红旗水库大坝渗漏灌浆处理-滑模|滑模施工|江苏鑫亿达滑模施工公司

技术创新

更多>>联系方式 Contact

江苏鑫亿达建设工程有限公司

全国免费咨询热线：400-088-6505

电　话：0515-88632555 88632777

传　真：0515-88632777

联系人：张先生 15851070333

网　址：www.jshh222.com

您当前位置：亿达滑模 > 技术创新 > 施工技术 > 浏览文章施工技术

红旗水库大坝渗漏灌浆处理

日期：2016-4-26 13:41:26　来源：转载　浏览数：
　

分享到：

红旗水库位于张家界市永定区西北部，座落在永定区罗水乡官庄村境内，澧水三级支流官庄溪上游。水库枢纽地理坐标为东径110°15′15″，北纬29°18′06″，距张家界市城区48 km。大坝为粘土心墙土坝，集雨面积2.85 km2，水库总库容30.6 万m3，正常库容22.5 万m3。坝顶高程403.3m，最大坝高19.4 m，坝顶宽4 m，坝顶轴长68.4 m，坝底宽90.2 m。
    大坝在未经勘察、设计的情况下于1973 年10月动工兴建，1976 年12 月完工。受当时条件的限制，工程质量差，清基不到位，现大坝渗漏严重。目前大坝坝脚有2 处集中渗流，在正常蓄水位时最大一处渗流点渗流量约（8～10）L/s；左坝肩存在绕坝漏水，在正常蓄水位时漏水量达（10～12）L/s。
    1· 渗漏原因分析
    1.1 坝基、坝肩渗漏分析
    清基不彻底是导致坝基、坝肩渗漏的一个重要原因。该大坝基岩为志留系中统罗惹坪群（S2Lr）砂质页岩，岩石呈青灰色，灰绿色加紫红色风化后为灰黄色、黄绿色砂质页岩，中～厚层状。两岸及基础均为强风化，虽然截水墙清基2.0 m，基础虽达到基岩，但局部仍然残留风化层。基岩岩体受节理裂隙及面层裂隙切割，岩体完整性差，岩芯破碎，以短柱状，碎块状为主，岩芯获得率大多小于70％，现场钻孔压水试验表明浅部强风化带内基岩透水率q=（7.0～78.0）Lu，为中等透水层，且岩体透水性愈接近大坝接触带愈大。
    1.2 坝体填筑质量分析
    那时大多为“三边”工程，导致大坝坝体填筑土极不均匀，粘性不好，加之填筑时分层厚度过大，夯压不实，引起大坝坝体渗漏。坝体填筑材料主要是由粉质粘土及粉土，含少量碎石等组成，成分多样，夯实程度差，密实度不均一，土体时疏时密，坝体筑料粗粒土含量多，填土空隙偏大，现场注水试验渗透系数平均值大于1×10-5cm/s,防渗不能满足要求。土工试验表明，坝体填筑土物理力学参数变化较大，心墙为含碎石粉质粘土，具高压缩性，在3 个钻孔内均有心墙漏水现象，说明坝体填筑土料为风化残积含砾石粉质粘土，其土质较差，透水性强，坝体透水性具各向异性，渗透系数变化较大，坝体心墙渗透系数（6.54×10-5m/s～9.0×10-5）cm/s 大于碾压式土坝设计规范《SL 274-2001》要求，（渗透系数不大于1.0×10-5cm/s），心墙防渗不能满足规范要求。
    2· 大坝防渗方案
    针对大坝渗漏情况，比较了两种处理方案。方案一：大坝心墙采用充填灌浆，基础采用帷幕灌浆；方案二：坝体采用冲抓回填，基础帷幕灌浆。方案二造价较方案一要高，就防渗质量和使用寿命来看，两种方案相差无几。从经济、技术、施工等多方面比较，方案一优于方案二。方案一的施工顺序为先进行大坝坝体充填灌浆，再进行基础帷幕灌浆。孔设在沿坝轴中心线，按单排两序布孔，帷幕深度为坝基面下深入基岩（0～15.0）m，坝肩从坝头向外延伸相对不透水层，形成一道连续的防渗墙，从而达到坝基防渗目的。
    3· 大坝坝身充填灌浆设计
    大坝心墙充填灌浆沿大坝坝顶轴中线按单排布设充填孔，采用钻机顺大坝体防渗墙的走向，通过机械向坝内造孔，在坝体的中间部位进行了加强，灌浆管底部设花管。根据《土坝灌浆技术规范》（DL/T5238-2010）规定，充填式灌浆孔一般布置在隐患处或附近，本工程按一排梅花孔布孔为单排，Ⅰ序孔和II 序孔间距为分I6 m，孔间距为3 m。灌浆设备采用100/15 型砂浆泵，在砂浆泵出浆口处设压力表，压力表最大压力0.5 MPa。灌浆材料为粘土、水玻璃，经过机械搅拌，过网眼尺寸3 mm×3 mm 的细筛，按水与灌浆材料质量比0.45∶1 的配合比配置制备浆液。起始灌浆压力不大于0.05 MPa，先用稀浆冲孔（3～5）min，灌浆压力不大于0.2 MPa。每米孔深灌浆量控制在（0.3～0.5）m3。灌浆土料采用粘土，要求粘土粒含量为28.0%～51.0%，渗透系数K≤1×10-5 cm/s，含水量控制在塑限附近，填筑后的土料干容重γd≥1.55g/cm3,干密度和含水量均通过现场试验，控制在设计要求范围以内。将水与灌浆土料按照质量比0.45∶1的配合比配置浆液，按规范规定现场用比重计测定平均值为1.45 t/m3，浆液容重为（1.3～1.5）t/m3。现场采用灌浆试验确定的起始灌浆压力和正常灌浆压力。通过钻孔压浆，充填坝体心墙防渗墙裂隙和空洞，经压浆后形成一道连续的帷幕心墙，从而达到坝体防渗体防渗目的。
    4 ·坝基、坝肩防渗设计
    灌浆孔为单排帷幕灌浆孔，布置在坝轴线上。孔距取决于灌浆的扩散半径，其确定原则是使各孔的灌注浆液相互充分搭接，根据本地区类似工程灌浆经验，单孔的浆液扩散半径约2.2 m 左右，而孔距约等于单孔灌浆影响半径（r）1.5 倍，孔距为1.5 r。计算得：L=1.5 r=1.5×2.2=3.3 m，确定采用坝基帷幕灌浆钻孔孔距为3.0 m。最后确定均按3.0 m 钻孔布置，特殊情况可以加密孔。见附图。

