淺談劈裂灌漿在土壩堤防防滲處理中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：土壩堤防的防滲處理直接關(guān)系著民眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，我們采取了多種方式對(duì)土壩堤防防滲進(jìn)行處理，其中采用劈裂灌漿來(lái)改進(jìn)壩體滲流穩(wěn)定性，是堤壩加固領(lǐng)域常用的一種方法，在堤防防滲處理中得到了廣泛的應(yīng)用，本文將就劈裂灌漿在土壩堤防防滲處理中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：劈裂灌漿；土壩；防滲；堤防；安全

一、劈裂灌漿加固技術(shù)的概況

劈裂灌漿加固技術(shù)中的灌漿就是由灌漿機(jī)產(chǎn)生一定的壓力，把配合好的漿液灌進(jìn)土層或建筑物中的空隙、裂隙及孔穴，以達(dá)到防止?jié)B水和固結(jié)作用的方法。

其中根據(jù)各地土壩壩體的具體情況和不同的理論依據(jù)可分為充填式灌漿和劈裂式灌漿。充填式灌漿是利用漿液自重將漿液注入壩體隱患處，以堵塞洞穴和裂隙。

劈裂式灌漿是運(yùn)用壩體壩應(yīng)力分布規(guī)律，用一定的灌漿壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時(shí)灌注合適的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層，以提高壩體的防滲能力，同時(shí)通過(guò)漿、壩互壓和濕陷，使壩體內(nèi)部應(yīng)力重新分布，提高壩體變形穩(wěn)定性。其中壩體輾壓不實(shí)，密實(shí)度普遍較差的松堆土壩；壩體內(nèi)有滲漏通道、軟弱層，壩體浸潤(rùn)線過(guò)高，壩坡發(fā)生濕潤(rùn)區(qū)或滲透破壞現(xiàn)象；壩體由于不均勻沉陷而產(chǎn)生的裂縫，不包括滑坡裂縫。；分期施工的土壩其分層和接頭有軟弱帶和透水層；壩體和其它建筑物結(jié)合不好，存在空隙和接觸沖刷；壩體內(nèi)存在生物洞穴和腐爛樹根等隱患等都適用于劈裂灌漿技術(shù)。

土壩壩體劈裂式灌漿需要在允許的范圍內(nèi)盡量增大灌漿壓力，使原來(lái)較為疏松的土體在某個(gè)范圍之內(nèi)得到一定程度的壓實(shí)；停灌以后，由于孔口壓力的取消和泥漿的濃縮固結(jié)，泥漿壓力逐漸減小，壩體則回彈壓縮泥漿。實(shí)際操作中，可通過(guò)多次復(fù)灌來(lái)充分發(fā)揮漿、壩互壓作用，提高壩體的密實(shí)度。此外，通過(guò)灌漿壓力和土的濕化變形，使壩體內(nèi)部的應(yīng)力再分配達(dá)到變形穩(wěn)定。

壩體劈裂灌漿是根據(jù)土壩應(yīng)力分布的特點(diǎn)，即在壩頂沿壩軸線方向存在一小主應(yīng)力面，利用一定的灌漿應(yīng)力劈裂壩體，維持較大的吸漿量，灌入漿液部分充填、穿透灌漿周圍的疏松土體，部分沿劈裂裂縫向上充填、擴(kuò)散，逐步形成防滲幕墻，最終達(dá)到防滲加固的目的。

中劈裂灌漿技術(shù)是解決土壩壩體變形穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定的較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的好方法。劈裂灌漿技術(shù)機(jī)理明確、質(zhì)量穩(wěn)定、施工快捷、費(fèi)用省，具有很大的優(yōu)越性。

二、劈裂灌漿加固技術(shù)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

1、劈裂灌漿技術(shù)的設(shè)計(jì)

劈裂灌漿設(shè)計(jì)的內(nèi)容一般包括壩體應(yīng)力的理論計(jì)算分析、灌漿孔的布置及深度、灌漿壓力設(shè)計(jì)、灌漿量、劈裂裂縫、間歇時(shí)間、終灌標(biāo)準(zhǔn)的確定及概預(yù)算等。

