劈裂灌浆

-41.0
5
0+420
-20.0
02-11-18
-43.0
6
0+500
-33.0
02-11-19
-30.0
注：1. 表中数据向坝轴线方向位移为负值，背向坝轴线方向位移为正值。
2. 最终位移量为2003年3月31日观测数据。
在灌浆过程中，常出现相邻两孔或隔孔注浆管内冒浆，这种现象说明坝体已经劈裂，在串浆两孔之间，浆脉己经沟通。处理方法是采用专制堵浆塞将串浆管堵上继续灌浆或两串浆孔并联同时灌浆，达到预期效果。
钻孔斜率：≤1.5%；
孔 径: 5～8cm；
孔口压力：≤0.3MPa
（二）劈裂灌浆施工工艺及方法
1、施工工艺流程
本次劈裂灌浆施工工艺采用“单排布孔，分序钻灌，段底注浆，全孔灌注，综合控制，少灌多复”的原则。施工主要过程包括钻孔、制浆、灌浆和封孔工序，工艺流程见下图。
劈裂灌浆施工工艺流程图
2、施工方法及技术要求
-7.0
02-10-18
-0.5
2
0+053
-12.0
02-10-20
-1.0
3
0+103
-8.0
03-01-11
-0.5
4
0+153
-11.7
02-10-07
-1.5
5
0+183
+6.0
02-11-01
-3.5
6
0+213
+15.0
02-10-30
-1.0
7
0+243
-9.0
02-10-23
-5.5
浆液：采用水泥粘土浆(水泥为Po32.5R水泥，掺量为土重的6%)，密度控制在1.2～1.6g/cm3之间，按先稀后浓的原则进行施灌，稀浆密度1.2g/cm3左右，浓浆密度1.3～1.6g/cm3。
制浆方法及对浆液的要求：制浆采用WGJ80-2型高速泥浆搅灌机，将土与水泥的混合料及清水按计算出的比例，以适当速度连续均匀地从搅拌桶的进料口加入，土料经过连续高速搅拌后，经过另一端的出浆口排至转筛内，筛选过的浆液经泥浆泵灌入孔内。浆液保证无沉淀、无杂质，且能保证连续均匀供应。
坝顶水平位移、沉陷位移观测和坝后坡水平位移观测的主要成果见下表。
在灌浆期，还进行了渗流量、坝体裂缝、坝坡冒浆、坝面塌坑、隆起及孔口压力等项目的观测工作，并及时分析观测数据，防止事故发生，确保工程安全。
4、 灌浆中出现的问题及处理方法
（1） 漏浆的处理
漏浆的原因是，坝体内钻孔遇上了空洞或裂缝。其表现形式是吃浆量过大，不起压，处理的办法是在前后坝坡找出冒浆口，若有冒浆口处理好冒浆再进行复灌；若无冒浆口则按控制注入量的办法处理。
3、 位移观测
在进行劈裂灌浆时，同时进行了坝体表面变形(水平位移和沉降)、和坝后坡位移观测（因坝前坡为砼护坡，无法进行观测），随时了解土坝灌浆以及引起的回弹情况，监测大坝的安全，保证灌浆质量。
施工前在坝顶设置水平位移观测点和坝面沉陷位移观测点各一组，在坝后坡高程50m处设置了一组坝后坡水平位移观测点，设置的观测点统一编号（详见下表）。位移观测桩安放好后测定初始值，灌浆前测试3次读数，施工中每天观测1次。每次背向坝轴线方向的水平位移量控制在20mm以内，一旦出现了位移量过大的情况，则采取有效措施，如施工中坝顶水平位移观测点12#和14#分别于2003年2月9日、2002年10月4日出现了水平位移量过大的情况(分别为22.7mm和33mm)，经调整施工措施后，再没有出现过这种情况。
14
0+453
+33.0
02-10-04
-6.0
其余时间位移量均小于±20mm
15
0+503
+4.7
02-09-30
-6.0
16
0+533
-12.5
02-10-20
-1.0
注：1.表中数据向坝轴线方向位移为负值，背向坝轴线方向位移为正值。
2. 最终位移量为2003年3月31日观测数据。
表3.3.2坝面沉陷位移观测主要成果表
8
0+273
+9.0
02-11-04
-13.0
9
0+303
-4.5
02-09-27
-6.0
10
0+333
+8.0
02-09-22
-7.5
11
0+363
+17.3
03-02-08
-4.0
12
0+393
+22.7
03-02-09
8.0
其余时间位移量均小于±20mm
13
0+423
-6.6
02-10-18
-10.5
灌浆过程中由于灌浆压力使坝顶出现纵向裂缝，这说明浆液已灌入堤内。出现的裂缝冒浆现象处理方法是，可顺缝开挖并用粘土回填夯实或采用降低孔口压力，以“少灌多复”的办法处理。
（3）串浆
表3.3.1坝顶水平位移观测主要成果表
观测点
