水库除险加固垂直防渗技术讲义

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,国内病险库除险加固工程垂直防渗技术新进展,中国水电基础局有限公司,肖恩尚,水库除险加固常用的垂直防渗技术,混凝土防渗墙,帷幕灌浆,高压喷射灌浆,深层搅拌连续墙,土坝坝体劈裂灌浆,一、混凝土防渗墙,适用于深透水地基，防渗效果彻底。结构计算比较复杂，基本数据很难准确，计算只作为辅助手段。一般根据已成的类似工程进行类比，确定结构尺寸。,我国混凝土防渗墙技术的发展历程,1958,年，湖北明山水库、山东青岛月子口水库预制连锁管柱桩防渗墙。,1959,年，北京密云水库槽孔型混凝土防渗墙建造成功。,1967,年，四川省龚嘴水电站,，首次将防渗墙用作大型土石围堰的防渗设施。,20,世纪,70,年代，应用于病险土石坝处理。广西澄碧河水库大坝防渗墙，江西省柘林水库坝体防渗墙等。,1986,年，四川铜街子水电站左深槽承重防渗墙和围堰固化灰浆防渗墙建成。,1990,年，福建水口水电站主围堰塑性混凝土建成。此后山西册田、北京十三陵、河南小浪底等都采用了塑性混凝土。,1992,年，四川宝珠寺水电站左岸下游护坡防冲墙，墙厚,1.4m,，是厚度最大的防渗墙。,1998,年，黄河小浪底主坝防渗墙完成。是当时我国最深的（,81.9m),。,20,世纪,90,年代以后，江河堤防薄型混凝土防渗墙广泛采用。,2003,年，新疆下坂地现场试验完成了深,102m,的混凝土防渗墙单槽孔。,2006,年，四川狮子坪水电站完成了深,103m,的混凝土防渗墙。,2008,年，四川沪定水电站完成了深,153m,的混凝土防渗墙。,2010,年，西藏旁多水利枢纽工程完成了深,180m,的混凝土防渗墙,我国混凝土防渗墙技术许多方面处于国际领先水平,加拿大马尼克,3,号坝孙渗墙深,131m,。,日本东京湾大桥锚碇地连墙,深,136m。,四川沪定水电站完成了深,153m,的混凝土防渗墙。,西藏旁多水利枢纽工程完成了深,180m,的混凝土防渗墙，目前这一深度为世界纪录。,国外最先进的防渗墙施工设备国内都有,许多方面还有中国特色。,大深度防渗墙的技术突破,深墙造孔技术,预灌浓浆技术,深墙的接头技术,深墙的清孔技术,深墙的混凝土浇筑技术,接头施工,开挖出的接头,清孔技术,气举反循环,薄墙技术,厚度小于,40CM,的防渗墙通常称作薄墙。,抓斗法，成墙最小厚度为,30CM。,射水法，成墙最小厚度为,20CM。,锯槽法，成墙最小厚度为,20CM。,国内最薄的防渗墙可以做到,10CM,左右,，,为振动切槽法,。,江西九江干堤薄墙施工,江西长江干堤射水法防渗墙,英德市防洪工程锯槽机施工,振动切槽施工,二、帷幕灌浆,帷幕灌浆可适用于覆盖层和基岩地层，适用于深厚透水基。其质量与地层的可灌性密切相关。国内覆盖层和基岩地层中的帷幕灌浆深度均达到,160M,左右。,灌浆施工是专业性和实践性很强的技术，灌浆理论不成熟、不系统。工程效果很大程度上依赖经验和管理。,与国外比较,国内灌浆技术整体上处于国际先进水平。,基岩灌浆技术,在水泥灌浆技术中，通常有两种情况比较难于处理，一是特大的空隙（大孔隙、大裂隙、大溶隙）地层如何能尽快、有效充地填起来，二是微细裂隙、微小孔隙地层如何把浆材灌进去。,1,、大裂隙、大流量条件下的堵漏灌浆技术。,水泥水玻璃灌浆,混合器双液灌浆法 孔内混合双液灌浆法,膏状浆液灌浆,膏状浆液是通过在水泥浆中掺加一定量的辅助材料搅拌而成的塑性屈服强度大于,50Pa,的超稳定性浆液。,普通膏浆的配比并不是严格的，只要保证有高的粘度，且灌浆泵能够正常输送即可。针对地层可灌性的不同，可以根据需要配制不同粘度的膏状浆液。,防冲膏浆（用于堵漏灌浆）,要提高浆液的抗水流冲击能力，首先提高浆液的初始粘度，使地下渗流无法将水泥浆冲走；其次是提高浆液的抗水分散侵蚀能力，使水无法稀释水泥浆，保证水泥的初始粘度不因水的溶解稀释而降低，从而保证水泥的连续堆积和凝固。,防冲膏状浆液浆其主要成分为水泥、膨润土、粉煤灰、速凝剂、抗分散剂。,新制浆液 新浆,min,后,模袋灌浆,模袋灌浆主要应用于特大空隙、有涌水的地层。