝高8m以上坝段采用3序孔，孔距2.5m。99%以上采用湿法造孔，不足1%采用干法成孔。浆液采用水泥黏土浆，水泥含量约9%。浆液配比采用8：1、5：、3：1、2：1和1：1，稀浆开灌，逐步变浓。施工机械采用XY-100型钻机、XY-150型钻机各1台，BW250/50、HB80灌浆泵各2台，以及其他配套设备。成孔孔径80mm。灌浆采用孔底注浆全孔灌注方法，并同时灌3～4孔。开灌泥浆密度1.19 g/cm3，终灌泥浆密度1.46 g/cm3，封孔泥浆密度1.60 g/cm3。遵循“少灌多复”原则，先灌Ⅰ序孔，再灌Ⅱ序及Ⅲ序孔。最大灌浆量控制在0.5～1.0m3/m，复灌次数平均约6次，间隔5d。孔口压力控制在50～300kPa。本项工程总共灌浆605孔，总进尺近1万m，共灌浆28368m3，消耗黏土7511t，使用水泥693t。灌浆结束1年后，验收钻探发现大坝洇湿渗漏现象消失，说明灌浆效果达到了设计要求。

3 结语

我国水利工程中土坝、土堤数量众多，既要满足防渗加固要求，又要成本易于接受，劈裂灌浆就是解决此类问题的可靠有效技术。由于劈裂灌浆也属于隐蔽性工程，需要施工单位具备丰富的经验和娴熟的技术水平，因此施工过程中应加强质量控制和数据记录，以便对灌浆效果评价更科学合理。

参考文献：

[1] 卓林.浅谈劈裂灌浆在堤坝加固中的应用[J].甘肃水利水电技术，2013，49（7）：56-58，61.

[2] 刘成伟，陈晓峰，沈金荣.关于劈裂灌浆加固法几个问题的研究[J].江苏水利，2013（12）：19-20.

篇4：劈裂灌浆技术在大堤管涌处理中的应用

关键词：劈裂灌浆技术,堤防,坝体

堤坝在长时间高水位浸泡下出现大面积渗漏、管涌、散浸等险情, 这主要是因为堤、坝身土质差、坝身坝基透水性大造成的。如何有效减少渗流、加强堤坝工程的防渗能力是建筑水利工程的主要任务之一。应用劈裂灌浆技术对出现险情的堤坝的坝身、坝基进行防渗处理, 效果良好。

劈裂灌浆技术是我国首创的一项处理病险堤坝的新技术, 是提高坝体防渗能力和改善土坝应力状况的一种加固坝体的技术措施。劈裂灌浆就是沿坝轴线布孔, 利用坝体小主应力成基本沿坝轴线分布这一规律, 用灌浆压力沿坝轴线劈裂坝体, 灌入泥浆构造浆体防渗帷幕, 同时与浆脉连通的裂缝、洞穴等坝体隐患, 均被泥浆充填挤压密实, 达到防渗加固的目的, 经济合理, 方法简便易行。

一、劈裂的灌浆机理及浆、坝互压的作用机理

劈裂灌浆技术从堤坝险患的原因入手, 以断裂力学和水力劈裂原理为理论基础, 利用堤身的最小主应力面和堤轴线方向一致的规律, 沿坝体最小主应力的垂直方向布孔, 在灌浆压力下以适宜的浆液为能量载体, 有控制地劈裂堤身, 控制性地灌注浆液, 在堤身形成密实、铅直、有一定厚度的连续性的浆液防渗固结体, 堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层, 以提高坝体的防渗能力, 同时通过浆、坝互压和湿陷, 使坝体内部应力重新分布, 提高坝体变形稳定性。劈裂灌浆技术常用于水库大坝的加固, 8 0年代在山东、河南两省运用较多, 现已全面推广。

土坝坝体灌浆时, 通过增大灌浆压力, 可使原来较为疏松的土体在某个范围之内得到一定程度的压实;停灌以后, 由于孔口压力的取消和泥浆的浓缩固结, 泥浆压力逐渐减小, 坝体则回弹压缩泥浆。实际操作中, 通过多次复灌可充分发挥浆、坝互压作用, 对提高坝体的密实度并保证灌浆质量是有效的。此外, 通过灌浆压力和土的湿化变形, 使坝体内部的应力再分配, 由应力的不均衡趋向均衡, 从而使坝体达到变形稳定的目的。

二、劈裂灌浆的适用范围

土力学理论表明:土堤堤身的最小主应力与堤轴线走向一致, 堤坝地基中最小主应力面是铅直的, 并与堤坝本身轴线处的小主应力面重合, 堤坝对地基的影响范围大约为堤身高度的1倍。故从理论上讲, 只要在灌浆时沿坝轴线布孔, 在浆液重力和灌浆压力的作用下, 可轻易将堤防劈开, 并影响到地基2—3m, 故选择劈裂灌浆技术加固堤防理论上可行。

劈裂灌浆对解决以下几种隐患有明显效果: (1) 坝体碾压不实, 密实度普遍较差的松堆土坝; (2) 坝体内有渗漏通道, 软弱层, 坝体浸润线过高, 坝坡发生湿润区或“牛皮胀”或渗透破坏现象; (3) 坝体由于不均匀沉陷而产生裂缝 (不包括滑坡裂缝) ; (4) 坝体和其他建筑物 (如放水涵管、闸墙等) 接合不好, 存在空隙和接触冲刷; (5) 分期施工的土坝, 分层和接头有软弱带和透水层; (6) 坝体内存在生物洞穴和腐烂树根等隐患。

三、劈裂灌浆的设计

1、布孔位置、孔深、孔序、孔距

从理论上讲, 布孔轴线与堤防轴线一致时有利于劈裂。在实际工程中, 为了延长渗径, 一般将防渗帷幕布置在上游侧, 故我们将布孔轴线向上游偏移0.5 m。以6 m宽的堤防为例, 布孔轴线为距上游侧2.5m。

为加速浆液在堤防中的析水固结, 提高泥墙质量, 需控制孔隙水压力在允许范围之内, 保证堤防安全。

2、灌浆压力

灌浆压力是劈裂灌浆施工中的一个重要控制指标, 当灌浆压力大于起裂压力和裂缝扩展压力时, 钻孔就开始随裂缝扩展, 随着裂缝的扩展, 浆液进入坝体而形成防渗帷幕, 灌浆压力如果控制得好, 对于坝体的压密和回弹, 浆体的压密和补充坝体小主应力不足、保证防渗帷幕的作用等, 都能起到好的效果, 否则, 还有可能破坏坝体的某些结构, 甚至出现险情。灌浆压力一般分为三级来确定, 即起始劈裂力、最大控制孔口压力和正常灌浆压力。在保证堤防安全的前提下, 一般不控制起始劈裂力, 待起劈后, 则需控制最大孔口压力或正常灌浆压力, 使劈开的裂缝达到设计的帷幕厚度即可。在实际工程中, 为方便施工, 一般只控制最大孔口压力。

