摘要：本文總結(jié)了劈裂灌漿技術(shù)的施工工藝，通過此工藝在大枋水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固工程中的成功應(yīng)用，說明此技術(shù)不失為大壩加固的一個(gè)有效和經(jīng)濟(jì)的措施。
　　關(guān)鍵詞:劈裂灌漿；土壩加固；施工工藝
　　1、劈裂灌漿的加固原理和特點(diǎn)
　　水利上的堤壩是人工堆筑成的長(zhǎng)條形土料建筑物，為梯形斷面，由于受多種自然因素的影響，常出現(xiàn)一些不穩(wěn)定現(xiàn)象。如果向不穩(wěn)定的堤段造孔并向堤體孔內(nèi)壓注漿液，加上漿液自重因素，使堤體沿軸線方向形成一道或數(shù)道粘土帷幕，則可達(dá)到消險(xiǎn)固堤的作用。而當(dāng)這些應(yīng)力超過土體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在土體內(nèi)產(chǎn)生一道連貫裂縫，這種施工過程我們稱之為劈裂灌漿。它在土壩壩體除險(xiǎn)加固中具有投資小、見效快、設(shè)備和技術(shù)簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用。但在具體操作中應(yīng)注意施工工藝，保證灌漿的質(zhì)量，才能達(dá)到預(yù)期的效果。
　　2、工程簡(jiǎn)介
　　大枋水庫(kù)修建于1958年~1962年，位于長(zhǎng)泰城區(qū)的北面。總集雨面積7.19km2,總庫(kù)容522萬m3,正常庫(kù)容450萬m3，現(xiàn)今是一座以對(duì)縣城供水為主，兼灌溉等綜合利用的重要小（一）型水庫(kù)。有效灌溉面積506公頃。
　　水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，筑壩材料和壩基均為含有細(xì)砂的紅色粉質(zhì)粘土。壩頂高程41.01m，最大壩高19.01m，正常蓄水位38.75m，防浪墻頂高程41.86m；大壩迎水坡坡比1：2.5～1：2.2，塊石護(hù)砌；背水坡坡比1：2.0，高程30.1m采用平臺(tái)壓載，坡腳排水棱體排水。2001年7月，當(dāng)水庫(kù)水位達(dá)到37.5m高程時(shí)，背水坡右壩端24.0～30.0m高程之間有20～40m2的范圍出現(xiàn)滲水散浸，且隨著水位的升高散浸的范圍有所擴(kuò)大；大壩壩基長(zhǎng)期存在滲漏，隨著水位的升高，滲流量也隨之加大；大壩發(fā)現(xiàn)有白蟻活動(dòng)。為確保大壩安全，水庫(kù)降低水位并在汛限水位36.0m高程以下運(yùn)行。2002年8月，被市列為全省三類小（一）型水庫(kù)之一，需進(jìn)行加固處理。
　　經(jīng)對(duì)壩體原狀土樣做飽和快剪土工試驗(yàn)，分析大壩施工質(zhì)量和安全穩(wěn)定，查明水庫(kù)大壩險(xiǎn)病原因：經(jīng)過大壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定復(fù)核分析計(jì)算，在各種工況下，壩坡穩(wěn)定最小安全系數(shù)和大壩抗震穩(wěn)定能達(dá)到規(guī)范要求；但根據(jù)土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)，壩體土體濕容重及計(jì)算所得飽和容重偏小而孔隙率偏大，說明大壩土體碾壓密實(shí)度不能滿足要求，大壩浸潤(rùn)線位置較高，從排水棱體上方高程26.27m處逸出，大壩滲流不穩(wěn)定，是造成大壩背水坡滲水散浸和壩基滲漏的主要原因。
　　2、除險(xiǎn)加固措施
　　根據(jù)大壩存在的險(xiǎn)情和隱患的類型，壩體內(nèi)存在蟻穴，浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)過高，壩后坡出現(xiàn)大面積濕潤(rùn)，按照土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范.的要求，決定采用按劈裂式灌漿技術(shù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。灌漿方法采用單排布孔，孔距3.0m，灌漿孔施工軸線為大壩壩頂軸線。
　　3、施工方法
　　3.1劈裂灌漿孔施工平面布置
　　施工孔平面布置單排兩序布置，間隔進(jìn)行。
　　3.2劈裂灌漿的主要施工設(shè)備
　　主要施工設(shè)備的名為：CB30型錘擊鉆鉆機(jī)1臺(tái)，WJG80型攪灌機(jī)1臺(tái)，S3E水準(zhǔn)儀1臺(tái)，J6經(jīng)緯儀1臺(tái)。
　　3.3劈裂灌漿施工主要技術(shù)參數(shù)
　　3.3.1.注漿深度、布孔、段高
　　注漿深度：為壩體清基線以上人工填土部分。
　　布孔：采用單排布孔，孔距3.0m，分二序施工。
　　段高：為全孔一次灌注法。
　　3.3.2.漿料選擇
　　選用紅粘土漿，漿液比重為1.30。
　　3.4劈裂灌漿施工
　　劈裂灌漿施工采用“壩體分段，單排布孔，分序鉆灌，孔底注漿，全孔灌注，綜合控制，少灌多復(fù)”的原則。
　　3.4.1.劈裂灌漿施工工藝流程
　　開挖溝槽→鉆孔→制漿→灌漿→終灌→封孔