模袋形状要根据工程具体情况制作，通常镶孔口管用的模袋一般做成筒状，充填空隙用的模袋通常做成袋状。,2,、微细裂隙灌浆技术,磨细水泥,水泥,-,膨润土浆,覆盖层灌浆技术,袖阀管法（预埋花管法）,这种方法在国外是主流方法，国内也有工程在采用，如内蒙黄冈防渗工程，南水北调大宁水库防渗工程等，值得推广。覆盖层灌浆技术规范正在编制中，预埋花管灌浆法正式写入规范。,循环钻灌法：,即孔口封闭灌浆法，此方法在深厚覆盖层灌浆中有许多蔽处：,（,1）,不能给不同的灌段施加不同的灌浆压力，上部反复劈裂，下部质量不易保证；（,2）,浆液失水回浓现象严重，灌浆事故多，不易保证灌浆质量。,GIN,灌浆法,基本原理,：,瑞士,隆巴迪认为，任意孔段的灌浆，都是一定能量的消耗，这个能量消耗的数值，近似等于该孔段最终灌浆压力,P,和灌入浆液体积,V,的乘积,PV,，,PV,就叫作灌浆强度值，即,GIN,（,Grout Intersity Number,）。,GIN,法就是根据选定的灌浆强度值控制灌浆过程。,GIN,法的缺陷,（,1,）不适用于细微裂隙和宽大裂隙（包括岩溶地层）的灌浆处理。（,2,）保持,GIN,为一个常量，在一个坝址的不同地段不适宜，在同一地段或一个孔的上部和下部也不适宜。这样宽大裂隙的灌浆可能成为薄弱环节：可能在最大注入量的限制下不能充填饱满；可能在较低的压力下不能充填饱满；在较低的灌浆压力下浆液结石不够密实；都会留下隐患。（,3,）有的专家认为该法过于简单化，不适宜于建造防渗标准高（如,q1Lu,）的帷幕。,我国技术人员对,GIN,法的改进,（,1,）先堵后灌。湖南江垭水利枢纽,GIN,法灌浆试验时对岩溶化石灰岩地层涌水、透水率大的层间溶蚀部位先进行堵漏灌浆，待达到注入率足够小，灌浆压力不小于,1MPa,后，再按,GIN,法要求灌浆；（,2,）根据不同地段和灌浆深度，规定不同的灌浆强度值；,（,3,）用孔口封闭灌浆法取代自下而上纯压式灌浆法；（,4,）在达到规定的灌浆强度值之后，还必须达到注入率、灌浆压力和持续时间的结束条件。我国许多工程进行了,GIN,法灌浆的现场试验，但用于施工生产的仅有黄河小浪底水利枢纽的少部分帷幕灌浆。从实践看，,GIN,法采用计算机控制灌浆过程，具有科学性和先进性。但使用,GIN,作为每个灌浆段的结束条件不够合理。,与灌浆有关的行业标准,标准名称,行业,状态,水工建筑物水泥灌浆规范,SL62-94,水利,在修订,水工建筑物水泥灌浆规范,DL5148-2001,电力,在修订,水工建筑物化学灌浆施工规范,DL/T5406-2010,电力,新制订,灌浆记录议技术导则,DL/T5237-2010,电力,新制订,覆盖层灌浆技术规范,电力,在制订,四、高压喷射灌浆,适用于粉质黏土、粉土、砂土、砾石、卵（碎）石等松散透水地基。对淤泥质土、含有较多漂石或块石的地层，应通过现场试验，以确定其适用性。,注意的问题,深度（不宜过大）,地层（粘土与卵石）,动水（凝结时间）,改良范围的影响因素（提升速度、压力、浆量）,返浆量少或不返浆,国际上的发展方向,:,双高压,多重管,(,意大利,RODIO,与日本,YBM),五、深层搅拌,适用于软土地层，深度通常不大于,25m,。有湿法、干法两种方式。干法施工时搅拌不宜均匀，目前多不采用。以防渗为目的的深层搅拌工艺为多头小直径搅拌。双电机,(2*110KW）,四搅头，可达到,30m,，但深度与地层有关。,深层搅拌法技术规范,DL/T5425-2009,。,六、劈裂灌浆,适用于高度为,70M,以下的均质土坝、粘土心墙坝和堤坝浅层软土透水地基的防渗。,关键问题：,1、,价格低、工期紧、施工队伍不规范,（劈裂次数少）,2、,大的渗漏通道处理方法,DL/T5238-2010,土坝灌浆技术规范,代替,SD266-1988,DL/T5238-2010,对,SD266-1988,的修订主要内容,：,1、,对土坝灌浆技术的适用范围，包括土坝坝型、建筑物规模进行了修改和补充。,2、,增加了堤坝地基劈裂灌浆的内容，将原,“,土坝坝体灌浆技术规范,”,更名为,“,土坝灌浆技术规范,”。,3、,对土坝灌浆的钻孔、灌浆等工序和工艺要求进行了明确和修改。,谢谢！,