由于工程位置不同, 设计钻孔深度也不同, 采用的最大控制孔口压力也不同, 在实际工程中, 为施加较大的灌浆压力, 促使浆液析水固结, 提高浆液的固结速率, 在所有灌浆钻孔埋设孔口管, 用来承担顶部灌浆压力。

3、灌浆浆液

对于劈裂灌浆, 其浆液控制是控制工程质量中的重要环节。作为能量载体, 浆液要起到劈裂作用, 作为防渗帷幕, 浆液需尽快凝结。故在灌浆过程中, 根据浆液所起的作用不同, 对浆液稠度及灌浆材料有不同的要求。

灌浆时, 为了更容易实现劈裂, 起劈浆液应用稀浆, 稀浆容重一般为1.2—1.3t/m3, 当灌浆压力突然下降时, 表明坝体已被劈开, 此时改用设计所要求的稠浆, 容重一般为1.3—1.5t/m3, 当浆液升至孔口, 经连续复灌3次不再吃浆时候, 可认为灌浆结束, 此时把注浆管拔出, 用容重大于1.5t/m3的浓浆封孔。

分序分次施灌:分序分次施灌能使灌入坝体中的泥浆得以尽快析水固结, 强度及时提高, 同时, 能迅速消除由于灌浆引起坝体中局部孔隙水压力升高的威胁, 保证大坝施工期的安全, 并能促使灌入坝体内的泥浆黏粒向两侧移动, 使黏粒在坝体与泥浆交接处进行定向排列, 形成一层防渗性能很强的泥浆层, 如此反复轮灌, 即可形成一道粗细颗粒相间, 木纹纸状的浆体防渗泥墙, 因此, 施工时先灌第一排孔, 再灌第三排孔, 最后灌第二排孔, 各排灌浆中, 先对第一序孔轮灌, 采用“少灌多复”的方法, 待第一序孔灌浆结束后, 再进行二序孔, 第二序孔结束后, 再进行第三序孔。灌浆材料一般采用粘土浆, 制浆土料粘粒含量为20—3 0%, 塑性指数8—1 5%, 有机含量小于2%。根据劈裂原理, 在堤防回弹之前, 堤防被一劈为二, 其本身的稳定性较起劈前差了许多。故在实际应用中, 必须认真考虑如何使浆液尽快凝固, 使劈裂后的堤防及时回复整体。试验表明, 在浆液中掺入水泥有利于浆液固结。但水泥掺入量并非越多越好, 若水泥掺入量太多, 易在浆体中形成骨架, 不利于坝体回弹压密, 形成的浆脉密度小, 性质比较脆, 不能适应坝体变形, 反而产生坏的效果。经过验证, 在原纯粘土浆中添加15%的水泥形成水泥粘土浆, 既能加速浆液凝固, 较快发挥防渗效果, 又不影响坝体回弹。

注浆方法:采用孔底注浆全孔灌注的方法, 注浆管下至距孔底20cm左右, 泥浆从注浆管下口沥出, 使坝体由下部逐渐向上劈开, 第一排孔复灌2~3次或基本不吃浆时, 将注浆管提升1~2m, 达到间隔时间后, 再复灌, 直至注浆管距坝顶2m左右为止。第二、三排至少自复灌3~4次或基本不吃浆时再提管, 其他要求与第一排孔相同。

4、裂缝处理

劈裂灌浆的目的就是要在堤身形成一条贯通连续的纵向裂缝, 然后沿纵缝形成一道防渗帷幕。根据劈裂原理, 产生裂缝是正常的, 也是必需的, 但裂缝也并非越宽越好, 而且在产生纵向裂缝的同时, 往往会产生横向裂缝, 故在灌浆过程中, 应时刻观察控制裂缝情况。

对于纵向开明缝, 只要控制在3cm以内, 一般停灌后24小时, 坝体裂缝即能基本闭合, 若裂缝开展过宽, 则可能影响坝体回弹, 影响坝体稳定。故在施工过程中要严格控制裂缝宽度。一般需进行两方面观测和控制: (1) .时刻观测裂缝情况, 控制裂缝宽度在3cm以内, 当裂缝发展较快或已达到控制宽度3cm时, 应立即停灌, 待裂缝基本闭合后再灌。 (2) .控制坝肩水平位移在3cm以内, 在控制裂缝宽度的同时, 要进行横向水平位移观测。一般在50—100m设一组观测点, 每组观测点在上下游坝肩处各设一水平观测点, 灌浆时每天观测1—2次, 停灌后每5天观测1次。

当坝面出现横向裂缝时, 应立即停灌检查。对于浅层裂缝, 一般采用开挖后用黏土回填夯实后继续灌;对于深层裂缝, 则必须分析原因, 一般情况下可采用稠浆灌注裂缝, 先灌上、下游, 再灌中间。

在堤防弯曲段, 因为堤防内部应力比较复杂, 易出现不规则裂缝。对于这种堤段, 一般需单独处理。

四、注意事项

1、劈裂灌浆技术应根据堤坝的特点、浆液的种类等适当进行试验, 找出合适的施工方法, 注意施工工艺, 保证灌浆的质量, 才能达到预期的效果。

2、劈裂灌浆技术对于堤身堤基的应力场要求较严格, 对于级配不好的砂性土层基础, 其劈裂情况难以掌握, 不宜采用。

3、劈裂灌浆技术对隐患地层较浅的堤基效果明显, 造价低, 对软土地基若有提高沉载力等其他要求时, 不宜采用。

综上所述, 劈裂灌浆技术是一项适用性很强, 施工方便、造价低的堤身防渗技术, 可以推广, 特别是对于堤身孔洞较多的土堤, 可以充分发挥其充填、挤压作用。

参考文献

[1]土坝灌浆技术规范.第一版.北京:水利电力出版社.1989.

[2]白永年, 关德斌等.土坝劈裂灌浆技术.第一版.北京:水利电力出版社.1987.

篇5：劈裂灌浆技术在大堤管涌处理中的应用

摘要：劈裂灌浆技术是我国水利工作者通过总结土坝坝体灌浆经验提出的一种新式灌浆方法，由于施工简便、材料来源广、投资省而在土坝坝体防渗加固工程中取得显著成效，本文结合广东四会大南山水库大坝坝体防渗加固实践分析了该项技术的应用。

关键词：劈裂灌浆；防渗加固；应用；土石坝

劈裂灌浆技术产生于20世纪70年代，是在充填灌浆基础上发展起来的一种新型灌浆技术，已成功用于上千座土坝坝体，在中小型水库大坝除险加固工程中取得良好效果[1]。该项技术具有处理效果好、施工简便、经济性强等优势，适用于各类型的土坝坝体，如低矮均质坝和高薄心墙坝坝体。土坝坝体施工时若碾压不实就会出现坝体松散、裂缝较多、渗漏严重等问题，通过劈裂灌浆可有效填塞渗漏通道，并能在坝体内部形成一道连续的防渗墙，这样就能达到防渗加固的效果[2]。广东四会大南山水库应用劈裂灌浆技术很好地解决了坝体渗水严重的问题，本文相关应用进行了分析。

