浆砌石坝灌浆治漏加固技术

浆砌石坝灌浆治漏加固技术

1、漏水原因

  浆砌石坝蓄水后，坝下游面、坝后基础岩及坝头接合部位有湿润冒汗的地方称为渗水，这是一种较普遍的现象。若渗水发展成为管涌或股水成流则称为漏水，漏水较严重的坝一般都有较多的出逸点，且水量较大。漏水的主要原因有以下几点：

  （1）坝体局部裂缝、断裂或坝面勾缝脱落引起漏水；

  （2）坝体无防渗墙或施工质量差引起漏水；

  （3）清基不彻底或坝体与坝基结合不好，造成接触带渗漏和坝头绕渗；

  （4）坝址基岩破碎、裂隙发育或灰岩地层造成坝基漏水；

  （5）由于坝体长期受冻融、冲蚀、溶蚀和潜蚀作用引起漏水。

  2、灌浆治漏加固技术

  2．1方法简介

  2．1．1坝体、坝基帷幕灌浆；主要充填漏洞和?缝隙，防渗裁漏，通过灌浆加固，形成防渗体。此方法适用于浆砌石重力坝。

  2．1．2坝上游面固结灌浆；堵塞漏洞和缝隙，加固补强坝体和提高防渗性能，以进一步提高坝体的承载能力和完整性。

  2．1．3坝下游面追踪固结灌浆；在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注浆管进行灌浆，以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝，加固坝体，增加坝面稳定性和抗冲刷能力。这种反向灌浆工艺，非常适合拱坝和支墩坝工程，对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用。采用这种方法时最好是坝前无水。

  2．1．4坝面重新剔勾缝；剔缝后，用高标号水泥砂浆、干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝，提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融、抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。

  2．2灌浆前的勘探与试验为准确地确定各种灌浆参数，保证质量，首先要进行勘探和试验。

  2．2．1坝体和坝基勘探；目的是查清坝体和坝基的现状，为设计和施工提供依据。首先在典型漏水部位进行钻孔勘探，查明坝内部的石质、胶结材料密实程度，有无空洞及基岩结构情况等。

  2．2．2压力抬动试验；目的是查明坝基、坝体的承压情况，以确定灌浆压力。在不破坏原结构的条件下，有效地将浆液压入坝体内部、基岩裂缝、砂砾石层中，以保证淄浆效果。

  2．2．3压水试验；目的是为帷幕及固结灌浆设计提供准确的数据，并指导施工，保证效果。选择坝体或坝基典型部位，按照《水利水电工程钻孔压水试验规程》进行工作，试验压力采用设计灌浆压力，根据试验结果、单位吸水量(o))值的大小，确定浆液浓?度、吃浆量大小。o)值越大，吃浆量就越大，浆液就要适当变浓

  2．2．4灌浆试验；目的是解决帷幕灌浆和固结淄浆的影响半径、浆液浓度及其它参数等，为布孔和淄浆设计提供依据。

  2．3设备及材料选择

  2．3．1造孔设备；①帷幕灌浆垂直造孔采用回转式液压钻机，如钻孔浅时，也可采用风钻造孔。②坝上下游固结灌浆(即前堵、后追踪灌浆)造水平孔或斜孔，使用风钻或采用7655型汽钻机造孔。

  2．3．2灌浆设备；有搅拌机、多缸活塞式灌浆机、承压输浆胶管、注浆管、胶塞、压力表、比重计等。

  2．3，3灌浆材料；主要是425“普通硅酸盐水泥、砂子、粉煤灰、石英粉、水、外加剂等。

  2．4布孔和造孔

  2．4．1帷幕灌浆布孔，在漏水坝段沿坝顶中心线，以孔距3m、孔径50mm或75mm为宜，或根据试验确定孔距。孔深钻至漏水部位以下1m一2m，如接触带或基岩漏水，钻孔可钻至不透水基岩以下lm一2m。造孔可一次性造孔，也可分序造孔，破碎地带上下分段造孔、分段海浆，同时在浆体凝固5—7天后，再继续向下钻孔，以防止卡钻、埋钻事故发生。坝体与基岩接触部位和坝基灌浆，也可采取在上游坝脚打斜孔或垂直孔灌浆堵漏，但造孔前应先清基，在坝脚浇筑0．3m一0．5m厚混凝土，待凝固后再打孔。垂直或倾角小于5。的帷幕灌浆孔，其孔向的偏差值不得大于规定值。

  2．4．2坝上游固结灌浆布孔；在漏水部位呈“梅花”型，钻孔间距和排距lm一3m为宜，根据漏水情况确定，钻孔位置选在砌石“了”缝中；在裂缝部位，可沿裂缝每lm布设一孔。孔径为42mm，孔深0．7m一1．5m，根据坝体实际情况确定。