（1）勘察

做好前期工作，查明病因和破壞產(chǎn)生的機(jī)理。尤其是中小型水庫(kù)，前期工作嚴(yán)重不足。所以必須做好前期勘察工作，有針對(duì)性地提出技術(shù)方案，采用先進(jìn)的治理技術(shù)和防滲材料是成功的基礎(chǔ)，決不能在情況不明的時(shí)候，亂用某些技術(shù)。具體勘察手段包括：用有效勘測(cè)手段查明壩體壩基及接觸帶的水文地質(zhì)情況。用有效試驗(yàn)方法了解大壩壩體及基巖的物理力學(xué)性質(zhì)。繪制流網(wǎng)，了解壩體內(nèi)和地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和滲流涌道，利用現(xiàn)代的計(jì)算手段，結(jié)合實(shí)際的變形和應(yīng)力觀測(cè)資料了解壩體內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)和滲流場(chǎng)的分布。

（2）建立數(shù)據(jù)庫(kù)，為適應(yīng)綜合防滲技術(shù)的要求，將目前普遍采用的各種有效防滲技術(shù)及施工工藝、防滲材料，分類進(jìn)行整理，編入數(shù)據(jù)庫(kù)，以供編制施工方案時(shí)選用。明確病因機(jī)理。在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)病因機(jī)理做出明確結(jié)論，便于有針對(duì)性的根治。

（3）進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)

選擇適用的防滲技術(shù)、工藝和防滲材料。對(duì)各種技術(shù)、工藝、材料的可靠程度、施工難度，進(jìn)行整體的質(zhì)量控制方法和安全程度分析。另外，進(jìn)行效益分析，各種技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)對(duì)比和完成工程后的整體效益分析。施工工效分析，效率高的技術(shù)，可使工程盡早發(fā)揮效益，降低成本，降低工程造價(jià)。同時(shí)分析可靠性、可行性，進(jìn)行全方面優(yōu)化比較。

通過(guò)對(duì)具體項(xiàng)目的勘測(cè)和分析對(duì)比，提出最優(yōu)綜合技術(shù)方案。

2、劈裂灌漿技術(shù)的應(yīng)用

土壩劈裂灌漿技術(shù)的基本方法是沿壩軸線用壓力粘性土泥漿劈開壩體，建立垂直、連續(xù)和完全封閉的防滲帷幕，填堵漏水通道，通過(guò)漿、壩互壓和對(duì)壩體土的濕化固結(jié)，解決壩體的變形穩(wěn)定。

劈裂灌漿的壓力是影響灌漿質(zhì)量的主要因素，壓力小則無(wú)法輸送漿液，起不到對(duì)土體的滲透、穿透、充填、劈裂、擠壓等作用，達(dá)不到加固地基，實(shí)現(xiàn)防滲和提高地基承載能力的目的。過(guò)大的灌漿壓力，可能發(fā)生出現(xiàn)水平等方向的劈裂及抬動(dòng)地基等負(fù)作用。故應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，采用適當(dāng)?shù)墓酀{壓力。

灌漿孔的布置：根據(jù)土壩地質(zhì)勘察情況和壩體應(yīng)力的理論計(jì)算分析，一般應(yīng)在壩頂壩軸線縱向布置。

灌漿孔，可設(shè)置一排或多排灌漿孔；灌漿漿材以粉質(zhì)粘土為主，為加快漿液固結(jié)可摻加一定比例的水泥。灌漿漿液濃度盡量采用濃漿液，以不堵塞輸漿管，滿足流動(dòng)性為宜。灌漿壓力與壩體壩基的土質(zhì)、密實(shí)狀況、孔深、灌漿控制過(guò)程等有關(guān)，一般由現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)確定。

結(jié)語(yǔ)

劈裂式灌漿技術(shù)在土壩壩體除險(xiǎn)加固中有多方面的優(yōu)勢(shì)，雖然技術(shù)較新但應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，在實(shí)際項(xiàng)目中，我們要做好勘察，設(shè)定科學(xué)合理的方案，注重施工工藝，在保障灌漿質(zhì)量的同時(shí)保障加固效果和安全，最終達(dá)到預(yù)期效果提高企業(yè)效益，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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