1 工程概况

四会大南山水库建于1971年12月，是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖的小（一）型水库。集雨面积3.36km2，总库容145万m3，承担4.7km2以上的农田灌溉任务。大坝为均质土坝，迎水坡坡比1：3，背水坡坡比1：2.5，坝顶长141m，坝顶宽6m，坝顶高程110m，最大坝高35m。水库建设时发动群众采用大兵团作战方式，建成之初坝体就出现了严重的渗漏，加上其他一些问题，使水库一直未能正常运行。于是上级主管部门决定投资对水库进行维修加固，其中大坝坝体防渗选择了劈裂灌浆技术。经过处理大坝坝体渗漏问题得以解决，水库最终也可以正常运行了。

2 劈裂灌浆施工准备与试验

2.1 灌浆孔布置

由于坝顶宽只有6m，所以沿坝轴线布置单排孔。由于该坝坝体碾压质量较差，并且渗水又较严重，所以决定钻孔至坝底，最大孔深大于等于35m。根据《土坝坝体灌浆技术规范》规定，孔深大于15m时，终孔孔距可采用10m。岸坡段孔深小于15m时，终孔孔距取5m。为了保证浆液在坝体内有足够的析水固化时间，所以分两序施工。根据钻孔深度，考虑泥墙厚度10～20cm。灌浆液采用纯黏土浆，干容重取灌浆1年后1.40～1.60t/m3。

2.2 灌浆仪器设备准备

根据大坝劈裂灌浆设计要求，选择钻机为XJ-100型，该设备最大钻进深度可达100m，终孔直径75mm，并且具有回转和冲击两种钻进功能。泥浆搅拌机采用WJG-80型，搅拌容量为280L。泥浆泵采用BW-250/50型（2套），为3缸泵，流量15m3/h，最大压力可达5MPa。其他设备和仪器包括水泵（配套柴油电动机）、1000L储浆罐、测斜仪、压力表、输浆胶管、比重计、经纬仪、水准仪、灌浆记录仪等。

2.3 灌浆试验

正式施工前，根据设计要求进行劈裂灌浆生产性试验，以确定施工参数。泥浆采用当地经过筛选的黏土配制，黏土性能符合《土坝坝体灌浆技术规范》规定的要求。开灌浆液密度取1.2～1.3g/cm3，坝体劈开后更换为密度1.5～1.6 g/cm3浓浆，封孔浆液密度取1.7 g/cm3。起始劈裂压力为130～190kPa，最大单孔灌浆压力为230 kPa。

3 劈裂灌浆施工

3.1 施工流程

平整场地→做阻浆盖→布孔放样→造孔→制浆→灌浆→终灌→封孔→顶面处理

3.2做阻浆盖

为避免灌浆时孔口开裂或冒浆，沿坝轴线（即孔口中心线）挖一条沟槽，宽、深为0.7m×1.5m，然后填入黏土并夯实，这就是阻浆盖。

3.3布孔放样

按设计要求测量放样，放出孔口位置。然后在各孔口位置打入钢制孔口管。管子直径101mm，长2m。

3.4造孔

钻孔分序钻进，先钻1序孔，孔距为20m或10m。完成1序孔灌浆后再在孔之间造2序孔，终孔孔距就达到10m或5m。钻孔采用湿钻方法，并以少量泥浆护壁。开钻直径85mm，终钻直径75mm，控制孔斜不超过孔深的3%。经过检测孔深达到设计深度就下放注浆管。管底距孔底0.5～1m。整个钻孔过程做详细记录。

3.5制浆

采用湿法制浆。黏土先经过浸泡，再过筛后加入搅拌机中，搅拌之后过2道5mm孔的筛网就可以放进储浆罐内。安排专人测试泥浆密度和黏度，黏度应控制在20～100s之间，开灌或小裂缝采用20s的泥浆，大裂缝采用50～100s的泥浆，终灌用100s以上的泥浆。灌浆前泥浆应再过1道35孔/cm2的筛网。

3.6灌浆

劈裂灌浆原则是“稀浆开路，浓浆灌注”、“限量灌浆，少灌多复”的原则。稀浆开路是指采用1.2～1.3g/cm3的稀浆开灌，坝体开裂后再采用1.5～1.6 g/cm3的浓浆。限量灌浆是指每个孔每次灌浆量控制在0.5～1.0m3之间，少灌多复是说每孔灌浆次数要达到5～10次。复灌间隔5d。灌浆采用孔底注浆、全孔灌注的方式，同时控制一次灌浆量和灌浆压力。每次复灌浆前提升灌浆管1～2m，避免孔底堵塞和孔口冒浆，但最后1次灌浆管不能太短，距坝顶不少于5m。灌浆压力控制要满足“内劈外不劈”的原则。对于初灌和复灌不起压的孔，劈裂压力一般在50kPa以内，这种情况下应全泵量灌注，直至限定灌浆量为止。对于孔内吃浆量明显，同时孔口压力也会升高的情况，国内工程劈裂压力大都在50～300kPa范围内，本工程在130～190kPa之间，最大不超过230kPa。灌浆开始后压力升至最大值，劈裂后压力迅速下降直至零。随着复灌次数增加，坝体质量改善，灌浆压力会有所提高。为了保证大坝安全和取得较好的灌浆效果，每次灌浆时都要监测坝体横向水平位移量。本工程设计要求最大位移限定在3cm以内，实测平均位移1.5cm，最大位移为3.3cm，此时最大裂缝宽度为2.1cm。

3.7终灌

当坝顶裂缝开始冒浆，在无压状态下反复轮灌，直至坝顶表面3次冒浆，并且裂缝内浆液面不再下沉，这时即可终灌。

3.8封孔

终灌后拔出注浆管，静置1d后抽出孔内清水，填入密度1.7 g/cm3的浓浆。再静置1周后抽水并注入浓浆，然后填入干土封孔，压实。

4灌浆问题处理

4.1冒浆问题

施工过程中曾出现输水涵管处冒浆问题。钻孔时产生严重冒浆会降低钻进效率，延长施工工期，所以要采取措施处理。解决办法是停灌待凝，并在泥浆中加入膨润土增稠，通过少灌多复方式封堵冒浆处的裂缝。

4.2 卡钻现象

由于坝体填筑时使用了部分塑性较大的黏土，施工时发生缩孔而卡钻，采用常规倒打吊锤起吊钻杆方式起吊缓慢，而且因为振动加重了缩孔，导致注浆管无法下放到位，后来改用倒链起吊钻杆才解决了这个问题。

4.3 串浆问题

施工过程中出现相邻两孔或隔孔冒浆现象，表明两孔或隔孔之间的浆脉连通了，这种现象称为串浆。为了阻止串浆，应堵塞冒浆的孔后再继续灌浆。

4.4 复灌压力

前已述及，随着复灌次数增加，灌浆压力会有所提高，但很多时候复灌压力低于初灌压力，究其原因是浆液未凝结所致，可在浆液中掺入干土质量15%的水泥，可加快浆液凝结。

5 結语

四会大南山水库土坝坝体经灌浆处理后，坝体渗漏量明显减小。两年后探测发现劈裂灌浆形成的浆脉已连成整体，防渗帷幕墙已经形成，坝体内裂缝、空穴等缺陷已被填实，表明劈裂灌浆技术应用于土坝坝体防渗加固取得满意效果。

参考文献：

[1] 王或果. 劈裂灌浆技术应用过程控制要点分析[J]. 水利建设与管理，2015（3）：23-26.

