浅谈竹箐河水库浆砌石重力坝灌浆加固工程.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流浅谈竹箐河水库浆砌石重力坝灌浆加固工程.精品文档.浅谈竹箐河水库浆砌石重力坝灌浆加固工程 摘要：竹箐河水库是师宗县的一座浆砌石重力坝，始建于1972年，经多年运行，存在大坝坝体、坝基及坝肩渗漏等多项问题，危及水库的安全，通过坝体帷幕灌浆提高大把的强度和稳定性，这里着重介绍了灌浆工程的设计和施工工艺控制。 关键词：浆砌石重力坝、帷幕灌浆 1、基本情况 竹箐河水库位于师宗县葵山镇境内的竹箐河下游，距离县城49km,径流面积56km2，总库容460万m3，兴利库容378.5万m3，死库容9.5万m3，大坝为浆砌石重力坝，最大坝高28.8m，坝顶高程

2、1881.248m，坝顶长90m，坝顶宽3.0m，水库大坝上游高程1852.448m至1872.2m坡比为1：0，高程1872.2m至1876.2m坡比为1：1，高程1876.2m至1881.248m坡比为1：0；下游坝坡高程1855.548m至1876.2m坡比为1：1，高程1876.2m至1881.248m坡比为1：0。水库主要病险问题为：大坝左右坝段、及坝肩结合部和坝基渗漏；冲砂低涵被泥砂淤堵，失去排砂输水作用；冲砂中涵洞身断裂，渗漏严重；输水高涵洞身断流渗漏；溢流堰面板遭气蚀破坏。 2、主要除险加固内容 2009年对竹箐河水库进行了除险加固，除险加固主要内容为： （1）大坝防渗加固 （

3、2）新建排砂低涵 （3）溢流堰及消力池改造扩建 （4）中涵冲砂洞改造 （5）输水高涵改造 （6）增设观测设施等工程项目 从蓄水情况来看，除险加固工程效果良好，水库渗漏基本消失，水库水位顺利达到设计水位；冲砂低涵、中涵、输水高涵、溢流堰运行良好，下面仅对大坝防渗加固进行总结。 3、大坝渗漏状况简介 竹箐河水库大坝渗漏存在的主要问题为： （1）左坝段及坝肩：当上游库水位超过1877.9m时，大坝左坝段及坝肩下游坝坡开始散浸和集中漏水，据水库管理人员提供，渗漏量随库水位上升而增加；当上游库水位超过1878.95m时（溢流堰顶），下游大坝共有610m2存在不同程度的散浸和集中渗漏，渗漏沿高涵出口80m

4、长流出，实测渗漏量达25L/s。 （2）大坝右坝段坝肩与坝基结合部：当上游库水位超过1877.9m时，开始集中渗漏，渗漏量随库水位上升而增加；当上游库水位超过1878.95m时，沿右坝肩渗漏点共有11处，实测渗漏量达0.4L/s。 （3）下游坝址至80m范围内：当上游库水位超过1877.9m时，开始集中渗漏，渗漏量随库水位上升而增加；当上游库水位超过1878.95m时，沿右坝肩渗漏点共有3处，实测渗漏量达12L/s。 4、防渗方案选择 为防止坝体和坝基渗透破坏，减少坝体、坝基及绕坝渗漏量，对大坝坝基及两坝肩采取帷幕灌浆处理。 对坝体渗漏选用充填式灌浆方案、上游坝面贴坡式混凝土防渗墙方案比较。

5、方案一（充填式灌浆方案）：根据工程经验，采用双排孔，孔距2.0m，坝体、基岩均采用纯水泥灌浆。两坝肩及坝体以下基岩部分采用常规帷幕灌浆，双排孔，孔距2m，右岸基岩灌浆水平延长10m，左岸基岩灌浆水平延长20m，采用水泥灌浆。 方案二（大坝上游坝面贴坡式混凝土防渗墙方案）：坝体上游采用混凝土防渗墙，厚0.8m，深度由高程1851.848m至1881.248m共29.4m。两坝肩部分处理方式及范围同方案一。 两方案经济分析见表4.1： 表4.1 防渗方案分析比较表 方案 工程项目 主要工程量 投资估算（万元） 充填式灌浆+坝基坝肩防渗方案 帷幕灌浆造孔(m) 2467 228.34 帷幕灌浆进尺(

