高壓噴射灌漿處理壩基滲漏技術(shù)在瑪納斯縣旱卡子灘水

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1、高壓噴射灌漿處理壩基滲漏技術(shù)在瑪納斯縣旱卡子灘水摘要根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)及對(duì)地形、地貌、土層分析,在山區(qū)水庫(kù)瑪納斯旱卡子灘水庫(kù)主壩段壩基卵石混合土采用高壓旋噴灌漿方法進(jìn)行防滲處理,徹底截?cái)酀B漏通道,解決了壩基滲漏及繞壩滲漏問(wèn)題?！　￡P(guān)鍵詞高壓噴射灌漿;壩基滲漏;設(shè)計(jì);施工;新疆瑪納斯;旱卡子灘水庫(kù)　　　　20世紀(jì)50~70年代我國(guó)興建了一大批水庫(kù)工程,鑒于當(dāng)時(shí)條件限制,不少工程對(duì)壩基防滲處理措施不足,造成較嚴(yán)重的壩基滲漏問(wèn)題。為充分發(fā)揮工程效益,使工程在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下安全運(yùn)行,總結(jié)、應(yīng)用和推廣土石壩加固新技術(shù)就顯得非常重要[1-2]。高壓噴射灌

2、漿是土石壩加固中的一種新技術(shù),具有良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能,防滲效果好,應(yīng)用范圍廣。高壓噴射灌漿是一種采用高壓水或高壓漿液形成高速?lài)娚淞魇?沖擊、切割、破碎地層土體,并以水泥基質(zhì)漿液充填、摻混其中,(略)墻狀的凝結(jié)體,用以提高地基防滲或承載能力的施工技術(shù)[3-4]。該技術(shù)對(duì)壩體的原結(jié)構(gòu)影響較小,施工較簡(jiǎn)單,工程造價(jià)相對(duì)較低,對(duì)壩基防滲加固具有較明顯的技術(shù)優(yōu)越性[5]。筆者結(jié)合瑪納斯縣旱卡子灘水庫(kù)的概況將其應(yīng)用技術(shù)總結(jié)如下。　　　　1工程概況　　　　瑪納斯縣旱卡子灘水庫(kù)是座山區(qū)水庫(kù),位于瑪納斯縣旱卡子灘哈薩克自治鄉(xiāng)東南22km的低山丘陵區(qū)

3、,地理坐標(biāo)北緯43°57′50″,東經(jīng)86°13′21″。工程于1995年5月動(dòng)工,1997年8月建成,2008年9月進(jìn)行除險(xiǎn)加固,水庫(kù)樞紐由大壩和放水涵洞組成。壩高20.1m,壩長(zhǎng)267.7m,水庫(kù)的總庫(kù)容為110.69萬(wàn)m3,水庫(kù)控制灌溉面積1333.3hm2。水庫(kù)屬于Ⅳ等小(1)型工程,主要建筑物4級(jí),次要建筑物5級(jí)?！　?.1地形地貌　　旱卡子灘水庫(kù)在大的地貌上位于西天山北麓準(zhǔn)噶爾盆地南緣凹陷區(qū)的前山丘陵地帶,地勢(shì)東南高,向西北方向遞降傾斜,受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,區(qū)內(nèi)形成幾排平行排列的前山背斜構(gòu)造,前山帶隆起抬升,由于中新生代地

4、層主要為泥巖、砂巖等,在外動(dòng)力地質(zhì)作用的侵蝕下,形成低山丘陵地貌,地貌上表現(xiàn)為饅頭山體或梁狀地形與洼地相間地形,庫(kù)區(qū)地形高程1336~1372m,相對(duì)高度50~70m,地表均為厚層黃土覆蓋,地形起伏,溝梁相間,地形切割較微弱,常常呈“U”形溝谷,沖溝切割不深,總地勢(shì)較為平緩。　　1.2地層巖性　　壩址區(qū)出露地層主要為第三系上新統(tǒng)獨(dú)山子組(N2d)紅色或草綠色泥巖,薄層狀,有時(shí)夾有淺灰色、棕黃色泥質(zhì)砂巖,泥巖表面往往風(fēng)化呈粉末狀,強(qiáng)風(fēng)化帶厚度一般為1.0~1.5m,新鮮巖石較完整,巖層產(chǎn)狀為110°NE∠52°,上覆第四系風(fēng)積黃土和冰

