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第８卷第２期 ２Ｏ０２年６月 水利科技与经济 Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｙ ｖｎ１．８ Ｎｏ．２ Ｊｕｎｅ．２Ｃ０２ 土石坝体灌注粘土浆加固技术 孟宪双。李责勤，刘亚凤 （黑龙江农垦勘测设计研究院，黑龙江佳木斯１５￣０２） 【摘要］癌浆是处理土石埂工程中各种隐患的方法之一，我国用此法处理了大量的病险水库、堤防，都取得了 显著的成效，并积累了许多成功的经验。但对不同的坝型和隐患的性质也有其适用范围，因此，在使用癌浆技术 之前，必须弄清癌浆的机理和功用，进行技木论证和方案比较，选择一个经济台理的方法。 【关键词］癌注；粘土浆；加固；土石坝；机理；功用 ［中囤分类号］ＴＶ５４ ［文献标识码］ｃ ［文章编号］ １００６—７１７５（２０￣）０２—０１０２—０１ Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｔｅｄａｎｌｑｕｅ ｏｆ ｅａｒｔｈ－ｒ０ｃｌ咖ｄａｍ ｂｏｄｙ ｍｍ￣Ｊｎｇ咖加 Ｇ Ｘｉａｎ－ｓｈｕａｎｇ，Ｕ Ｇｕｉ－ｑｌｎ．ＬＩＵ Ｙａ－ｆｅｎｇ ｍｕｄ （Ｈｅｉｌｏｒ￣ｉａｎｇ Ａ ｃｕｌｕｔａｌｒ Ｒｅｃｌａｎａｆｉｏｎ Ｓｕｒｖ￣Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉａｍｕｓｉ １５４００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｌｍｌｒａｅｔ：Ｇｒｏｕｆｉｔａｇｉ８ ａ ｕｓｅｆｕｌ￣ｕｉ－ｅｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅ ｄ脚 ｔｈａｔｌｉｅｉｎ ｅ ．１优Ｉｄｌ１１ ｄａｍｓｉ１１【砌ｒｍａｎｙ ｐｒｏｖｉｎｃｅｓ’Ｂ ｌ ｅｘ￣ｉｉｅｎｃｅｓ． ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ａｎｄ ｄｉｋｅｓ．Ｗｅ ｈａｖｅ ｒｅｃｃＪ．ｖｅｄ ｇｒｅａｔ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓａｎｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｌｏｔｓ ｏｆ日Ｉ】 Ｂｕｔ ｇｍｏｔｉｎｇｉｓ ｎｏｔ ａｐｐｌｉｅｄｔｏ ａｌｌ ｋｉｎｄ ｏｆｄａｍｓａｎｄ ｄａｒｇｅｍ．Ｂｅｆｏｒｅｗｅ ｔｏ ｇｌａｉｒ，ｗｅｍｕｓｔｍａｓｔｅｒｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｎｄｆａｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆｇａｘｍｔｉｎｇ．ｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｇｏｕｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｔｐｒｏｊｅｃｔｓ．ｔｈｅｎ ｃｈｏｉｃｅ ａｍ０Ｉｅ ｅｃｏ｛ｌｏｌＴｌ－ ｉｃａｌ ａｎｄ ｒｅｓｓｍ＇ｍｂｌｅ ｏｎｅ． １（ｅｙ ｗｕｒｄｓ：ｇｒｔｍｔ；ｃｌａｙ ｍｕｄ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ；ｅａｒｔｈ－ｒｃｅｋｆｉＵ ｄａｍ ｈｅｄｙ；ｍｅｃｉｍｎｉｓｍ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ 用灌浆的方法加固堤体坝体，已有几十年的历 史。我国用此法处理了大量的病险水库、堤防，并 取得了显著的效果，也积累了经验。特别是近年 来，在坝体灌浆机理研究方面有了长足的进步，并 将理论研究成果用于实践。迄今，全国已有近千座 土石坝通过灌浆脱险，太平湖水库就是其中之一。 颗粒尺寸必须小于土体的孔隙尺寸的３—５倍，浆 液才能在一定的灌浆压力作用下，渗人土体的孔隙 中。在正常情况下，一般不需要灌浆，粘性土本身 也属于不可灌的土层。坝体灌浆是针对不正常的 坝而言的，如有裂缝、空洞和渗漏通道，漏水严重的 坝等。在这种坝体内进行灌浆，考虑到泥浆固结后 与原坝料土变形的协调性。泥浆中不掺水泥。其机 理可归纳如下： １．１利用水力劈裂原理 坝体灌浆方法可分为充填式和劈裂式两种，前 者是指自重灌浆，后者是指利用灌浆压力劈开坝 体，形成一道近于垂直并连续的浆体帷幕。其实两 种灌浆方法都是压力灌浆，只是所用的压力大小不 同而已。 以均质坝为例，当对坝体进行压力灌浆时。若 灌浆压力大于主应力与土体的抗拉强度之和．则在 坝体内产生劈裂，出现裂缝。