篇6：劈裂灌浆技术在大堤管涌处理中的应用

由于填筑土料的差异, 因而坝体产生破坏的原因也不相同。为了搞好灌浆设计和施工, 灌浆试验是必不可少的。试验分为室外和室内试验。室内试验包括坝体回填土料和浆体土料物理力学性质试验及浆体性质试验等。室外原型试验, 即现场灌浆试验, 一般包括位移、回弹比、灌浆压力、一次灌浆量试验等。

2 浆液的选择

在大坝劈裂灌浆中, 选用合适的泥浆是保证灌浆质量的重要条件, 不同的浆液直接影响泥浆的固结速率和所形成浆体帷幕的防渗效果。所以, 在灌浆前根据大坝的填料, 对本地粘性土土料进行抽样, 对形成的不同稠度的泥浆进行物理力学性能试验, 以便掌握各种浆液的物理力学性质, 在灌浆施工中选用合适的泥浆。泥浆试验内容有流动性试验、自由析水率试验和稳定性试验。根据试验结果来选择一种适合的材料。

2.1 浆液密度试验

在施工现场, 浆液密度可用比重秤测定。浆液密度是反映浆液中材料多少的重要指标, 反映了浆液的稠度并间接反映了流动性的大小。目前, 根据施工经验, 浆液密度一般采用1.3～1.6g/cm3。

2.2 其它指标

水土比为0.3～1.45;浆液流动性一般控制在20～100s之间;对劈裂灌浆, 泥浆稳定性一般要求在0.05～0.1g/cm3;泥浆中的含砂量测定, 含砂量大, 有利于提高泥浆密度, 析水较快, 制浆土料容易找到, 但存在易发生沉淀、堵塞浆路、磨损机械等不利因素。此外, 还要测定泥浆失水量和静动力等指标。

2.3 制浆

2.3.1 制浆机械及制浆方法

坝体劈裂式灌浆主要是灌注粘土泥浆, 可采用WJG80型泥浆搅拌机制浆。其主要特点是:高速连续搅浆, 自动筛浆, 浆液存入搅浆筒内可防沉淀, 灌浆泵和储浆筒直接连接, 在施工现场能准确而又方便地配置泥浆。施工中可采用干法或湿法两种方式制浆。

(1) 干法制浆。

将选用的土料从料场运回晒干后, 储存在工棚内, 然后用粉碎机加工成土粉, 储存作为备用。一般采用水土比和泥浆密度两种之一控制泥浆浓度。

(2) 湿法制浆。

用天然料场中的湿土 (经试验的合格土料) 直接倒入搅拌机中搅拌制浆。泥浆浓度应按规范标准进行控制。

2.3.2 泥浆浓度的调配

在灌浆时, 应根据不同情况改变泥浆的浓度, 以利于灌浆工作的进行及保证灌浆的质量。泥浆由浓变稀要加水, 由稀变浓要加土。

2.3.3 泥浆浓度的选用

劈裂灌浆常用泥浆密度约在1.2～1.6g/cm3之间, 在1.4g/cm3以上的泥浆为浓浆。灌浆时, 开始灌浆用稀浆, 待孔口压力突然下降成为负压后再改用浓浆。

2.3.4 泥浆中掺附加剂

为了提高坝体灌浆效果, 在泥浆中可考虑加入一些化学物质, 以改善泥浆性能, 杀死白蚁、鼠、蛇等危害坝体安全的小动物;在基础面与大坝底部接触部分要加入适当水泥, 以提高浆体帷幕刚度。从整体性上讲, 要避免形成上下游过水通道。

2.3.5 钻孔

钻孔方法有干钻或泥浆循环钻。用泥浆循环钻进, 泥浆的密度应在1.2g/cm3左右, 这种方法成孔快, 泥浆能起固壁作用, 又能渗入细小裂缝, 起到充填作用。不得采用清水钻进, 以免过早产生水力劈裂影响灌浆质量。钻孔孔径应为108mm, 并设相应套管跟进。当坝体被劈开成裂缝扩展后, 总进浆量并不受孔径大小的制约, 而是受坝体内部应力大小和灌浆长短的制约。

3 灌浆

3.1 灌浆方式

根据水库自身的特点, 采用孔底注浆全孔灌注法施工, 对于提高灌浆质量和保证坝体安全具有重要作用。灌浆机以一定的压力将浆液压入注浆管 (注意注浆管必须与孔壁紧密结合) , 浆液从管底流出顺注浆管壁外侧向上涌动。浆液向上受阻, 灌浆压力增高, 当浆液压力大于坝体内局部土区的小主应力加单轴抗拉强度时, 该处即沿小主应力作用而劈开。

3.2 灌浆工艺

(1) 设阻浆塞和下护壁管。

灌浆前, 在钻孔结束后, 必须首先下好护壁管, 这样做, 一可防止跨孔, 二可减少孔口冒浆, 更主要的是可使泥浆在坝体内处于暂时封闭状态, 推迟或防止坝顶表面劈裂, 可以以较大压力灌浆, 从而达到“内劈外不劈”之目的。阻浆塞宜根据孔深情况, 置于套管适当位置。

(2) 压力控制。

灌浆压力系指孔口压力表读数。在施工中, 应设专人观测记录孔口压力。如果灌浆压力超过设计或经试验确定的压力, 应及时采取控制措施, 检查灌浆泵和回浆阀门, 减少输浆量。

(3) 灌浆量控制。

在施工过程中, 应控制每次灌浆量, 因为如果单孔吸浆量很大, 将影响坝体安全, 还会影响坝体回弹, 并将导致泥浆在坝体内排水固结。应尽量采用“少灌多复”的方式, 第一序孔灌浆量应占总灌浆量的三分之二以上。每孔总的灌浆量不受限制。

(4) 复灌间隔时间控制。

复灌间隔时间一般应控制在上次灌浆浆液析水固结度达到90%以上时再进行复灌。根据工程特点, 开始一两次应在5d左右, 以后复灌时间相应延长至7～8d。

(5) 位移量控制。

为了保证坝体安全, 增加坝体回弹比, 提高灌浆效果, 应通过控制单孔每次灌浆量、增加复灌次数来控制坝体位移量。灌浆时, 坝肩位移最明显, 应控制位移在1～2cm/次范围内。

(6) 裂缝控制。

施工时, 我们应做到“内劈外不劈”。但工程若为上世纪60～70年代的工程, 且大坝为人工填筑, 质量差, 则经过数次复灌坝顶仍将出现裂缝。出现裂缝时要暂时停灌, 待坝体回弹后再进行复灌;或当发现坝顶被劈开细小裂缝后, 即停灌做阻浆塞, 并控制灌浆压力, 从而达到控制裂缝的目的。

