水力

帷幕灌浆在呈贡县横冲水库除险加固工程中的应用

发布时间：2013-11-29 | 所属分类：水力：论文发表 | 浏览： | 加入收藏

【摘要】帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成阻水幕，以减小渗流量或降低扬压力的一种工程措施,本文介绍均质土坝坝体劈裂式灌注粘土浆及坝基纯压式灌注水泥浆的施工工艺、方法,希望在同类工程中进行技术交流,共同搞好水利建设工作。

【关键词】横冲水库除险加固;坝体劈裂灌浆;坝基风化玄武岩纯压式灌浆;施工工艺、方法

1 前言

横冲水库始建于1957年11月,1958年7月建成投入使用,位于呈贡县马金铺乡境内梁王河上,距马金铺乡政府所在地8.0km,其地理坐标为东经102°51′,北纬24°37′,控制流域面积26.1平方公里。大坝为均质土坝,最大坝高40.45m,总库容1000万m3,为中型工程。由于受建设时的各种条件制约,加上数十年运行,工程已经病险老化。目前,主要存在大坝防洪能力、大坝抗震稳定不满足规范要求;坝体、坝基、坝肩渗漏及绕坝渗漏;输水涵洞裂缝漏水;闸门及启闭机锈蚀老化;水库安全监测设施不完善等病害,经昆明市水利水电勘测设计院鉴定及省水利厅审定、水利部大坝安全管理中心核定为三类坝,昆明市水利水电勘测设计院对水库进行了除险加固设计。主要工程措施为大坝前坝坡铺设砼预制块防浪护坡,后坝坡培厚加固,新设倒滤体及对溢洪道进行改造;对坝基、坝体进行帷幕灌浆处理;新开输水隧洞并封堵老涵洞。本文谈谈均质土坝坝体劈裂式及坝基纯压式帷幕灌浆的施工工艺、方法。

2 坝体隐患及地质状况

据钻探对坝体深部揭露地质的资料情况来看,坝体施工质量较差,坝体土料级配差、不均匀,碾压不密实,渗透系数大(K=3.28×10-4～5.89×10-6cm/s)。

坝基岩层为玄武岩,其透水层为第四系冲洪积层中的砂砾石层,厚度约12.5～37.6m,为中等透水层,岩体透水率均大于5.0Lu,一般介于8.1～16Lu之间。左坝肩强风化带岩体透水率q=8.0～17.0Lu,属中等透水层,其最大埋深37.6m。右坝肩强风化带岩体透水率q=13.0～27.0Lu,属中等透水层,该层厚度大于40m。

本次帷幕灌浆的防渗标准为透水率小于5Lu。

3 帷幕灌浆施工

3.1 灌浆孔的布置及施工顺序

本次灌浆沿老坝轴线布置单排孔,孔距2m,共计145个(含20个试验孔)。灌浆帷幕顶界高程为2025.0m,底界以深入弱风化玄武岩,透水率小于5Lu为界。

灌浆采用三个次序逐级加密的原则进行施工,即先施灌I序孔,再施灌Ⅱ序孔,最后施工Ⅲ序孔。

其单孔的施工程序为:坝土段钻孔→捞渣→注水试验→套管跟进隔离坝土段(下套管隔离至结合部以上)→结合部钻孔一捞渣→1:1混合浆灌浆(复灌) →套管跟进隔离结合部→扫孔自上而下钻灌基岩段到设计深度(纯水泥浆灌注)一校正孔深、测斜,基岩段和结合部封孔→1:3混浆自下而上分段取套管灌注坝土段→该孔结束移至下一孔。

3.2 钻孔方法

坝土及基岩均采用硬质合金钻头回转转进,局部基岩较硬时曾采用钢粒钻进。

(1)、钻进坝土时允许送少量水冷却钻头和润滑孔壁,钻孔不冲洗。

(2)、钻进基岩时采用送水钻进,以带出岩粉,并对钻孔进行冲洗,冲洗时间不

少于30min,直至孔口返水清澈为止。

3.3 压(注)水试验

坝土及结合部灌前采用自上而下分段注水试验,水头抬至坝顶或略高出坝顶10～20厘米,灌后不作压水检查,基岩灌前灌后均采用灌浆压力的80%进行单点法简易压水试验。

3.4 灌浆压力

为保证坝土,结合部和基岩裂(孔)隙的充分充填,同时提高充填的强度,加强帷幕灌浆的整体质量,增强大坝的防渗性能,灌浆压力确定为:坝土采用P=0.015D,基岩采用P=0.03D,计算控制压力值,算式简单,计算方便,其中:P为孔口压力表指示压力(MPa),D为灌浆段顶的埋藏深度(m)。

3.5 灌浆方法和方式

采用纯压式分段跟塞止浆灌注。

(1)、坝土自上而下分段注水试验后下套管分段隔离,待结合部和基岩灌浆结束并自下而上封孔灌浆结束后,自下而上分段对坝土进行劈裂式灌浆,段长为5.0～8.0m。