因沿坝轴线方向的主 应力最小，因此沿此方向最先出现裂缝，于是，泥浆 就流进裂缝。若保持一定的灌浆压力，裂缝则将继 续发展，泥浆也不断地充填裂缝。 １．２浆与坝的互压作用 对坝体进行灌浆，是通过注浆管的花管段喷出 泥浆将泥浆压力作用于坝体上的。坝体被灌人的 泥浆压力劈裂后，其裂缝随着灌浆压力的增大而开 展，上体的应力状态也将发生变化，坝体会产生向 １土石坝体灌浆机理 在介绍坝体灌浆机理之前，有必要简单介绍一 下坝基灌浆机理。对坝基砂砾石层进行灌浆，是将 构成浆液的细颗粒，在灌浆压力的作用下，使之渗 人砂砾石的孔隙中，充填孔隙并将砂砾石胶结起 来，构成渗透性较小的防渗层即帷幕。要达到此目 的，一般是用水泥或磨细水泥造浆。因此，对坝基 砂砾石层进行灌浆有一个可灌性的问题，即浆液中 ¨殳稿日期］２ｆｉ０１—１１—１５＿［修订日期］ ０∞一Ｏ１—１８． ［作者简介】盂宪双（１９６４一），男，黑龙江庆安人，工程师，主要从事工程地质勘察设计研究工作 维普资讯 http://www.cqvip.com
第８卷第２期 ２００２年６月 水利科技与经济 Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｍａｄ Ｔ￣ｍｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｖ０１．８ Ｎｏ．２ Ｊｕｎｅ．２００２ 上下游方向的横向位穆。当停止灌浆后，坝体会发 不实或出现成层现象，土料渗透系数过大，造成下 游坝坡渗漏。 ３．２下游出现集中渗流及渗透破坏 生回弹，在回弹压力作用下，泥浆会与两侧坝体土 紧密结合。 ２坝体灌浆的功用 ２．１恢复坝体的完整性厦发挥防渗作用 在灌浆压力作用下，混浆将进人原有的裂缝或 洞穴，把它充填起来。缝中泥浆在回弹压力作用下 被挤紧和排水固结后，与坝体成为一个整体，共同 发挥着防渗作用。若全坝都存在纵向裂缝，在采取 劈裂灌浆情况下，则形成一道防渗帷幕。但它不能 降低坝体浸润面的高度，仍需采取排水措施。 ２．２改善坝体内的应力条件 在灌浆压力作用下，坝体沿轴线劈开或沉陷 后，水平应力增加，最大剪应力降低，而平均法向应 力和抗剪强度增加了，两者都能增加坝体的稳定 性。 （１）白蚁、鼠、蛇在坝体内打洞营巢； （２）土坝分层填筑时，土层太厚。致使上部密 实，下部疏松，形成集中水平渗漏带； （３）坝体填筑采用分段包干的方法，填筑的土 层薄厚不等，坝体上升速度不一致，相邻段有漏压 的松土带： （４）坝体内夹有砂土或砾石土层； （５）坝体裂缝渗漏。 总之，灌浆技术是土石坝隐患处理的一项重要 措施，效果良好，但需要在灌浆前搞清问题的性质。 以确定是否适于采用灌浆的方法，否则，可能导致 不良的后果。另外，处理坝体问题的方法很多，灌 浆只是其中之一，因此还应作经济比较。 ３灌浆的适用范围 ３ １下游坝坡渗漏 由于料场土料不好，施工质量控制不严。碾压 ［参考文献］ ［１］张启岳．土石坝加固技术［Ｍ］．北京：中国水利水电出 版社．１９９９．６５—９５ （上接第１００页） ０．５ ｍ厚块石，见图１。 式中：Ｂｌ一护岸防护宽度，这里取鹌ｍ； 一排体的 动永收缩系数，这里取０．０２５。 在施工时应注意的是排体宽为５０ ｍ．防护宽 度为４８ ｍ，排体塔接宽度为２ ｍ。 ２．２ 垂直水流方向排长的确定 由于绥滨县中兴护岸的河道主流靠近岸边，垂 直水流方向排长用深泓线计算。计算公式为： Ｌ＝Ｌ１＋ ＋ （２） 式中：Ｌ－一排体与护坡固脚的锚固长度，一般取 ３ ｍ；Ｌ２一排体超过深泓线以外２ ５ ｍ；Ｌ厂护坡 固脚到深泓线的斜边距离， ＝（ ２＋ｂ２）１／２；８一 枯水位时深泓线距固脚的水平距离；ｂ－－枯水位时 深泓线距固脚的垂直距离； 一排体的动水收缩系 数。这里取Ｏ．Ｏ２５。 围１软排剖面围 ３软体沉排在实施中应注意的问题 （１）无纺布、聚乙烯绳要满足所要求的物理力 学指标； （２）排体上的块石载量要达到设计要求。布载 要均匀，块石重量要足以抵抗水流的起动流速； （３）软体沉排应在冬季施工，刨冰厚度应在 ０．２５ ｍ厚为宜。 ４结语 结合绥滨县中兴护岸的河流走向和地形情况， 每个断面的口、ｂ不同。计算的排长也就不同．这里 取排长为３０ ｍ，该排长能够将河床覆盖至深泓线 以外，保证河床稳定。 ２．３ 软体沉排结构的布置 经上述计算确定，软体沉排宽为５０ ｍ。长为 ３０ ｍ。在护坡固脚处每间隔１ ｍ埋人固定桩一根． 垂直水流方向用０１２聚乙烯绳。间距为Ｏ．５ ｍ．平 行水流方向用嘶聚乙烯绳，间距为１．０ ｍ。将 ４ＯＯ ｍ２针刺无纺布两层做成套，无纺布内放人 绥滨县中兴护岸软体沉排在１９９９年施工完 毕。通过三年的观察。岸边固脚、护坡非常稳定，效 果非常好，既经济、稳定、安全，又施工简单，工程质 量较好控制。这种软体沉排适用于河床主流紧靠 岸边。岸坡较陡。施工难度大的地形。 ［参考文献］ ［１］崔起．软体排临时度讯技术的探讨［Ｊ］．东北水利水电， ２ＯＯＯ，（７）：３６—３７． ——１０３——