    孔径选择根据水利水电工程灌浆经验，本工程帷幕灌浆孔径选定：开口为91 mm，基岩孔段孔径为75 mm。根据红旗水库相关资料，帷幕钻孔控制高程，钻孔深度是由坝段起深入基岩应达0.6 倍坝高以上，且必须达到基岩透水率小于10 Lu 下限的岩层，同时深入相对隔水层（2.0～3.0）m 左右，结合风化深度，按水力坡降逐渐减小孔深。
    计算最大容许灌浆压力（指基岩）：
    Pnp=P0+P×Z
    式中Pnp———最大容许灌浆压力（MPa）；
    P0———首段灌浆容许压力值（MPa）；
    P———当深度每增加1 m 时，所相应增加的压力值（MPa/m）；
    Z———止浆塞至地表的距离（m）。
    P0及P 值的大小，取决地质条件和灌浆方法，查表得：
    P0=0.02（MPa）；P=0.015（MPa）；Z=24.5 m（最大孔深29.5 m—终孔段长5 m）
    代入式中：Pnp=0.02+0.015×24.5=0.388 MPa（建议值）。
    水库大坝基础灌浆主要是浅层残隙和接触面渗水，考虑到基岩的可灌性和幕体的耐久性及密度性，灌浆材料采用42.5 MPa 普通硅酸盐水泥灌注，水泥质量应符合CB175 的规定。根据灌前压水试验结果科学选择起始水灰比，施工时应遵循由稀到浓，逐级改变的原则。本工程浆液水灰比采用5∶1，3∶1，2∶1，1∶1，0.5∶1 5 个比值。最稀为5∶1，最浓为0.5∶1。在调整水灰比时，应按照部颁《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL 62-94）有关规定执行。采用XY—2PB和XY—2PC 钻机旋转钻进造孔，孔径采用（91～75）mm 的金刚石钻头钻进，造孔段长原则上每段为5.0m，坝基面段为见基岩后造孔不能超过2.0 m，且该段段长不超过5.0 m。灌浆孔段需进行冲洗，完毕后各段次均进行简易压水试验，其孔口压水一般控制在（0.2～0.4）MPa 左右，以便确定该段的地质构造情况，从而有效地控制灌浆质量。所有孔段均采用空口封闭自上而下分段循环灌浆，其灌浆压力在建基面段以上为0.3 MPa，建基面段为0.5 MPa，建基面段以下为0.7 MPa，灌浆水灰比始于1∶1，终止视吸浆量大小而定，从1∶1 至0.5∶1 不等。在所有孔段达到设计压力后，单位吸浆量不大于0.4 L/min，维持时间60 min 后方可结束。在灌浆孔各段灌浆结束后，需采用浓水泥浆封孔，并施加压力，待第一次封孔完成后，再等一段时间用干水泥球封孔，并用钢筋捣密实，直到浆液面不再下沉为止。帷幕灌浆检查孔按42 个总孔数的10%比例布置，检查孔孔深以相邻帷幕灌浆孔的深孔为准。