科技推广与应用ｌｌ 高压旋喷桩防渗墙在坝身填土加固中的应用 一、概述 ３５ＭＰａ，气压力０．６～０．８ＭＰａ，浆压力 孔位，用水平尺调整机身水平，保持立轴 某水库大坝为均质土坝，坝高 ０．３～０．５ ＭＰａ，水灰比为１．１：１；灌浆 垂直，垫稳、垫平机架，经反复测试和验证 １８．５ｍ。坝身填土主要为中～重粉质壤 提升速度为６ｃ￣ｍｉｎ，旋转速度为 无误后方可钻孔，钻孔所用钻具直径为 土、粉质粘土局部填土中夹砾石，填土 ５ｄｍｉｎ。成墙７ｄ后对加固的桩体进行 中１３０ｍｍ。钻孑Ｌ过程中随时观察钻机的工 多呈软 可塑状。大坝修建于上世纪 开挖检查，结果见表２。 作状况，可在钻台上悬挂一根铅垂线，随 ６Ｏ年代，筑坝施工主要采用人工挑 根据两种工艺性试验桩的检查结 时观测其钻孔的倾斜情况，确保钻孔的倾 抬、分队分组作业。填土主要是就地取 果，最终选定旋喷桩的施工桩问距为 斜率不超过ｌ％。 材，坝身填土土料混杂、不密实，局部 １ｏ０ｃｍ，施工水泥掺入量不小于１３％， （２）下灌浆管：下喷射管前进行试 结构松散，坝身内存在着分界沟、分界 建议水灰比采用（１．１０ １．３０）：ｌ，其 喷，检查机械及管路运行情况后，将喷射 墙，大坝蓄水后产生较为严重的渗漏， 他各项施工参数均按工艺性试验桩的 管向下放到预定喷射高程处。 虽进行了处理，但未得到彻底解决，大 要求进行施工。 （３）喷射灌浆：当喷头下放到设计预 坝一直在汛限水位下运行。为了水库 四、施工过程中的质量控制 定的高程后，先按设计规定的施工参数进 大坝的运行安全，采用高压旋喷桩防 １．质量控制重点 行原位旋转喷射不提升，待浆液返出孔 渗墙加固大坝坝身填土，使填土达到 本工程中高压旋喷桩施工分两步 口、情况正常后开始提升旋转喷射。提升 规定的防渗要求。 进行，每步施工工序为钻孔、下注浆 速度６ｃ￣ｍｉｎ。喷射灌浆开始后，质量控制 二、坝身土料的水泥土配合比试验 管、旋转喷射、提升、封孔、成墙。 人员要时刻注意注浆过程中的水、气、浆 根据设计要求，大坝加固采用高 （１）钻孑Ｌ：钻孔之前，按设计要求的 的流量和压力、提升速度、旋转速度等工 压旋喷桩防渗墙的无侧限抗压强度 防渗墙中心线放线定出孔位，放样时控 艺参数是否符合规定的要求。 ｑ ≥２．ＯＭＰａ，渗透系数不大于１ Ｘ 制钻孑Ｌ孔位与设计孑Ｌ位偏差不大于 （４）封孔：灌浆结束后，利用水泥浆 １０％￣ｓ。依据此要求在进行水库大坝 ２．０ｃｍ。钻孔时，把钻机移至孔位，对准 及时回填，直至孔口浆液不下降为止。 防渗墙施工前，对坝身填土进行配合 表１水泥土配合比试验 比试验，各种掺人比时２８ｄ龄期的各 项试验指标结果见表１。 水泥掺入量 强度（ＭＰａ） 渗透系数（ｃｍ／ｓ） 依据设计要求的加固后防渗墙体 １０％ １．０６ ９－３８ｘ ｉ０－７ 水泥土无侧限抗压强度值和渗透系数 １２％ １．５５ ６．２５×１０ 值，最终选定高喷水泥土防渗墙体的 １５％ ２．７２ ７．５６ｘ １Ｏ－８ 水泥掺入比为１３％。 表２防渗墙工艺性试验墙体的检查结果 三、高压旋喷桩防渗墙的工艺性 灌浆孑乙间 巨（ｃｍ） １００ １３０ 试验 根据大坝的填土情况，在坝身选 有效影响半径（ｃｍ） ６０ ６０ 择代表，部位进行工艺性成墙试验。试 有效搭接长度（ｃｍ） ５Ｏ～７０ ７～１５ 验采用的旋喷桩桩间距为ｌＯＯｃｍ和 墙体整体连接情况 较好 差 １３０ｃｍ。试验，采用的水压力为３０～ 墙体水泥土情况 墙体有水泥浆富集现象 Ｉ【科技推广与应用】ｌ 水泥土搅拌越防滢墙在岳庄坝水库晾睑力咽巾昀应用 王玮 一、工程概况 窝；左坝肩附近约７０ｍ（０＋７５０～ 坝脚渗水比较严重，其中桩号０＋３９０～ 岳庄坝水库是宿州市仅有的一 ０＋８２０）下游坝脚处发生散浸渗漏。由 ０＋４１０附近曾出现跌窝险情。现场抽检３３ 座中型水库，位于砀山县西北部的黄 于该水库是在“三边”历史背景下兴 组土样，实验得出的压实指标结果为：坝 河故道上，距离砀山县城约１３ｋｍ。工 建的，受当时建设环境及资金等客观 身填土的压实度为０．