桩号
(m)
日最大位移量
(mm)
日最大位移量观测时间
最终位移量
(mm)
备 注
1
0+023
5、 灌浆过程的质量控制
灌浆过程的质量控制严格以下要求：
（1） 复灌的次数和时间间隔严格按设计要求实施。
（2） 灌浆过程中，在坝顶上、下游埋设观测桩，并认真观测观测桩之间的距离，该横向水平位移控制在2cm左右。
（3） 尽量推迟和限制坝顶出现裂缝，裂缝限制宽度在3cm以内，且要求在停灌后能复原。
（4） 孔口压力由专人记录，控制孔口压力在设计确定的最大允许灌浆压力以内。
（4） 坝顶劈裂宽度控制
在灌浆施工中，严格控制坝顶产生的裂缝，要求达到“内劈外不劈”的原则。坝顶劈裂长度控制在一序孔间距以内，宽度控裂缝的处理
当坝面出现横向缝时，立即停灌检查。如果裂缝深度较浅，开挖用粘土回填夯实后继续灌浆，如果裂缝较深，则用稠浆灌注裂缝。
-119.0
6
0+363
-10.0
02-09-29
-68.0
7
0+423
-14.0
02-10-18
-70.0
8
0+503
-16.0
02-11-04
-41.0
9
0+533
-18.5
02-09-21
-32.0
注：1.表中数据向下方向位移为负值，向下方向位移为正值。
2. 最终位移量为2003年3月31日观测数据。
（5） 灌浆方法
利用灌浆泵将按一定比例搅拌均匀的粘土浆送入己钻完孔内，进行全孔孔底注浆。施工过程中掌握“稀浆开始，浓浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复，控制浆量”的原则。认真记录灌注不同比重浆液的时间。仔细观测孔口压力表的读数，特别是压力变化较大的数值，并认真做好记录。施工中控制好以下环节：①灌浆开始先用稀浆(密度1.2/cm3左右)灌注，待坝体劈开或孔内吸浆量较大时改用浓浆灌注(密度不小于1.3g/cm3)；②施工作业时取土、运土、填土、搅拌、泵送等工序采取流水作业，来保证浆液的连续均匀供应；③灌浆过程中采用比重秤随时监测浆液的浓度，初始浆液密度、中间浆液密度及结束时浆液密度均要测量，使浆液的浓度满足技术要求。
观测点
桩号
(m)
日最大沉陷量
(mm)
日最大沉陷量观测时间
最终沉陷量
(mm)
备 注
1
0+023
-8.0
02-09-19
-38.0
2
0+103
-7.0
02-10-23
-55.0
3
0+183
-10.0
02-10-23
-80.0
4
0+243
-12.0
02-10-02
-84.0
5
0+303
-18.0
02-09-29
（一）坝体劈裂灌浆设计方案
劈裂灌浆是利用坝体小主应力的分布规律进行布孔，利用水力劈裂原理，施加一定的灌浆压力，有计划有控制地劈裂坝体，灌注适宜的泥浆，通过浆坝互压和坝体的湿陷固结等作用，使所有与浆脉连通的裂缝、洞穴等隐患得到充填挤压密实，形成竖直连续的浆体防渗帷幕，改善坝体内部的应力状态，增强坝体的渗透稳定和变形稳定性。
（5） 两次灌浆间隔时间不少于5天。
（6） 设专人严密监视劈裂灌浆过程中坝体位移和裂缝开展，确保大坝安全。
（7） 严格采取“少灌多复”的原则
（3） 孔口及孔内阻浆设置
下入灌浆管后，采用孔口和孔内双阻浆措施。孔内深阻浆采用管壁缠物，所缠部位设在第一灌浆段上部（即孔底以上2～6m处），所缠物与孔径相一致后，将注浆管下入孔内预定位置。最后在孔口以下2～3m处下入阻塞，并用沙土填实。
（4） 浆液
制浆土料的选择：劈裂灌浆中，粘性土作为主要材料影响着工程质量，土料中既不能含粘粒过多，也不能含砂量太大。土料含粘粒过高，制备的泥浆稳定性和浆体的防渗效果较好，但制浆难度大，不易施工；另外其浆液析水固结慢，延长泥浆的固结时间。含砂量过高往往会影响灌浆效果，形成竖直分布的集中砂层，破坏堤坝的整体性，降低浆体的防渗效果。本次施工前在不同的地方取了7个土样，送实验室做颗粒分析，最后选择了最佳的、符合设计和规范要求的土料（采用粘粒含量20～30%、砂粒含量<20%，其余为粉粒）。
（8）终灌标准及封孔：
灌浆终灌标准根据《土坝坝体劈裂灌浆规范》和设计要求控制，即：①连续三次达到设计要求孔口压力，并不再吃浆；②开灌较短时间内坝顶连续三次冒浆。封孔采用稠泥浆封孔的方法进行，每孔灌完后，拔出注浆管，注满密度大于1.5g/cm3稠浆，以机械封孔，次日再灌1次。直至浆面升至坝顶不再下降为止，最后用粘土回填孔口并夯实。