3.3 终灌标准和封孔

3.3.1 终灌标准

当开启灌浆泵后几分钟时间, 坝顶表面裂缝即冒浆, 这时在无压情况下反复轮灌, 坝顶连续三次冒浆, 缝内浆面基本不下降, 即可终灌。

3.3.2 封孔

灌浆结束后, 把孔内清水抽出, 填入较大稠度的泥浆 (密度不小于1.6/cm3) , 静置一周后再次抽出清水注入泥浆, 直至浆面与坝顶齐平, 最后用干土封口并压实。

4 施工记录

土坝灌浆是一种特殊的隐蔽性工程的施工, 施工时将大量泥浆灌到坝体中去, 人们无法直接观察到泥浆对坝体的劈裂挤压情况、对裂缝充填的实际情况以及泥浆固结段情况, 因此, 施工过程中应如实地详细认真地记录。这些记录是对灌浆效果检查评价的重要依据, 因此必须保证原始资料的可靠性。

5 灌浆效果检查

5.1 现场勘察

对坝顶、坝坡和坝脚进行全面察看, 并与灌浆前的检查结果相对照, 以此作为初步判断灌浆效果的依据。

5.2 分析原始观测资料

(1) 分析停止灌浆后各测点的沉降和位移资料, 了解各测点间的差异、沉降大小和是否有拉应变形发生;确定坝的变形是否已基本稳定。

(2) 分析灌浆前后的测压管或渗压计观测资料, 了解各测点水位与库水位的关系及变化规律。

(3) 在同高程库水位下, 对灌浆前后渗流量大小进行对比来确定灌浆效果是否行之有效。

6 结 语

劈裂灌浆应用于小型水库除险加固工程是否成功, 建议采用“深井开挖检测”方法进行检验。此方法最直观, 更有利于灌浆理论的研究。

参考文献

[1]洪忠景, 莫焕求.劈裂灌浆的加固原理及其施工方法[J].大众科技.2006 (04) .

[2]黄伟青.高水位情况下进行劈裂灌浆试验[J].大众科技.2010 (07) .

篇7：劈裂灌浆技术在大堤管涌处理中的应用

关键词:建筑工程;楼板裂缝;环氧树脂;施工工艺

中图分类号:TU755.7 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)24-0075-02

1楼板裂缝形式

楼板裂缝最常见于房屋四周,其由于受到纵、横两个方向剪力墙或刚度相对较大梁的约束,限制了楼板的自由变形,因此在温差和混凝土收缩变化时,楼板在配筋薄弱处首先开裂,产生45 °左右的斜裂缝。虽然楼板斜裂缝对结构安全使用没有影响,但在房间存水的情况下会产生渗漏,易引起住户投诉,是裂缝防治的重点。

2原因分析

裂缝最为常见的有塑性收缩、干燥收缩和自身收缩。塑性收缩发生在混凝土凝固阶段,尤其是初凝阶段,此时水泥水化反应较强烈,混凝土中水分蒸发很快,可塑性也同时失去,塑性收缩量很大,尤其是水灰比大的混凝土;干燥收缩发生在混凝土凝固后,随着混凝土表面的干燥,表层混凝土体积缩小,而内部混凝土失水较慢,体积变化小,因内外变形的差异,使表面混凝土产生拉应力,而此时混凝土强度较低,便产生干缩裂缝;自身收缩发生在混凝土的后期硬化过程中,由于水泥的水化反应,体积会缩小,尤其是硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥拌制的混凝土。

2.1设计因素引起的裂缝

高层住宅柱网较密,柱尺寸大,多数设置剪力墙,因此结构竖向刚度大,而楼板因跨度大,板较薄,其刚度较小,当混凝土发生变形时,在刚度突变部位容易产生应力集中现象,造成板角开裂;设计时按承载力计算,忽略了变形验算和构造要求,配置钢筋直径大,间距也偏大,当采用冷轧带肋钢筋代替热轧圆钢时最容易发生此类问题;楼板角部未设计放射筋,当角部弯距较大时出现角部裂缝;当楼板中埋置直径较大的水、电管,甚至管子重叠、交叉时,造成楼板局部混凝土厚度太小,很容易出现裂缝。

2.2施工因素引起的裂缝

模板支撑系统刚度不足或稳定性不够,造成局部变形过大,易产生平行于板边的跨中裂缝;拆模时间过早,结构无法承受自重而出现跨中裂缝;钢筋绑扎不规范,最常见的是负弯距筋未设置足够的马凳筋,承载力降低。负筋绑扎不牢,施工中无法保证钢筋间距均匀,不满足构造要求。角部施工时省略了构造筋,造成配筋不足;混凝土配比不正确;混凝土浇捣时振捣不密实,压光时间不当,或振捣时间过长,使粗骨料下沉,面层浮浆多;混凝土浇捣后养护不及时、不充分、表层失水太快,里层混凝土水化不足;混凝土搅拌时间不足导致混凝土中各成分不能均匀混合,影响强度。施工荷载的过早施加、超载也是造成混凝土早期裂缝的主要原因。

2.3材料因素引起的裂缝

水泥安定性不合格;粗、细骨料(砂、石)级配不良,造成骨料间孔隙率大,混凝土中游离水隐藏量多,密实度下降,从而导致强度下降。砂、石中含泥量高,不但会降低混凝土强度,而且抗裂性、防渗性受到明显的影响。砂、石颗粒偏细也将增加水泥用量和耗水量而影响强度;外加剂选择不当,其减水或膨胀效果不明显,未能达到预期效果。

2.4温度变化引起的裂缝

当环境温度发生变化时,混凝土将发生变形,变形遭受刚度、强度较大的构件约束时,构件将产生拉应力,应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生温度裂缝。

3环氧树脂加压灌浆处理技术

裂缝采用环氧树脂加压灌浆处理技术经实践检验是解决此类问题的最有效途径之一。环氧树脂品种多,与之相配合的固化剂种类也很多,环氧树脂的结构特性赋予了其优良的产品性能,作为胶粘剂,它对混凝土有优良的粘结性能,并且粘结强度高,能室温固化,特别适合结构性粘结。此外还具有优良的物理机械性能,胶层本身的抗拉、抗压、抗冲击性能均优。特别是耐介质、耐老化性能比其他树脂更优越,固化过程中不排出低分子产物,因而固化收缩率很小,有广泛的使用温度。这些优点都特别适用于建筑结构。同时为了改善环氧树脂的脆性等其它性能,可以填加增韧剂等助剂以满足更高的使用要求。环氧树脂固化后能保持较大的弹性变形,能满足混凝土结构安全要求;其防水性能也较好,增强了抗渗性能。

环氧树脂裂缝修补胶是由环氧树脂、固化剂、固化促进剂、高补强性填料组成的。鉴于工程中裂缝宽度多为0.2～1.0 mm之间,主要采用加压灌浆处理,根据现场裂缝宽度的大小采用不同型号树脂配方及参入物,灌浆机具为可达420 kg/cm2的AS-2000高压自动压力灌浆器,封缝胶采用YJ快干型封缝胶,一次性配合量以不超过500 g为宜,随配随用。