6、m) 2363 检查孔(m) 186.33 防渗墙+坝基坝肩防渗方案 坝体及左右岸造孔(m) 1483.29 284.6 基岩造孔(m) 1636.98 检查孔(m) 186.33 C20砼(m3) 1434.24 清淤土方（m3） 2973.75 帷幕灌浆坝体 (m) 1483.29(非灌段) 帷幕灌浆基岩 (m) 1636.98 通过经济分析比较方案二较方案一投资稍大，加上库内坝址处淤积严重，清淤深度达9.15m，清淤施工难度大，故采用方案一。 5、防渗加固设计 5.1防渗轴线选择 大坝防渗范围包括原坝体、坝基及两坝肩，考虑到施工期间需进行正常供水和施工导流，保证施工质量控制等因素，防渗轴

7、线沿坝轴线布置。 5.2防渗边界确定 根据地勘资料，渗漏边界确定为：左坝肩延坝轴线延伸20m为灌浆边界；右坝肩延坝轴线延伸10m为灌浆边界；灌浆底界按透水率以小于10lu内不少于10m。 5.3孔口布置 灌浆孔沿坝轴线布置，双排孔，水平孔距2.0m,垂直孔距1.6m，即即下游排防渗轴线布置于坝轴线下游0.8m，上游排防渗轴线布置于坝轴线上游0.8m。 灌浆孔平面布置及孔距安排详见下图。 6、施工工艺控制 （1）灌浆材料 竹箐河水库大坝灌浆工程一律选用师宗县水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥，采用纯水泥浆灌注。 （2）钻孔 钻孔孔径为91110mm，即开孔110mm，终孔91mm，设计钻孔倾角9

8、0，施工中要经常校正钻机立轴或测斜，以保证钻孔垂直。 （3）灌浆工序及方法 灌浆孔分两个次序进行施工，施工顺序为先一序孔后二序孔，按上行法施工。用纯压式灌浆法，每个时段4-5m。 （4）灌浆压力 灌浆压力根据下式确定： P=P0+mh 其中： P灌浆压力（MPa） P0基岩表层段允许压力（MPa） m基岩每增加1m可增加的压力 h灌浆段深度（m） 竹箐河水库大坝坝体为浆砌石、坝基岩石为砂岩，故P0选用0.2 MPa，m选用0.05 MPa，水库最大坝高28.8m，经计算最大灌浆压力为1.64 MPa，但考虑抬动压力极限以及灌浆试验，将灌浆压力控制在0.2-1 MPa内。 （5）浆液配合比 竹箐

9、河水库大坝为浆砌石重力坝，可按照岩石帷幕灌浆的基本方法进行，浆液采用纯水泥浆，根据单位吸水率选用配合比，单位吸水量小于50Lu，从8：1的稀浆开始，单位吸水量大于50Lu；从5：1的浆液开始，再逐级变至3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1。本工程采用配合比见表5.1： 表5.1 浆液配合比表 配合比 水 (L) 水泥(kg) 比 重 浆量(L) 5: 1 125 5 1.13 133 3: 1 150 50 1.20 167 2: 1 100 50 1.29 116 1: 1 100 100 1.50 133 0.8 : 1 120 150 1.58 170 0.6 :