７９—１．０（击实实验 程于１９７８年１０月动工兴建，１９８２年 条件的影响，存在的主要问题是施工 得出的最大干密度为１．６５￣ｍｓ），合格样 ｌ２月竣工，大坝为均质土坝，坝长 时未对水库坝基进行防渗处理，清基 本数为５个，压实度合格率仅为１５．２％， ８６０ｍ，最大坝高７．５５ｍ，总集水面积 不彻底，坝身填筑质量差。２００３年８ 大坝填筑质量很差。 １６００ｋｍ２，其中区间集水面积９０ ｋｍ２， 月，经安徽省水利科学研究院组织专 ３．填筑土料不合格，渗透性大 总库容２８１５ Ｘ ｌ＆ｍ ，兴利库容 家进行安全鉴定，鉴定结论为三类 大坝坝身为素填土，土质以轻砂壤 ｌ４０ｏ×ｌＯ４ｍ ，调洪库容１８７７×１０４ｍ’， 坝，需对大坝进行除险加固。 土、轻粉质砂壤土和极细砂为主，局部夹 设计洪水位４９．１０ｍ，校核洪水位 二、渗水原因分析 有一定的粉砂土，坝身填土松散，密实性 ５０．１５ｍ。该水库是以防洪、灌溉效益 １．坝址地质条件差，透水性较强 差，室内实验渗透系数平均值为４．６４ Ｘ 为主，兼顾水产养殖的综合利用工 根据钻探揭露的地层，库区及坝 １０％ｍ／ｓｅｃ，野外钻孔注水试验平均值为 程，保护面积１２３ ｋｍ ，保护人口５．５ 址区主要为第四系全新统（Ｏ４）的泛 ９．８４ Ｘ １０％￣ｓｅｃ，不满足《碾压式土石坝 万人，保护耕地１２．３万亩，同时保护 积、冲洪积层，局部为上更新统（Ｑ３） 设计规范》（ｓＬ２７４—２０ｏ１）强制条款的要 下游重要交通干线陇海铁路、３１０国 的泛积、冲洪积层，地层渗透性大多 求，即均质坝渗透系数不大于１ ｘ 道及１０１省道的安全。 为中等透水性，是引起大坝渗漏险情 １０％￣ｓｅｃ。 １９８６年８月２０日，水库水位到 的主要原因。 三、大坝除险加固方案设计 达４８．３０ｍ时，大坝右段４００ｍ下游坝 ２．清基不彻底，坝身填筑质量差 通过渗水原因分析，经多方案经济、技 脚处发生大范围渗漏，部分坝段发生 根据地质勘探结论，清基不满足 术比较后，设计选定采用多头小直径水泥 管涌，造成下游坝坡大面积滑塌或跌 现行规范要求，导致水库蓄水后大坝 土搅拌桩防渗墙作为大坝除险加固处理方 ２．施工过程中相关问题的处理 入水玻璃进行处理，直至孔口冒浆正 防渗墙施工完成２８ｄ后，在防渗墙 （１）严格控制钻孔孔位偏差和孔斜 常后才能提升，恢复正常灌浆。 上随机选择３处进行钻孔取芯，其芯样 率，钻孔过程中发现孑Ｌ位偏差和孔斜率 （３）灌浆施工过程中，若因故中断 采取率在桩顶以下０一ｌＯｒｅ内达到８３％， 较大时。即用粘土将钻孔段回填捣实后 后恢复施工时，对中断孔段进行复灌， １０ｍ以下的采取率为６７％，防渗墙自上 重新放样定位再进行钻孔，以保证凝结 搭接长度一般在０．５—０．８ｍ。 而下连续、完整。利用钻孔取芯后的钻孔 体的有效连续，形成封闭的墙体。 五、高压旋喷桩防渗墙的加固效果 进行注水试验得出：旋喷桩墙体的渗透 （２）严把孔口冒浆关，孔口冒浆不 １．开挖检查 系数在２．２６Ｘ １０ ～７．６３ Ｘ １０％￣ｓ。 正常或不冒浆时不能提升，要及时查 高压旋喷桩防渗墙施工完成后， ３．水泥土芯样的试验结果 找原因，采取应对措施。如坝身土体结 在坝顶对防渗墙进行开挖检查，检查 利用钻孔抽检墙体水泥土芯样，在室 构松散段可降低提升速度或原地不提 坑深２．０ ２．５ｍ，使防渗墙全部暴露， 内进行抗压、渗透和渗透比降试验，试验 升灌浆，同时加大水泥浆液的浓度，直 经量测得出：高压旋喷桩的有效影响 结果为：无侧限抗压强度ｑｕ＝￣６～ 至孔口冒浆正常为止；如坝身中夹有 半径Ｒ＝Ｏ．６０～０．６５ｍ，墙体的搭接处 ４．５２ＭＰａ，ｋ２０＝５．３６×１０ ～３．２８×１０％￣ｓ， 碎（砾）石层，采用上述方法孔口仍不 厚度在５０—７０ｃｍ之间，墙体的整体 渗透比降Ｊ＞５０ｍ ． 能冒浆或冒浆不正常时，可采用在该 连续性较好。 （作者单位：安徽省水利科学研究院 段灌水泥粘土浆液或在水泥浆液中掺 ２．钻孔注水试验 ２３３０００）