3.1YJ快干型封缝胶技术性能

粘度(MPa . s/20 ℃):350～500;抗压强度(MPa):≥50;拉伸强度(MPa):>20;黏结强度(MPa):>3.0;收缩率(%):<0.9。

使用配比说明:A∶B重量比:4∶1;操作时间分/18 ℃:<50可灌缝宽度(mm):>0.5。

3.2工艺流程

用放大镜确定裂缝长度→基层处理→确定注入口→封闭裂缝→安设灌浆器→灌浆→注入完毕敲掉底座和堵头,清理表面封缝胶。

3.3施工工艺

3.3.1裂缝调查,原因分析

首先用l0倍的裂缝放大镜对裂缝宽度进行测量,画出裂缝位置图,注明裂缝是否贯穿、漏水,开裂时间等。

3.3.2基层处理,确定注入口

用毛刷清扫砼表面尘土,并清除裂缝周围脱落的浮皮、空鼓的抹灰等,然后用棉丝醮乙醇沿裂缝方向擦净基层。对于有蜂窝麻面、露筋部位用聚合物砂浆修补平整(也可用YJ快干型封缝胶作表面修复)。按15～30 cm间距标出注入口,注入口尽量位于裂缝较宽、开口较通畅部位。

3.3.3粘贴底座,封闭裂缝

预留注浆孔位置,依据裂缝宽度大小及砼厚度,一般20 cm左右在裂缝较宽处预留进浆口。用封缝胶安设底座,贯穿裂缝正反两面均要设注浆孔。

封闭裂缝。由于施工后不必清除表面的封缝胶,所以选用YJ快干型封缝胶封缝,将胶按比例调好,用刮刀沿裂缝方向涂抹3～4 cm宽,将裂缝封严封死。贯穿裂缝两面均要封闭。待封缝胶硬化后(约1 h),即可灌浆。

3.3.4配置树脂,连续注胶

配制灌浆树脂。将AB树脂的甲乙组份按比例准确称量,在烧杯中混合均匀,每次拌合500 g为宜,随配随用。

将配好的树脂倒入灌浆器的软管中,然后将灌浆器安装在底座上,放开弹簧,即可开始灌浆。贯穿裂缝需两面同时注浆,树脂注入不足时可更换灌浆器,继续补充注入。

注浆时根据裂缝走向由下而上进行,直至相邻底座出料或注浆位置背面裂缝的预留出浆口开始流出浆液,表明该段裂缝已基本充满灌浆树脂,然后将出料口堵上,继续灌浆至浆液不再进入为止。

3.3.5拆除底座,恢复基层原状

树脂初凝时,可卸下灌浆器,树脂基本凝固后拆除底座和封缝胶。

3.3.6注胶完毕,拆除灌浆器,基层复原

注胶完毕应立即拆下灌浆器,用酒精浸泡清洗,待树脂固化后可敲掉底座及堵头。

4注意事项

(1)从整个施工过程看,封缝工序是极为关键的步骤,务必确保质量。封缝和粘底座是一项细致的工作,稍有不慎,哪怕只有针眼大的小孔没有封严,就会导致漏浆现象,灌浆工作无法顺利进行。要及时封堵漏浆部位,在树脂尚未初凝前继续完成灌浆工作。

(2)大多数裂缝的进浆量超过理论量的5～10倍以上,主要是砼内部不实所致,异常情况应查明原因后处理。如楼板灌缝时,未拆除楼面下的疏松焦渣垫层,导致吃胶量很大,后来把结构板面露出封闭,再进行灌浆。

(3)每条裂缝必须留设排气孔或出浆口,否则无法灌实。

(4)对于宽度均匀的裂缝采用同一种型号的灌浆树脂即可完成,但许多裂缝呈中间宽两头细的状态,在宽度差距较大时,应将不同型号的树脂配合起來使用,以使不同缺陷的部位都得以饱满合理的充填。

5结束语

环氧树脂作为灌浆材料已得到广泛应用,该项技术的显著效果是,其粘结力及内聚力远远超过水泥混凝土的内聚力,修补处的力学性能和强度比原混凝土高得多,是可靠和稳定的。

Application of Epoxy Resin Compression Grouting Processing

Technology in Architectural Engineering Floor Crack

Chen Shuo

Abstract:The article mainly has carried on the comprehensive elaboration from the construction angle to the floor crack epoxy resin compression grouting processing technology, has certain construction reference value.

篇8：劈裂灌浆技术在大堤管涌处理中的应用

该水库是一座供电厂用水的水库, 最大库容536万m3, 围坝长5207.3m, 坝顶高程55.50m, 最大坝高9.5m, 一般坝高7.5m, 坝顶宽6m, 为均质土坝, 上下游边坡均为1∶3。坝前坡铺塑料膜防渗, 塑料膜上用干砌石护坡, 该坝于2000年冬修建, 由于是冬季和群众性施工, 土坝碾压质量很差, 坝体内有土块架空。该坝自2001年12月挡水以来, 水库一直在低水位运行, 未达到设计水位要求, 水库经过半年多的运行, 在坝顶出现大小塌坑40多个, 有的塌坑直径2~3m, 严重威胁大坝的安全, 对坝体的处理势在必行。

该水库土坝隐患主要是土坝碾压质量差, 施工接头多, 坝体土块有架空现象, 坝面排水不畅, 下雨后造成坝面积水, 形成塌坑等。针对上述隐患, 关键是消除坝体中的裂缝、洞穴, 增加坝体的密实度, 消除坝体的湿陷性, 实现上述目标的措施, 有开挖加填黏土和劈裂灌浆等, 但开挖回填黏土工程量大, 造价高, 对坝前的塑料膜防渗和护砌容易造成破坏, 不宜采用。经多方案论证, 最好的方法就是劈裂灌浆方案, 其施工速度快, 工程造价最低, 在施工过程中, 对坝前坡的塑料膜防渗和护砌也不会造成破坏。

劈裂灌浆就是沿坝轴线布孔, 利用坝体小主应力成基本沿坝轴线分布这一规律, 用灌浆压力沿坝轴线劈裂坝体, 灌入泥浆构造浆体防渗帷幕, 同时与浆脉连通的裂缝、洞穴等坝体隐患, 均被泥浆充填挤压密实, 达到防渗加固的目的, 经济合理, 方法简便易行。

2 灌浆设计

2.1布孔

根据坝体隐患的性质, 共布三排孔, 排距1.5m, 第一排孔距上游坝肩1.5m, 第三排也距下游坝肩1.5m。第二排孔位交错梅花形布置, 孔距2 m。

2.2 孔深

为了保证隐患部位得到充分处理, 第一排孔深9.5m, 深入到坝基黏土层, 第二、第三排孔深5m, 以改善大坝高程51.0m以上质量较差的坝体结构, 增加土体强度和防渗效果。

2.3 浆液选择

选用合适的浆液是保证灌浆质量的重要条件, 对浆液的要求是:可灌性好, 稳定性高, 析水固结快, 形成的浆体防渗性能强, 并且考虑充分利用当地材料和造价低等因素, 根据对当地黏土泥浆的物理力学性能试验, 选用重粉质壤土或重壤土, 即黏粒含量在20%~25%, 砂粒含量小于20%, 其余为粉粒, 泥浆的容量采用1.3~1.6g/m3。