10、1 90 150 1.71 140 0.5 : 1 75 150 1.80 125 （6）浆液稠度变换 灌浆浆液的浓度遵循由稀至浓的原则，灌浆压力保持不变，吸浆量均匀减少或当吸浆量不变，压力均匀升高时灌浆继续，稠度不变而某一级浆液单位吸浆量没有改变或改变不显著时，则变浓一级，新的一级浆液的累计注入量又达到限定数量后（500800L），单位吸浆量仍没有显著改变时，则再变浓一级。 吸浆量大的孔段，灌浆压力采取逐渐升压，灌孔内保持浆液均匀注入，注入量大于30L/min分时根据情况可越级变浓。 （7）灌浆结束 本工程采用灌浆压力达0.5MPa，单位吸浆量小于0.4L/min时，再延续30min结束灌浆

11、。 （8）封孔 本工程采用自上而下分段灌浆，封孔采用机械封孔，即待最后一段灌浆结束后，按10m段长，用0.5:1浆液做一遍自上而下分段封孔灌浆，待浆液失水不在下沉，距孔口1.52.0m时采用人工水泥浆拌合后封到孔口，并留标志。 对拖后封填或其他原因而遗留下10m以上的空孔，采用自上而下分段用0.5:1浆液封孔灌浆。 对于封孔灌浆后因浆液沉淀，或其他原因仍留下不足5m的空孔，采用人工填捣砂浆进行封堵，填捣砂浆时往孔内放入90mm钢管，然后向孔内注入砂浆，边填浆边提管子，砂浆配合比为1:0.5:0.75。 （9）对中断、串孔、冒浆的处理 中断处理 竹箐河水库大坝灌浆严禁灌浆中断，但施工中仍然会出现

12、机械故障、停电、停水、器材以及串孔冒浆等问题而中断灌浆，对上述问题，施工中采取以下处理措施： 对于因机械故障、停电、停水、器材造成的中断，立即采取措施排除故障，尽快恢复灌浆。恢复时从5:1稀浆开始，逐级变浆，若恢复后，吸浆率减小很多，且短时间内结束，应取出栓塞进行扫孔和冲洗。 对于串孔冒浆引起的中断，先将钻孔清理至原深度后进行复灌。 串孔处理 发生串孔时，先将被串孔暂时塞住，待灌浆孔灌完后再将被串孔内的浆液清理出来进行补灌。 冒浆处理 发生冒浆时，轻微的，让其自行凝固堵住，严重的，用棉花、棉线、麻刀、木楔将集中漏浆的缝、孔堵住，或者降低压力，以至中断、间歇灌浆等。 7、质量检测 竹箐河水库大坝

13、灌浆工程在灌浆结束后，在沿坝轴线坝体渗漏严重部位抽取了8个检查孔进行压水实验，经检测，所有检查孔透水率均达到小于10Lu的设计要求，实验结果见表6.1 。 表6.1检查孔压水试验成果表 工程 部位 单元 检查 孔数 压水试验段数 透水率(Lu) 频率分布 设计防渗标准Lu 大于防渗标准的实验结果 备注 10 段数 % 段数 % 段数 % 段数 % 段数 % 0-20至0+16 1 3 18 0 0 0 0 7 38.9 11 61.1 0 0 10 0 0+16至0+44.5 2 2 14 1 7.1 2 14.3 4 28.6 7 50 0 0 10 0 0+44.5至0+71.5 3 3 18 1 5.6 2 11.1 8 44.4 7 38.9 0 0 10 0 合计 4 8 50 2 4 19 25 8、效果分析 竹箐河水库除险加固工程于2010年8月已全部结束，从灌浆施工施工情况来看，从第二序孔和下游排孔吃浆量明显减少，左右坝肩及坝基的集中渗漏点在灌浆结束后，已全部消失。通过1年的蓄水运行看，大坝在正常蓄水位甚至超汛限水位运行时，大坝无明显渗漏，运行稳定安全。 9、结语 浆砌石坝渗漏原因多种多样，处理方法也各部相同，应根据实际情况，科学设计，严把材料质量关，在此基础上精心施工，严格遵守规程、规范，才能够达到理想的防渗效果。 注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看