劈裂灌浆清孔宜自下而上分段进行,段长不超过10m,清孔前必须将钢套管提离劈裂灌浆土壁面,每次提离高度不超过10m。每次灌浆前均要进行清孔(包括复灌)。
清孔时用灌浆管接上比护壁管内径小的镀锌管,插入护壁管内用稀浆或风水联合,从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗。冲洗时注意冲洗水压和时间,对回水达不到澄清要求的孔应继续进行冲洗以保证灌浆能顺利进行。清孔使灌浆孔有吃浆反映时,再接好导浆管装上压力表、流量计进行灌浆。当遇上孔底严重堵塞时应重新清孔。
4)制浆
采用搅拌机湿法制浆。把土料投放到搅拌机时按设计比例加水搅拌制浆,浆液送至筛网过滤,随时测定泥浆容重。浆液容重为1.3,开始采用稀浆注浆,待坝体被劈裂后改用浓浆注浆。浆液经测测定达到设计要求后输送至灌浆机进行灌浆。浆液不合格时重新调配制浆。制浆形成的废料运至弃渣场堆放,保持工作面清洁。
5)灌浆
灌浆的原则是“稀浆开始,浓浆灌注,分序分段灌注,先疏后密,少灌多复,控制浆量”,施工时要将注浆管下到该段孔底部0.5—1.0m的地方,启动灌浆泵浆液由喷浆管喷出。浆液劈裂坝体始于注浆管底部,沿小主应力作用面,逐渐向上发展。孔底注浆可施加较大压力,使坝体内部劈开,把较多的泥浆压入坝体,产生挤压变形,待停灌后坝体产生回弹,有利于提高坝体和浆脉密度。分段全孔灌注,浆液从注浆管底部涌出,自下而上、从压力大处向压力小处、从坝体质量好部分向质量差部分、从已填充部分
向未填充部分、从裂缝中间向边缘流动和填充。要求每灌浆后,要及时提升注浆管,以免孔底堵塞和孔口冒浆,每次提升高度1—2m。
①灌浆施工
劈裂灌浆采用“全孔护壁,孔底灌注”的方法,可使孔内浆液由孔反向全孔,处于半循环状态。劈裂灌浆是孔底先被劈裂裂缝向上发展,充填灌浆是由孔底向上发展,对全孔孔壁土体裂缝、隐患空洞进行填充,从而加固坝体。所谓劈裂式,即在套管顶部加回浆管,当孔口压力过高时,从回浆管回浆,以加快浆液的流动性,减少和避免固形物在灌浆管中沉淀。
分次分序灌浆,先对第一序孔轮灌,采用“少灌多复”的方法,待第一序孔结束后再进行第二序孔灌浆。分次分序灌浆能使灌入坝体中的泥浆得以快速析水固结,强度及时提高;同时能迅速消除坝体中局部升高的孔隙水压力,保证大坝安全。
②泥浆比重控制
注浆开始,先送稀浆,泥浆容重控制在1.3t/m3左右,孔口压力下降后坝体被劈裂,再提高泥浆容重达到1.6 t/m3以上。
③时间间隔
每孔复灌5次以上,每孔每次停灌时间不少于3d,每次灌浆两坝肩水平位移控制在2cm以内,并在灌后能基本闭合。当发现该孔所处坝段水平位移较大时,停灌时间延长至5—10d。坝顶出现冒浆时,在灌浆初期,处理后再灌;在灌浆后期,停灌1—2d后再灌。坝坡出现冒浆,要进行处理并灌稠泥浆,停灌1—2d后再灌。
④灌浆压力控制
灌浆压力控制是保证灌浆质量的关键。压力过大对坝体安全不利,过小则不能保证灌浆质量。控制灌浆压力以“内劈,外不劈”为原则。灌浆压力由试验确定,偶尔超过设计压力采取停灌或灌稀浆措施,使压力降下来;出现负压或无压时,应立即停灌,检查坝体位移是否过大、坝体边坡是否稳定,确认安全后方可继续灌浆,这时可增加灌浆量,灌稠泥浆。灌浆压力应由小逐渐加大,达到设计压力时持续灌浆5分钟,如仍不出现劈裂,则加大灌浆压力,直到坝体劈裂。裂缝出现后,为了延长劈裂时间,适当减小注浆量(减少20—30%),继续升压,直到劈裂冒浆。
