劈裂灌浆

1工程概况

石坝水库位于珠江流域西江水系块泽河源头，迳流面积75.50km2，坝高25.80m，坝长120.0m，正常库容2670.0万m3。不仅要满足农业灌溉及人蓄饮水的需要，还要承担白水电厂的供水任务。其地位举足轻重。为此，对水库安全和供水保证要求很高。

由于施工质量差，大坝坝高16.0m以下较密实，以上实为松堆坝，结构松散，防渗能力差。致使外坝坡大面积潮湿，渗漏面积达700.0多m2，并有两处集中漏水，高水位时渗漏量达20.0L/s。这样，不但水库不能很好地发挥效益，而且，大坝安全受到严重威胁。

2工程设计

针对该工程坝体具体渗漏情况，设计采用劈裂灌浆。帷幕线位于坝轴线上游0.5m处，帷幕线长120.0m。一共20个孔，分两序进行，孔距5.0m，孔深以接触基岩为准，总孔深355.10m。压力0.26～0.30MPa之间，不得超过0.30MPa。采用粘土水泥混合浆，重量比7:3,浆液稠度1.2～1.6t/m3之间，帷幕面积1855.70m2，要求帷幕平均厚度不低于0.2m。

3劈裂灌浆工程施工

3.1钻孔

钻孔分三序进行，第一序孔孔距20.0m，第二序孔孔距20.0m，第三序孔孔距10.0m，即按20.0m、10.0m、5.0m的孔距逐渐加密。开孔孔径110.0mm，终孔孔径91.0mm。一次性成孔，不分段，下定向管后，一次打到基岩为准。钻进方法为回转式钻机干钻或反循环钻进，不允许送水。

3.2浆液配制

干发制浆，先用打浆机打碎粘土，过滤粗颗粒，搅成粘土浆，然后，再掺入水泥配成粘土水泥混合浆。粘土水泥重量比为7:3。配浆时固定水泥用量，通过调整粘土和水的用量来吻合所需要的浆液稠度。

3.3灌浆压力

为了获得较可靠的灌浆压力，从先导孔取土样进行相关试验，由于坝土质量差，样品不能满足相关试验的要求，未能获得相关参数。通过一段时期的工程施工，发现设计灌浆压力不能满足现场施工的要求，指导意义不大，采用设计灌浆压力多数情况下，不是劈不开就是不到设计压力就劈开。经过总结分析，该工程最终采用每孔每次都结合具体工程实际，通过现场试验确定灌浆压力，并加之有效的综合控制来实现。获得了很好的效果。具体各孔灌浆的第一次至第五次劈裂压力见表1。

3.4灌浆

具体灌浆过程中，操作和控制遵循以下原则：

①全孔一次性灌注，孔口封闭，不分段，射浆管下至距孔底0.5m处。

②以清浆开路，浓浆为主进行灌注。即先灌清浆，使坝体劈裂，然后用浓浆将裂缝充填满。起始浆液稠度为1.2t/m3，结束时一般为1.5t/m3。

③为了坝体安全，压力从零开始缓慢提高，逐级升压。最高压力值不受设计限制，其值的选择以能使坝体劈裂为准。

④浓浆各项参数控制为：比重不小于1.5，粘度不大于30s，稳定性不小于

0.02g/cm3，胶体率不小于90％。

⑤少灌多复，一般每孔复灌次数为5次，最终以满足浆体厚度不小于20cm 为准。

⑥规范对混合浆待凝时间没有具体要求。本工程一般采用72h，低水位时48h 便能满足要求。

⑦结束标准安停灌和终灌两个标准来控制。停灌标准是为保证大坝安全和灌浆质量的重要措施，是单孔每次灌浆量、灌浆压力、横向水平位移及裂缝开展宽度等达到控制标准的控制。其次，冒浆过大、产生横向裂缝、弧形裂缝等也必须停灌。结束标准是整个孔的灌浆已达到设计要求，结束该孔灌浆的标准，是以灌浆次数、总灌浆量和帷幕厚度来控制的。

⑧采用浓浆封孔，单孔灌浆结束后，把孔内清理干净，然后注入浓浆，有时需要数次注入才能填满。

⑨灌浆过程中随时对坝体沉降、位移和裂缝开展宽度进行监测。

3.5特殊情况处理

①往往在灌浆过程中坝顶或坝坡会发生冒浆，致使灌浆不能实现坝体劈裂。这时，停止灌浆，将冒浆点回填夯实，停歇待凝后，再进行灌浆。

②对于机械事故或停电造成的灌浆终止，若是灌浆已达到或基本达到设计要求，便作为一次有效灌浆。否则，并入下一次灌浆计算。

③岸坡段靠坝肩部分孔，由于应力分部复杂，呈空间状态，劈裂效果不明显。

后经分析研究，决定进行加密孔处理。取得了较理想的效果。

4综合控制

施工综合控制包括灌浆量、灌浆压力、横向水平位移及裂缝开展宽度控制。综合控制贯穿于整个灌浆工作的始终。

①灌浆量控制。每次灌浆每米孔深耗浆量浓浆不超过2.0m3。

②灌浆压力控制。派专人对压力进行重点观测，每次灌浆前都要对压力表系统、孔口设施及灌浆管路系统进行认真检查，以完好和工作状态良好为标准。以确保能准确反映和控制压力。具体灌浆时控制压力缓慢升高，劈裂后在小于劈裂压力的情况下进行灌浆，直到结束。

③横向水平位移控制。为了观测和控制坝体位移情况，顺坝轴方向埋6

排桩，即坝顶两边各一排，内外坝坡各两排，分别置于坝坡中央和坝脚，每排5个桩，纵横基本等距离布置。这样就能在灌浆过程中或间歇期间对坝体的变形进行有效监测和控制。具体要求每次灌浆位移不超过3cm。

④裂缝开展宽度控制。灌浆过程中控制每次灌浆裂缝开展宽度不超过

3cm，沿裂缝发展方向设置若干观测点，自始至终进行现场观测和控制。

⑤除以上四项控制外，还要注意不能出现横向裂缝、斜向裂缝及弧形裂缝。注意控制裂缝延伸长度不超过20.0m。

5灌浆质量检查

土坝坝体劈裂灌浆在理论上和工艺上都和其它灌浆具有明显区别。劈裂灌浆没有扩散半径，浆液只是沿坝轴线方向扩散，形成一道连续的防渗墙。并且，防渗墙是若干条浆脉连同坝土共同形成的整体。因而，劈裂灌浆不宜采用打检查孔作压（注）水试验的方法来进行其质量检查。而是采用综合检查法，重点检查浆体帷幕质量和下游坝坡渗漏、潮湿情况。

①帷幕厚度检查。通常是用耗灰量来进行帷幕厚度折算，这与实际相差太大。因为河槽段与岸坡段，孔上部与下部的帷幕厚度不一样，所形成帷幕不是等厚的。