2.4 灌浆压力的确定

灌浆压力是劈裂施工中一个重要控制指标, 当灌浆压力大于起裂压力和裂缝扩展压力时, 钻孔就开始随裂缝扩展, 随着裂缝的扩展, 浆液进入坝体而形成防渗帷幕, 灌浆压力如果控制得好, 对于坝体的压密和回弹, 浆体的压密和补充坝体小主应力不足、保证防渗帷幕的作用等, 都能起到好的效果, 否则, 还有可能破坏坝体的某些结构, 甚至出现险情。因此, 通过灌浆试验和理论计算, 该工程灌浆孔口压力一般控制在1kg/cm2以下。

3 灌浆施工

本项工程自1999年9月1日始至11月30日结束, 历时90d, 灌浆坝段5207m, 共造孔7810个, 钻孔总进尺50768m, 完成防渗面积101536m2, 灌入土料10000m3。

为了保证灌浆质量, 施工技术要点有如下规定:

3.1 分序分次施灌

分序分次施灌能使灌入坝体中的泥浆得以尽快析水固结, 强度及时提高, 同时, 能迅速消除由于灌浆引起坝体中局部孔隙水压力升高的威胁, 保证大坝施工期的安全, 并能促使灌入坝体内的泥浆黏粒向两侧移动, 使黏粒在坝体与泥浆交接处进行定向排列, 形成一层防渗性能很强的泥浆层, 如此反复轮灌, 即可形成一道粗细颗粒相间, 木纹纸状的浆体防渗泥墙, 因此, 施工时先灌第一排孔, 再灌第三排孔, 最后灌第二排孔, 各排灌浆中, 先对第一序孔轮灌, 采用“少灌多复”的方法, 待第一序孔灌浆结束后, 再进行二序孔, 第二序孔结束后, 再进行第三序孔。

3.2 注浆方法

采用孔底注浆全孔灌注的方法, 注浆管下至距孔底20cm左右, 泥浆从注浆管下口沥出, 使坝体由下部逐渐向上劈开, 第一排孔复灌2~3次或基本不吃浆时, 将注浆管提升1~2m, 达到间隔时间后, 再复灌, 直至注浆管距坝顶2m左右为止。第二、三排至少自复灌3~4次或基本不吃浆时再提管, 其他要求与第一排孔相同。

3.3 弯曲段灌浆

该水库共有4个转弯段, 在转弯段施工轴线上, 将设计灌浆孔连续钻完, 然后逐孔轮流灌浆, 单孔每次灌浆量要少, 发现孔口有裂缝时就停灌, 改灌另孔, 当每个钻孔都形成小的裂缝, 而且互相交接, 灌浆量再逐渐增加, 直至灌完形成与转弯段轴线一致的泥浆防渗帷幕为止。

3.4 质量控制

一是灌浆开始先灌稀浆, 水泥浆比重控制在1∶2, 等孔口压力突然下降后, 再次将比重提高到1.4~1.6之间。二是每个灌浆孔都要经过多次复灌, 前两次应避免坝顶裂缝, 后几次复灌时, 坝顶裂缝宽度控制在3cm以内。三是每孔复灌次数6次以上, 黏土坝段 (南坝) 每孔复灌间隔时间不少于5d, 砂土坝 (北坝) 不应少于3d。四是孔口压力控制在设计最大允许灌浆压力之内。五是每孔必须达到终孔标准后, 方能起管, 直至浆面不再下沉为止, 最后加填土夯实。

3.5 终孔标准

一是每孔灌浆量第一排平均不少于1m3干土, 第二、三排孔平均每孔不少于0.5m3干土。二是坝顶纵向裂缝反复冒浆。三是经过分序、分次反复轮灌后, 坝体基本不再吃浆, 坝体内所有裂缝、洞穴等坝体隐患, 均被泥浆充填挤压密实即可终灌。

4 效果分析

从灌浆施工情况来看, 第二序孔和中间第二排孔吃浆量明显减少, 灌浆压力升高, 大部分孔产生坝顶裂缝、冒浆, 且两孔劈裂缝连接, 这足以说明浆体防渗帷幕已形成, 在坝体比较疏松的部位也能形成多道密集浆脉, 坝体中的裂缝和洞穴泥浆充填密实。

通过浆坝互压作用和坝体湿化变形, 使坝体的小主应力得到补充, 调整了坝体内部的应力状态。建立了坝体内新的平衡状态, 增加了坝体的稳定性。

该土坝系冬季施工, 冻土块上坝, 每层铺土太厚, 碾压不实, 采用土坝劈裂灌浆技术加固坝体, 在技术上是可行的, 经济上是合理的, 采用的施工工艺和技术要求是安全的, 灌浆期间能使坝体内部的孔隙压力、坝体位移量和坝顶裂缝宽度控制在允许范围以内而不危及大坝的安全。

为了解决灌浆后的隐患, 检查灌浆施工是否满足设计要求, 在施工结束后, 开挖两个探井, 从探井开挖情况看, 坝内均自上而下形成近乎铅直连续的浆体防渗帷幕, 且浆体帷幕宽为15cm。从浆脉形状可清楚地看到, 在浆脉较宽处, 土质松散, 坝体质量较好, 同时, 坝体中的裂缝洞穴均被充填密实。

在探井开挖过程中, 分别从两探井取土样进行现场试验, 灌浆后干容重最小为1.53g/cm3, 最大为1.72g/m3, 其平均值为1.61g/m3, 与灌浆前坝体干容重值1.407g/cm3相比提高了约0.14g/m3, 灌浆的效果是显著的, 灌浆设计处理方案是合理的。

摘要：水库土坝隐患主要是土坝碾压质量差, 施工接头多, 坝体土块有架空现象, 坝面排水不畅, 下雨后造成坝面积水, 形成塌坑等。针对上述隐患, 关键是消除坝体中的裂缝、洞穴, 增加坝体的密实度, 消除坝体的湿陷性, 实现上述目标的措施, 有开挖加填黏土和劈裂灌浆等, 但开挖回填黏土工程量大, 造价高, 对坝前的塑料膜防渗和护砌容易造成破坏。最好的方法就是劈裂灌浆方案, 其施工速度快, 工程造价最低, 在施工过程中, 对坝前坡的塑料膜防渗和护砌也不会造成破坏

篇9：浅析土坝坝体劈裂灌浆技术

一、劈裂灌浆概述

依据机理：1.沿土坝轴线小主应力面可劈开坝体；2.能量的调整、转换；3.浆、坝互压；4. 湿陷作用；5.泥浆对坝体充填；6.泥浆的固结和压密。共同验证：劈裂灌浆通过灌浆压力和坝体的湿陷变形，原有的土坝体裂缝充分开裂，使已出现的弱应力区和强应力区之间应力的应变互相传递转换，打破原坝体内部应力的不平衡，建立新的应力平衡。随灌、随劈裂随充填，缝开浆到、料满。随着复灌次数增加，多次充填挤压，使浆体和原坝体得到挤压密实，形成防渗能力较高的帷幕体，因而达到充填坝体隐患和构造防渗帷幕的目的。