在同一孔中,一般前几次使用较小的灌浆压力,随着复灌次数的增加,坝体逐渐达到密实,孔口压力逐渐升高达到设计压力。
⑤灌浆量的控制
每个注浆孔都要进行几次复灌,第一次灌浆量一般为0.4—0.5m3/m,其他各次复灌为0.2—0.3m3/m,终灌平均灌浆量为1.2—1.7m3/m。为了防止坝体被过早劈裂,灌浆量的选定不可忽视。
⑥结束标准
需同时灌足以下条件: a、每孔复灌次数不小于5次;b、坝顶纵向裂缝反复冒浆;c、每延米吃浆量达到设计值;d、灌浆压力普遍有所增大。
⑦封孔措施
终灌结束后在孔内注满容重1.6t/m3的深浆,浆面下沉后再灌,直至浆面不再下沉为止。每孔达到终孔标准后,拔出注浆管,孔口用土堆成“浆盆”,反复充填稠浆,最后回填夯实。
(5)试验、控制和观测
由于劈裂灌浆目前还是一种经验性的工程措施,理论还不够完善,故应进行详细的现场试验,以确定现场布孔、灌浆方法、作业流程、施工参数、材料选用、质量标准、现场观测、综合控制以及应变措施。
1)灌浆观测 ①目的和要求
灌浆观测项目包括常规项目和特殊项目。常规观测项目有表面变形、内部应力和渗流观测等,特殊项目包括土坝坝体位移、灌浆压力、裂缝、冒浆及泥浆固结观测等。在灌浆过程中,应有专门人员负责观测工作,全面控制灌浆质量,及时发现和解决问题。灌浆观测应充分利用已有的设备,必要时应增设永久或临时设备。灌浆观测与灌浆控制应密切配合,协调一致。观测资料要及时分析整理,随时掌握灌浆期间坝体情况。
②坝体变形观测
坝体变形观测分为水平位移观测、竖向位移和坝体变形观测,具体观测项目应根据不同需要进行。
水平位移观测:横向水平位移观测可沿坝轴线方向每隔10—20m设一组观测点,每组至少在坝顶上下游坝肩处各设一观测点,观测点可用木桩或混凝土桩,在灌浆期间每天观测1—2次,非灌浆期间每5天观测1次。在土坝的岸坡段灌浆时,有可能发生纵向水平位移,必要时也应观测。灌浆期间坝顶上下游坝肩处横向水平位移每次观测不得超过2cm。
竖向位移观测。竖向位移桩应与水平位移桩结合,并同时进行观测,以便进行资料分析。在灌浆前,至少应观测2次,灌浆期间每天观测1—2次,非灌浆期间每5天观测1次。
③渗流观测
测压管和浸润线管观测。在灌浆期间,应对灌浆孔附近的测压管和浸润线管,每隔1—2小时观测1次,在灌浆结束1个月后,再按常规观测。应在灌浆前后和灌浆期间进行渗流量对比观测,以检查灌浆效果。当坝下游坡存在湿润区时,应在灌浆前后和灌浆期间注意观测其部位、面积及含 水量,记录并绘图,以判断灌浆效果。
④灌浆压力和灌浆量观测
灌浆压力观测。在注浆管上端安装压力表,压力表精度10kPa。在灌浆过程中应随时观测压力变化情况,并应注意记录瞬间最大压力,对照 坝体位移和裂缝开展宽度,合理控制灌浆压力。
土坝灌浆量一般泥浆泵流量进行控制,必要时可使用流量计控制。每孔每次灌浆量及总灌浆量均应记录。每次灌浆量不得超过设计值,以便控制灌浆质量。
2)裂缝和冒浆观测
裂缝观测包括裂缝位置、宽度、长度、走向、深度、错距和裂缝发生历时、张开速度等。正在灌浆的坝段每天观测1—2次。非灌浆坝段5天观测1次。要做好观测记录并绘制平面图。
3)其他观测
在特殊情况下应进行下列项目观测:
①用电测仪观测被灌入坝体的浆液液面,了解液面上升高度和速度,以便控制灌浆质量。
②用测压管或孔隙水压力计,测定浆液的孔隙水压力及消散过程,了