粘土充填灌漿在壩體防滲施工中的應用

【摘要】黏土充填灌漿就是利用用黏土漿液充填補強或頂升壩體受水侵蝕的軟弱地區，以達到壩體防滲效果的灌漿方法。在壩體防滲施工中，黏土充填灌漿因其具有較好的防滲效果被廣泛的應用在壩體防滲施工中。本文主要結合工程實例闡述了黏土充填灌漿在壩體防滲施工中的應用。

【關鍵詞】黏土；充填；灌漿；壩體；防滲

1.工程概況

某水庫主壩為漿砌重力壩，壩高43.95m，由于壩體中存在填土松散、均勻性差，土壩壩體內有滲漏通道、軟弱層，為提高大壩防滲能力和整體穩定性，在設計規定的壓力作用下，對壩體孔隙充填粘土漿。黏土充填灌漿孔在壩頂布置兩排，孔距為3m，排距為3m，灌漿深度至基巖以下3m。充填灌漿段地質為原舊堤回填土厚約5m，往下為3-5m厚的粉砂土或粉質粘土層。底部為卵石層。

2.灌漿材料及漿液

2.1 黏土材料

本工程制漿材料為土料和水，土料物理性質指標如下灌漿所用的漿液為土料，各地的經驗認為重粉質壤土和輕粉質壤土比較好，所選擇的土料必須符合下列要求：塑性指數10～15%，粘粒含量20～45%，粉粒含量40～50%，砂粒含量<10%，有機質含量小于2%，可溶鹽含量小于8%。水質要求一般為無雜質、無異味的清淡水

2.2 土料漿液配合比

水質要求一般為無雜質、無異味的清淡水。拌機把土料及水混合、攪拌成漿，通過過濾篩和沉淀清除大顆粒和雜物，灌漿前再通過35孔/cm2的過濾篩。根據現場地層條件，采用3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1（重量比）等五個比級的黏土料漿液。土料漿液配合比見表1。

3.黏土充填灌漿施工要點

3.1 鉆孔

按設計圖紙提供的灌漿軸線，首先對鉆孔軸線進行放線、定孔位，孔高程用DS3水平儀進行測量。施工前應對樁號、孔號、孔位進行校驗，偏差嚴格控制孔位偏差在2cm范圍內。校對鉆孔編號、位置，然后將鉆機對準孔號位置，用水平尺校正鉆機的平穩及垂直度，保持鉆機垂直偏差度小于1度，鉆孔孔斜不得大于孔深2%，開始造孔，開孔孔徑Φ89mm，終孔孔徑Φ75mm鉆至設計孔深后埋下直徑1寸工作管，供灌漿使用。造孔方式采用循環鉆進干法造孔，不得用清水。要求做好造孔的記錄和描述，如發現特殊情況時，應詳細記錄并分析處理。鉆進時要根據地層情況隨時調整鉆壓、轉速、泵壓和泵量等技術參數，提高鉆孔效率并保證鉆孔質量。鉆進過程中隨時注意返水和地層情況，防止燒鉆、塌孔等事故的發生。

3.2 制漿

為滿足灌漿的質量要求，必須對黏土料進行選擇，將符合規范要求的粘土按不同的水土比把水和粘土送進泥漿攪拌機進行攪拌，攪拌均勻后經過濾篩流入一級漿池，后流入二級池。經拌和桶調劑成所需的漿液容重供灌漿使用，并經常對凈漿池的漿液進行物理性能的測試。為提高泥漿的流動性、穩定性，加速漿液凝固或提高后期強度等目的可以摻入適量的外加劑。

3.3 灌漿

3.3.1 灌漿方法

本次灌漿方法采用全孔灌漿封孔法灌漿，漿液拌制采用集中制漿方式，灌漿采用自動記錄儀記錄。

3.3.2 灌漿壓力與注入力

各灌漿段的灌漿壓力應結合注入率，灌漿過程中應根據實際情況及時進行調整。灌漿壓力控制采用一次升壓法，即盡快達到壓力，但灌漿過程中注入率較大時，采用分級升壓法或間歇升壓法，并使灌漿壓力與注入率相適應。壩體的裂縫、位移量大小，與泥漿孔口壓力等因素密切相關、相互制約；因此在施灌過程中對灌漿壓力嚴格控制，設專人進行監督并記錄，一旦出現異?，F象或規范不允許情況發生時，立即停灌并采取相應處理措施。

3.3.3 漿液配比和漿液變換

漿液配比：正?？锥尾捎闷胀ㄍ亮蠞{液，水土比采用3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1五個比級，開灌水土比采用3：1。如遇吸漿量大、大的裂隙、泥夾砂層等特殊孔段則采用土料砂漿、土料—水玻璃漿、土料—氯化鈣漿、土料—粉煤土漿、混合漿液進行灌注。

3.3.4 灌漿結束標準與封孔要求

在灌漿段最大設計壓力下，注入率不大于1L/min時，延續灌注時間不少于60min，灌漿即可結束。封孔采用“全孔灌漿封孔法”。稀漿結束則用0.5：1濃漿置換后，壓力封孔；0.8：1以上漿液灌注結束可直接封孔；封孔壓力采用最大灌漿壓力，結束標準同灌漿結束標準。

3.4 封孔

當灌漿工作結束后，還要做好封孔工作，封孔的方法很多，大致可歸納為稠泥漿封孔、泥球封孔、中砂封孔和混合土封孔四種；它們各有優缺點，經過比較，此次試驗時我們選用了稠泥漿封孔法。即停灌抽出注漿管和套管后，分多次向孔內灌注稠泥漿；第一次采用高壓注漿管將孔內泥漿注滿后，經過24小時后，若發現孔內液面下沉，就要及時補充，然后每隔24小時觀察一次，只要灌注的泥漿出現沉降，就要即時補充；直至漿面不再明顯下沉為止，再觀察3～5天即可報告監理工程師安排檢查防滲效果。

結語

在水庫大壩工程中，很多工程因為壩體防滲土質不符合設計要求或者碾壓不實導致壩體產生不同程度的滲漏，因為必須積極尋找經濟有效的防滲治理措施，經過多年專研和努力，在實施灌漿堵滲的基礎上，創新了黏土充填灌漿的方法，在上述工程的應用中取得了良好的防滲效果。

參考文獻：

[1]郭威，王廟蘭；高噴和充填灌漿技術在地基處理中的應用[J]；山西水利科技；1994年01期

[2]趙軍；；充填灌漿技術在水庫除險加固工程中的應用[J]；山西水利；2007年01期