張軍輝

1 引言

水利工程作為我國除害興利的基礎(chǔ)性工程，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定都具有重要意義。水庫是我國水利工程中的一種，不但能夠攔洪蓄水和調(diào)節(jié)水流，還能夠進(jìn)行灌溉、發(fā)電、供水和養(yǎng)魚，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的影響。要想充分發(fā)揮水庫對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用，需要更加重視對(duì)水庫大壩進(jìn)行加固，提升水庫大壩的穩(wěn)定性與可靠性。在對(duì)水庫大壩進(jìn)行加固的過程中，劈裂灌漿技術(shù)受到了廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)階段最為常用的大壩加固方法之一。

2 劈裂灌漿技術(shù)概述

劈裂灌漿技術(shù)是指，運(yùn)用水力劈裂的原理，對(duì)質(zhì)量不好和存在隱患的水庫大壩，在其壩軸線上進(jìn)行鉆孔和加壓灌注泥漿，從而使大壩形成新的防滲墻體的一種大壩加固方法。將壩體沿著壩軸線進(jìn)行劈裂灌漿以后，由于泥漿自重和漿、壩互壓的作用，從而形成與壩體牢固結(jié)合的防滲墻體，從而對(duì)大壩起到防滲和加固的作用。在灌漿以后，對(duì)和劈裂縫貫通的原有的裂隙和孔洞進(jìn)行填充，能夠有效的提升壩體的整體性。在漿、壩互壓和干松土體的濕陷作用下，壩體存在隱患問題的部分得到壓密，從而對(duì)壩體的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行改善，提升壩體的變形整體穩(wěn)定性。

3 工程概況

某水庫位于我國南方地區(qū)，全長為29.8km，頂高為27.0m，頂寬為7～9m，主要用于防洪和灌溉，該水庫工程由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，在運(yùn)行的幾十年以來，大壩、溢洪道等主要建筑物中存在著不同程度的安全隱患。

該水庫大壩中存在的安全隱患主要包括碾壓質(zhì)量差、施工的接頭較多和壩體土塊架空現(xiàn)象，下游的壩坡也出現(xiàn)了排水不暢的現(xiàn)象，在降水以后容易形成積水。還存在較多裂縫，部分堤身出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象。為了消除壩體中存在的裂縫和洞穴，提升壩體的密實(shí)度和穩(wěn)定性，決定對(duì)其進(jìn)行加固，本次大壩加固采用劈裂灌漿技術(shù)進(jìn)行。

4 劈裂灌漿技術(shù)在水庫大壩加固工程中的應(yīng)用分析

運(yùn)用劈裂灌漿技術(shù)進(jìn)行水庫大壩的加固，不但施工速度較快，工程造價(jià)較低，在進(jìn)行施工的過程中也不會(huì)破壞壩前坡的護(hù)砌。本文先對(duì)該水庫大壩的劈裂灌漿施工進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后分析了劈裂灌漿的施工要點(diǎn)。

4.1 劈裂灌漿設(shè)計(jì)

根據(jù)水庫大壩的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和本工程的具體情況，從以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行劈裂灌漿設(shè)計(jì)。

（1）布孔。根據(jù)實(shí)際情況，本加固工程布置兩排孔，每排孔距離壩軸線的上下游為1m，每排之間的距離為2m。兩排孔應(yīng)該采用交錯(cuò)梅花形狀進(jìn)行布置，孔距為2m。

（2）確定孔深。為了確保每個(gè)隱患部位都能夠得到改善和處理，提升大壩壩體的穩(wěn)定性，增強(qiáng)壩體的土體強(qiáng)度和防滲效果，每個(gè)灌漿孔和壩基帷幕灌漿相結(jié)合至基巖強(qiáng)風(fēng)化下線的2m，鉆孔的總進(jìn)尺為1296m。

（3）選擇漿液。為了提升劈裂灌漿施工的效果，應(yīng)該選擇合理的灌漿材料，必須保證漿液具有良好的穩(wěn)定性和可灌性，漿液形成的漿體應(yīng)該具有較強(qiáng)的防滲能力，還應(yīng)該考慮原材料的造價(jià)。通過對(duì)當(dāng)?shù)氐酿ね聊酀{進(jìn)行物理力學(xué)性能試驗(yàn)，決定采取重粉質(zhì)壤土作為漿液的主要材料。