二、劈裂灌浆设计要点

（一）适用范围：（1）坝体浸润线较高，坝后坡存在大面积湿润或有管涌、流土破坏现象。（2）坝体辅土过厚，施工碾压不突、土质疏松、存在架空现象。（3）坝体出现不均匀沉陷的横向裂缝，较弱带、适水沙层或较多的蚁穴兽洞等隐患。

（二）灌浆孔的设计

（1）布孔位置：一般沿坝轴线偏上游单排布孔，对重要的坝或坝体普遍碾压不实，土料混夹有风化块石，存在架空隐患，可双排或三排布孔。

（2）分序钻孔：每排孔序数宜分为二序。

（3）孔深、孔径：孔深多至坝底深入其基岩弱风化层0.5—1米，斜率控制在1.5%以内，孔径采用5—10厘米为宜。

（4）终孔距离：终孔距离视孔深孔位而定，河槽段孔深15米左右时，可采用3—6米，在岸坡段宜适用1.5—3m孔距。

（5）排距：需双排或多排孔，排距0.5—1.5米。

（三）坝体灌浆控制压力的确定，灌浆压力一般指孔口的压力值，即灌浆时限制的最大压力，灌浆压力的设计是一个比较复杂的问题，与坝型、坝高、坝体质量、灌浆部位、浆液浓度及灌浆泵量的大小等因素有关，可根据《土石坝养护修理规程》提出的孔口压力值不超过24.5Kpa的灌浆压力上限值综合数值。

（四）防渗泥墙厚度，一般为5—20㎝

（五）灌浆期，复灌次数及复灌时间间隔

一般孔要求灌浆5次以上，两次灌浆间隔应大于5天。

三、劈裂灌浆施工工艺

结合相关规范要求及实际施工工艺，总结如下：

1.钻孔：按设计图纸布好孔位，用京探100型液压钻机造孔，硬打孔口管2-3米，钻孔要求铅直，分序钻进，先疏后密。造孔采用稀泥浆护壁钻进，不得用清水循环钻进。

2.制浆：采用高速搅浆机湿法制浆，随测泥浆密度，满足设计要求.其密度1.2—1.7g/㎝3， 先稀后浓，封孔时达到1.7g/㎝3。

3.灌浆：“稀浆开路、浓浆灌注、分序施灌、先疏后密、少灌多复、控制浆量”。孔底灌浆、全孔灌注是劈裂灌浆保证坝体安全及灌浆质量的重要环节，具体工艺为：将注浆管下到离钻孔底部0.5—1.0m，泥浆由射浆管喷出，孔口设置一道或多道止浆设施，以便浆液从孔底压入坝体，以期达到坝体下劈上不劈目的。开始用稀浆，经过3—5分钟后再逐步加大泥浆浓度；在灌浆中，应采用“少灌多复”的方式轮灌，每孔每次平均灌浆量以孔深计，每米每次孔控制在0.5—1m3，各灌段灌入浆量的计算，可以各种比重的泥浆每立方米中含的干土料由表可查得，由此可得出应灌入的泥浆量。

4、终灌、封孔：直观上要以饱、满、实为度，具体标准是：

①连续复灌三次不再吃浆。

②坝顶连续三次冒浆，或连续三次超过控制压力、位移和裂缝宽度达到控制（宽度控制在1—3cm以内）。

③每孔灌浆次数和灌浆量达到或超过设计数量

封孔一般用稠浆（1.6—1.7 g/cm3）封孔。在终灌后，将孔内清水抽出，然后注入稠浆，最后表面用土夯实。

四、劈裂灌浆的质量控制

劈裂灌浆属隐蔽工程，很多业主对该工程施工不是很了解，难以对施工企业严加监督，导致灌浆质量参差不齐，有的甚至出现一些新的病害。结合近年参加的一些工程施工及相关资料，总结以下几点：

1、泥浆质量必须达标：土料选择在《土坝坝体灌浆技术规范》中有明确要求，重要的工程作专业的土料及浆液的土工试验检测，野外作业时把握的要点是：土料湿润时，用刀切，切面非常光滑，刀刃有粘滞阻力，湿土手能搓成0.5-1.5毫米的土条，长度不短于手掌，手持一端不致于断裂，种植土须揭尽，土料溶后，高速搅拌均匀，可作一些简单的检测，如含沙率、失水率、成浆率等简易试验。制浆时要湿法高速机械制浆，泥浆过14目筛，过滤筛时可用人力来回振荡泥浆，促使泥浆顺利过筛，若结合灌浆消灭白蚁，在浆液中可掺入少量灭蚁药（五氯酚钠或敌白电虫），药剂在水中的含量为0.1%—0.2%。

2、灌浆压力控制：灌浆压力不超过设计允许值，劈裂灌浆开始时慢慢加压，压力表指针慢慢转向高处，到一定值时，指针会在此摇摆，大约1分钟左右，指针会突然下降，即坝体被劈开了。劈开前的孔口压力可大于设计允许值，但维持时间不能超过2—3分钟，否则可能发生坝体位移、滑坡、抬动等，影响坝体安全。劈开后的孔口压力值，一般都很低，有的坝质量差，还会出现负值。

3、控制进浆流量：进浆流量不要大于80L/min，即使出现负压值，也不要超过此量。宜宾县喜捷风吹寺水库就出现此种情况，说明此坝质量差，采取限流量，加大浆液密度，复灌间隔时间加长到10—15天等措施保证了坝体安全及灌浆质量，工程质量满足设计要求。

4、控制灌入量：达到设计灌入量后即可结束该段灌浆，若因某种需要中途暂停灌注，以后可继续再灌。

5、出现问题的处理

①当坝面出现纵向裂缝后，应分析缝的原因，湿陷缝，可继续灌浆。劈裂缝，加强观测，裂缝宽度（1—2cm）时，立即停灌，待基本闭合后再灌；当坝面出现横缝时，立即停灌开挖检查，可以用粘土回填夯实后继续灌浆。如裂缝较深，可用稠浆灌注裂缝。

②坝顶和坝坡冒浆，应立即停灌，挖开冒浆口，用粘土回填夯实，钻孔周围冒浆，可用压砂处理后，继续灌浆，如白蚁洞冒浆，应在冒浆口压砂堵塞洞口，再继续灌浆，水下坝坡或土坝与其他建筑物接触带冒浆，可用稠浆间歇灌注，

③灌浆前期，若出现相邻孔串浆，在确认对坝体安全无影响可用木塞堵住串浆孔，继续灌浆。当在后期，发现邻孔串浆，证明已形成连续泥墙，可低压限流同时续灌，培厚泥墙厚度。

④坝坡隆起，立即停灌，如确认不是与滑坡有关的隆起待停灌间歇5—10天后，可用稠浆、低压限流等手段继续灌浆。

只要结合相关规范要求，严格、认真地执行好以上四点，土坝坝体劈裂灌浆工程的质量就能确保。