帷幕灌浆在尚书水库除险加固工程中的应用探讨.docx

帷幕灌浆在尚书水库除险加固工程中的应用探讨[摘要]尚书水库自上世纪70年代建成运行多年后受自然及人为因素的影响而老化成为病险水库。实践证明灌浆质量会得到质的提高灌浆处理的效果明显是进行大坝除险加固的一种经济实用的防渗漏处理方法。[关键词]帷幕灌浆；除险加固；尚书水库；应用探讨尚书水库位于陕西省渭南市富平县曹村镇东北4.0km桃曲坡水库东干渠末端处的尚书沟上属平原型水库。水库总库容262万m3坝高29m为碾压式均质土坝控制流域面积37km2设施灌溉面积2.3万亩。于1979年3月完成大坝等主体工程坝顶高程585.11m坝顶宽度12m底宽181m坝长950m1996年投入使用。水库工程主要建筑物由大坝、输水洞、溢洪道（有孔无道）、东干渠组成。水库自建成投入运行以来随着运行年限的逐步增长近年来水库出现较多工程及水文地质渗漏问题。1水库渗漏原因分析水库库坝区渗漏病险水库的常见问题是影响水库安全问题的主要因素。一般情况下坝体或坝基（含坝头、山体）漏水占水库库坝区渗漏的70%左右而放水涵洞、涵管破碎、断裂等水利配套设施老化问题引起的漏水一般占到水库渗漏问题的30%左右。1.1地层岩性透水性强尚书水库左右坝肩地层岩性主要为黄土、古土壤夹卵砾石透镜体。由于黄土属高压缩性土为自重湿陷性Ⅲ级（严重）中等透水性；卵砾石透镜体为两层层厚0.1～0.2m呈条带状分布右岸连通性优于左岸分布高程572～573.7m透水性强引起放水洞底板地基下的湿陷性黄土沉陷拉裂变形进口段节水部位浆砌石墙体因坝体沉降拉裂大量漏水。1.2坝肩处理不当在20世纪60、70年代末兴建的许多中小型土石坝和土坝大多没有经过周密施工设计抢时间赶进度忽视质量一般未设坝前防渗铺盖其他防渗设施也采用较少甚至把左右两坝肩的覆盖土直接取来筑坝因而造成两坝肩覆盖土变薄甚至没有覆盖层致使岩石裸露在水流的长期侵蚀作用下岩石沿节理裂隙溶蚀久而久之就发育成渗水通道而渗漏或剩下的薄层覆盖土被水压穿而出现渗漏尚书水库也存在这种常态问题。1.3温度因素影响尚书水库所处的陕西省属于渭北高原地区冬夏温差较大受热胀冷缩作用较大坝面水库经常处于不稳定状态尤其是冬季冰面与坝体相接处经常受到冰推作用使处于不稳定的护坡运动加剧容易造成水坝护坡面隆起和堆积冰面融化后隆起堆积起来的护坡块石容易自由滑落难以恢复原状长此以往护坡容易造成破坏造成护坡面冻融破坏而造成坝体渗漏。2防渗漏措施比选对尚书水库左右坝肩延伸段及隐患部位主要是左右坝肩下部隐患部位已形成渗漏通道原左右坝肩帷幕防渗处理长度不够局部隐患部位处理不到位确定采用帷幕灌粘土水泥浆的方案浆液采取灌常规的泥浆浆液防渗效果较好。3帷幕灌浆施工技术准备措施3.1灌浆技术要求范围灌浆遵照《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266-88）尚书水库除险加固工程帷幕灌浆施工技术要求及设计文件。左岸坝肩桩号0+058～0+085m长27m为三排帷幕灌浆孔径φ110～91mm排距1.5m孔距3.0m孔深32.1m灌浆处理为553-575m高程范围22m深粘土水泥浆灌浆灌浆采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序分次灌浆为灌浆Ⅰ区布置灌浆孔27个造孔总进尺866.7m灌浆总进尺594m；桩号0+085～0+104.5m长19.5m为补强排灌浆孔段布置在原灌浆孔的上游排布置灌浆孔7个造孔总进尺224.7m灌浆总进尺154.0m。右岸坝肩桩号0+365～0+418.5m长53.5m为三排帷幕灌浆孔径φ110～91mm排距1.5m孔距3.0m孔深32.1m灌浆处理为553-575m高程范围22m深粘土水泥浆灌浆灌浆采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序分次灌浆为灌浆Ⅱ区布置灌浆孔45个造孔总进尺1444.5m灌浆总进尺990m。3.2灌浆材料及浆液性能控制3.2.1灌浆材料尚书水库左右坝肩帷幕灌浆采用粘土浆液灌浆土料选用经过试验满足《土坝坝体灌浆技术规范》的土料做为本次灌浆工程的灌浆材料。3.2.2浆液性能控制粘土水泥浆液的浓度应保持在浆液对裂缝有足够充填能力及可形成帷幕的情况下浆液浓度越大越好。浆液性能包括：比重、粘度、稳定性、胶体率、失水量。3.3制浆工艺过程3.3.1粘土浆液制作土料由车辆运至制浆棚粉碎后通过过滤筛清除大颗粒和杂物然后装袋制浆前必须称量称量误差应小于5%。灌浆材料采用三种水土比的粘土浆液（1：1、0.8：1、0.6：1）其比重分别为1.46g/cm3、1.54g/cm3、1.65g/cm3当实测各种水土比浆液比重与上述值不符且差值大于0.01时可加入适量水或土料调整