（4）確定灌漿壓力。在進(jìn)行劈裂灌漿施工的過程中，合理的灌漿壓力對(duì)施工的質(zhì)量有著重要的影響。如果對(duì)灌漿壓力的控制較為合理，能夠很好的提升劈裂灌漿施工的效果。通過理論計(jì)算和試驗(yàn)，本次劈裂灌漿施工的灌漿壓力控制在98.1kPa以內(nèi)。

4.2 劈裂灌漿施工

本水庫大壩加固工程嚴(yán)格按照施工要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，圖1為運(yùn)用劈裂灌漿技術(shù)進(jìn)行水庫大壩加固的施工流程，本文從以下幾個(gè)方面，對(duì)劈裂灌漿施工的要點(diǎn)進(jìn)行分析。

4.2.1 合理的控制灌漿順序

為了提升施工的效果，本次施工應(yīng)該采用分次分序施灌的方式，該種方式能夠在泥漿進(jìn)入壩體以后盡快固結(jié)，及時(shí)的提升壩體的強(qiáng)度，還能夠緩解由于灌漿導(dǎo)致壩體中局部孔隙水壓升高帶來的危險(xiǎn)，促使泥漿在灌入壩體以后向兩側(cè)移動(dòng)，粘粒在壩體和泥漿的交接處定向排列，從而形成一層防滲性能較好的泥漿層。通過反復(fù)輪灌，能夠形成一道粗細(xì)顆粒相同且木紋紙狀的漿體防滲泥墻。在進(jìn)行具體施工時(shí)，應(yīng)該依次進(jìn)行第一排和第二排孔的灌注，運(yùn)用少灌多復(fù)的方法，先進(jìn)行第一序孔的灌漿，待其結(jié)束后，再依次進(jìn)行第二序和第三序孔的灌漿。

圖1 劈裂灌漿施工流程圖

4.2.2 注漿方法的合理選擇

本加固工程采用孔底注漿全孔灌注的方法，將注漿管下至距離孔底的50cm左右的位置，泥漿從注漿管下口流出以后，促使壩體逐漸從下部向上方劈開，在對(duì)第一排孔灌漿2～3次或者不吃漿以后，將注漿管向上方提升1～2m，然后再進(jìn)行復(fù)灌，一直到注漿管距離壩頂兩米時(shí)為止。第二排孔應(yīng)該復(fù)灌3～4次或者基本不吃漿以后再進(jìn)行提升注漿管。

4.2.3 劈裂灌漿施工質(zhì)量控制

要想獲得良好的施工效果，應(yīng)該重視劈裂灌漿施工的質(zhì)量控制：①在進(jìn)行灌漿時(shí)，應(yīng)該先灌稀漿，合理的控制水泥漿比重和灌漿壓力；②應(yīng)該對(duì)每個(gè)灌漿孔進(jìn)行多次復(fù)灌，每個(gè)孔復(fù)灌的次數(shù)應(yīng)該多于6次；③應(yīng)該在每個(gè)孔達(dá)到終孔標(biāo)準(zhǔn)以后再進(jìn)行起管，當(dāng)漿面不下沉以后再進(jìn)行填土夯實(shí)。終孔標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）第一排孔中的灌漿量應(yīng)該在多于1m3干土，第二排多于0.5m3；

（2）大壩壩體壩頂?shù)目v向裂縫出現(xiàn)反復(fù)冒漿的現(xiàn)象；

（3）通過分次分序反復(fù)輪灌以后，壩體不再吃漿，泥漿將壩體內(nèi)的裂縫進(jìn)行擠壓密實(shí)。

5 結(jié)束語

實(shí)踐證明，將劈裂灌漿技術(shù)運(yùn)用于水庫大壩加固工程，能夠獲得良好的加固防滲效果，可以有效的提升大壩的穩(wěn)定性與可靠性。雖然劈裂灌漿技術(shù)在大壩加固中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，但是其中還存在著一些問題，我們應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行不斷的探討和研究，確保水庫大壩加固工程的順利進(jìn)行，確保水庫大壩的穩(wěn)定性，促進(jìn)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]熊永.劈裂式灌漿技術(shù)在中小型水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J].水能經(jīng)濟(jì)，2016（4）：280～281.

[2]劉萍.論劈裂灌漿技術(shù)堤防加固工程中的應(yīng)用——以牛尾崗加固工程為例[J].工程技術(shù)：全文版，2016（6）：160～161.