5、水沉積層,覆蓋層厚度7~17m。水庫(kù)左岸存在1條近南北走向的洼地,洼地底部高程1338～1354m。左岸基巖出露高程自左壩肩向上游庫(kù)岸緩慢抬升,一般為1340～1356m,低于水庫(kù)設(shè)計(jì)正常蓄水位高程?；鶐r上部大多被黃土所覆蓋,黃土厚度一般為6～15m,根據(jù)對(duì)黃土層進(jìn)行的物理力學(xué)性質(zhì)分析,黃土層屬于中至高壓縮、強(qiáng)濕陷性土,遇水浸泡后將可能產(chǎn)生繞壩滲漏而導(dǎo)致潰壩,需要對(duì)黃土層進(jìn)行加固處理。尤其是自左壩肩起算、沿岸坡向上游長(zhǎng)約100m,在泥巖和黃土層之間存在碎石土層,層厚0.6～4.5m,屬中至強(qiáng)透水,在水庫(kù)正常運(yùn)行后,將可能發(fā)生鄰谷滲漏

6、問(wèn)題?！　∮嘘P(guān)專(zhuān)家根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資料,通過(guò)對(duì)土質(zhì)、巖層以及水庫(kù)運(yùn)行期間的情況等各方面的分析,并經(jīng)過(guò)計(jì)算多方論證,建議該水庫(kù)壩基采用高壓噴射灌漿處理。　　　　2高壓噴射灌漿設(shè)計(jì)　　　　(1)處理范圍。根據(jù)地質(zhì)勘探,水庫(kù)壩基泥巖與黃土層之間存在有卵石混合土,因此對(duì)全壩段的壩基進(jìn)行壩基高壓噴射灌漿處理,防滲墻深入基巖0.5m?！　?2)墻體結(jié)構(gòu)形式。高壓旋噴灌漿成圓柱樁連接成防滲墻結(jié)構(gòu)形式?！　?3)漿液材料選擇。該工程以防滲為主要目的,采用普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級(jí)R32.5。水灰比(重量比)為1∶1,水泥漿液中摻入20%～30%的膨潤(rùn)土(

7、占水泥重量的百分比),增加墻體防滲性能。水泥漿液比重約1.6?！　?4)鉆孔孔距。采用單排布孔,鉆孔孔距0.8m?！　?5)主要技術(shù)指標(biāo)。施工分為2序,先進(jìn)行Ⅰ序孔的施工,再進(jìn)行Ⅱ序孔的施工,每序孔間隔時(shí)間不少于14d。漿液壓力30MPa,水量60L/min,噴嘴直徑2mm;氣泵氣壓0.7MPa,氣量2m3/min,噴嘴直徑2mm;噴射管提升速度10～30cm/min,擺動(dòng)速度10～20r/min。樁體滲透系數(shù)小于10-6cm/s,樁身有效直徑不小于1.0m,最小搭接寬度20cm,抗壓強(qiáng)度R28≥5MPa?！　?6)高壓旋噴灌漿質(zhì)量

8、控制自動(dòng)檢測(cè)臺(tái)。與各項(xiàng)施工設(shè)備分路連接,其參數(shù)指標(biāo)包括氣、漿2種介質(zhì)的壓力、流量、漿液比重、提升速度、水泥、土料量等,均可在施工過(guò)程中直接顯示,并連續(xù)記錄?！　　　?高噴灌漿施工　　　　為確保高壓噴射灌漿的施工質(zhì)量,必須根據(jù)不同的地質(zhì)