　　3.4.2.劈裂灌漿施工方法
　　劈裂灌漿施工CB30型錘擊鉆1臺(tái)套造孔，WJG80型攪灌機(jī)1臺(tái)套，分兩序施工，先進(jìn)行Ⅰ序孔施工，再進(jìn)行Ⅱ序孔施工。材料采用粘土漿，漿液比重為1.30。
　　3.5施工要點(diǎn)
　　3.5.1.鉆孔施工：
　　（1）鉆孔采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn)，泥漿護(hù)壁；鉆孔孔徑φ75mm。
　　（2）鉆孔開孔位置與設(shè)計(jì)位置偏差不得大于50mm。
　　（3）鉆孔施工時(shí)應(yīng)采取預(yù)防孔斜的措施，并應(yīng)按設(shè)計(jì)要求測(cè)量孔斜。孔底偏斜率不應(yīng)超過1.5%。
　　（4）鉆孔的有效深度應(yīng)穿過壩基1.0～2.0m為宜。
　　（5）選定部分一序孔作為向?qū)Э祝�其深度�?yīng)大于墻體深度，間距不宜大于20m。鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)詳細(xì)記錄孔位、孔深、地層變化等情況。
　　（6）孔口管埋設(shè)：在黏性土地層注漿壓力不大的情況下，直接將孔口管打入地層3～5m，利用黏性土的黏結(jié)力來防止冒漿及平衡注漿頂托力；在松散無黏性地層或注漿壓力較大的情況下，應(yīng)在孔口預(yù)先挖2m左右深的坑，將孔口管下入3～5m后，在管周邊回填黏性土并夯壓密實(shí)，必要時(shí)可回填塑性混凝土。
　　3.5.2.制漿。采用攪拌機(jī)濕法制漿，隨時(shí)測(cè)定泥漿密度，控制達(dá)到設(shè)計(jì)要求，漿液比重為1.30。開始采用稀漿灌注，待壩體被劈裂后，改用濃漿。
　　3.5.3.灌漿。施灌原則是“稀漿開始，濃漿灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多復(fù)，控制漿量”，施工時(shí)要將注漿管下到離鉆孔底部0.5～1.0m處。孔底注漿可施加較大壓力，使壩體內(nèi)部劈開，把較多的泥漿壓入壩體，產(chǎn)生擠壓變形。要求每次灌漿后，要提一提注漿管，以免孔底堵塞和孔口冒漿。灌1～2次后，可提管1～2m。
　　3.5.4.終灌。經(jīng)反復(fù)輪注后，漿體帷幕厚度須達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)20cm。如連續(xù)3次不再吃漿或壩頂連續(xù)3次冒漿即可終灌，直觀上要以飽、滿、實(shí)為度。
　　3.5.5.封孔。在終灌后，先將注漿管插入孔底，再注入濃漿將稀漿或清水置換掉，直至濃漿（采用0.5∶1以上的濃漿）填滿全孔為止，待漿液折水沉淀后，再進(jìn)行第二次封填，直至鉆孔封滿為止。
　　3.5.6.灌漿期原型觀測(cè)。按設(shè)計(jì)要求沿壩軸線方向每隔20m設(shè)一觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，每級(jí)至少分別在壩頂上、下游壩肩處各設(shè)一個(gè)觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，標(biāo)點(diǎn)用砼樁或木樁做成。灌漿施工前應(yīng)對(duì)布設(shè)的各樁垂直位移點(diǎn)觀測(cè)2次，灌漿期每班觀測(cè)1～2次，壩面出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)，灌漿間歇期每2天觀測(cè)1次。灌漿期間壩頂上下游壩肩處橫向水平位移每次不得大于25mm。
　　4、效果評(píng)價(jià)
　　劈裂灌漿完成以后，經(jīng)過一段時(shí)間，等粘土漿完全析水固結(jié)后，隨機(jī)對(duì)灌漿的部位進(jìn)行開挖，檢驗(yàn)粘土墻的生成質(zhì)量。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)開挖檢驗(yàn)，在壩體沿壩軸線方向形成數(shù)道粘土帷幕，寬度為10mm～25mm，漿脈累計(jì)厚度50mm。
　　在理論上，壩體沿壩軸線方向存在粘土帷幕，能使壩體的浸潤(rùn)線驟然降低，有效地降低了水向背水坡腳的滲水，同時(shí)也提高了壩體的穩(wěn)定性；本工程從灌漿施工完全結(jié)束后，汛限水位由36.0m提高到37.5m高程。經(jīng)過一年多的蓄水運(yùn)行，大壩背水坡無出現(xiàn)滲水散浸現(xiàn)象；右壩端無明顯滲漏，只有局部濕潤(rùn)；壩基無明顯滲漏；水庫(kù)可以正常運(yùn)行。大壩加固后，水庫(kù)增蓄水量92萬m3，增加保灌面積20.3公頃，年增供水量76萬m3，年凈經(jīng)濟(jì)效益11.6萬元，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。
　　5、結(jié)束語(yǔ)
　　土質(zhì)大壩多建上個(gè)世紀(jì)60到70年代，由于施工工藝和設(shè)備的限制，大壩土體碾壓密實(shí)度不能滿足要求，多存在背水坡濕坡，壩基和壩肩滲漏等問題，在分析確定病險(xiǎn)原因后選擇土壩灌漿技術(shù)進(jìn)行加固，特別是劈裂灌漿，能夠消除病險(xiǎn)情，又可節(jié)約投資，提高工程效益。