  2．4．3坝下游面追踪固结淄浆布孔；在裂缝部位沿缝隙每1m布一孔；在其它渗水部位，按照“梅花”型布孔，排距和孔距2m一3m为宜，布孔位置在“T”缝中，也可适当加密布孔。孔深和孔径同坝上游面。

  2．5施工要求

  2．5．1先放空水库或将库水位降至灌浆部位以下，再灌浆施工，并做好灌浆各项记录。

  2．5．2洗孔；灌浆前应对孔壁、孔底及裂缝进行冲洗，采用风水联合冲洗方法，水压力不大于本段灌浆压力的75％，时间以孔深浅确定，直到回清水为止。

  2．5．3帷幕灌浆；①采用孔内循环法，自上而下或自下而上分段灌浆，最后全孔灌注。分段灌浆时，要在遭浆段以上Oo5m处加胶塞封堵。通过论证，也可采用小口径钻孔孔口封闭灌浆法；⑨坝体内灌浆长度，一船5nt左右较好，孔深不超过8m时，可全孔一次性灌注；⑧灌浆压力按设计控制，但要低于抬动试验极限压力，一般控制在0．2MPa一0．4MPa。

  2．5．4坝面固结和追踪灌浆；①在孔内预埋注浆管，孔口管周围用干硬性水泥砂浆填堵，采用内径20mm钢管，长50cm，插入孔内40cm，外露5Cm“10Cm，管头要加工丝扣，以便与输浆管连接；⑦采取一组四孔并联灌浆法，也可单孔或两孔一起灌注。对坝后漏水处重点孔位要采取单孔重点灌浆。灌浆压力按设计控制，一般采用0．2MPa一0．25MPa。

  2．5．5浆液的浓度；灌浆时应遵循由稀到浓的原则，根据压水试验逐级改浓。坝体当注入浆量大于30L／min时，可越级变浓。当某一级浆液灌注400L以上，而灌浆压力和吸浆量均无明显改变时，可改浓一级浆液灌注。浆液水灰比一般采用重量比8：1、5：1、3：1、2：1、1．5：1、1：1、0，8：1、0．6：1、0．5：1九个级别。根据设计，必要时还可掺和粉煤灰、砂于、石英粉、铝粉等。在灌浆过程中，浆液要每隔一小时测定一次比重。

  2．5．6灌浆时要分2—3序灌注，同时一定要进行复灌。在设计压力下，当吸浆量不大于O．4L／mio时，再续灌30分钟即可结束。

  2．5．7灌浆孔封孔；帷幕灌浆时，竖孔封孔采．用机械导管法，用1：2水泥砂浆从孔底向上逐渐提升封填密实；坝面固结灌浆水平孔封孔，采用低水灰比1：2水泥砂浆人工填堵捣实。封填材料最好用膨胀水泥砂浆。

  2．5．8特殊灌浆孔处理(1)灌浆过程中，发现冒浆时，可采用表面封堵、加浓浆液、降压等方法处理。(2)坝体灌浆串浆时，一是串浆孔正在钻进时，应立即停钻；二是相邻孔串浆量大时，可两孔同时并灌，三是在串浆孔上部用胶塞封堵。(3)灌浆过程应连续进行，因故中断超过30分钟，应及时冲洗钻孔或扫孔后复灌。(4)在涌水段灌浆时，当涌水压力超过O．2MPa时。应首先测定涌水压力及涌水量，再采用：①自上而下用稠浆灌浆法；⑨对坝基可适当加压；②海浆结束有屏浆措施，且时间不少于1小时；④必要时加速凝剂；⑥采用机械封孔。(5)坝体吸浆量较大难于结束时，加大浆液浓度，可采取限流、间歇灌浆、浆液中加速凝剂。(6)灌浆过程中，若有回浆变浓，则应改稀浆后灌注。若回浆仍变浓，则结束灌浆。

  2．5．9加强灌浆观测；在灌浆期间，应随时观测坝体位移、变形情况，发现问题立即停灌或降低压力，采取补救措施。

  2．6质量检测

  2．6．1质量检测主要以灌浆前后压水试验资料、灌浆资料、灌浆前后钻孔取岩芯资料、孔内摄影及蓄水考验等资料，进行比较综合评定，或者在灌浆?前后用振动测试分析仪检测坝体质量。

  2．6．2采取检测孔检测坝体灌浆质量的原则；①检测孔的数量，一般为孔总数的5％一10％；②检测孔位置，选在灌浆中心线或下游20cm以内和坝体漏水严重或吃浆量大的部位；⑧检测孔压水试验压力值为设计正常高水头的1．5倍；④检测后，按封孔要求进行封孔。

  2．6．3灌浆质量评定按合格和优良两级；凡各单元工程主要检测项目全合格，其他检查项目有70％及其以上达到标准要求的定为合格。凡各单元工程中主要检测项目全部合格，其他检查项目有90％及以上达到标准要求的定为优良。