一、工程概況

　　臨濮沙河水庫是一座供山東省菏澤電廠(chǎng)用水的水庫，最大庫容536萬(wàn)m³，位于鄄城縣境內的臨濮沙河上，圍壩長(cháng)5207.3m，壩頂高程55.50m，最大壩高9.5m，一般壩高7.5m，壩頂寬6m，為均質(zhì)土壩，上下游邊坡均為1∶3.壩前坡鋪塑料膜防滲，塑料膜上用干砌石護坡，該壩于1990年冬修建，由于是冬季和群眾性施工，土壩碾壓質(zhì)量很差，壩體內有土塊架空。該壩自1991年12月?lián)跛�以�?lái)，水庫一直在低水位運行，未達到設計水位要求，水庫經(jīng)過(guò)半年多的運行，在壩頂出現大小塌坑40多個(gè)，有的塌坑直徑2～3m，嚴重威脅大壩的安全，對壩體的處理勢在必行。

　　臨濮沙河水庫土壩隱患主要是土壩碾壓質(zhì)量差，施工接頭多，壩體土塊有架空現象，壩面排水不暢，下雨后造成壩面積水，形成塌坑等。針對上述隱患，關(guān)鍵是消除壩體中的裂縫、洞穴，增加壩體的密實(shí)度，消除壩體的濕陷性，實(shí)現上述目標的措施，有開(kāi)挖加填黏土和劈裂灌漿等，但開(kāi)挖回填黏土工程量大，造價(jià)高，對壩前的塑料膜防滲和護砌容易造成破壞，不宜采用。經(jīng)多方案論證，最好的方法就是劈裂灌漿方案，其施工速度快，工程造價(jià)最低，在施工過(guò)程中，對壩前坡的塑料膜防滲和護砌也不會(huì )造成破壞。

　　劈裂灌漿就是沿壩軸線(xiàn)布孔，利用壩體小主應力成基本沿壩軸線(xiàn)分布這一規律，用灌漿壓力沿壩軸線(xiàn)劈裂壩體，灌入泥漿構造漿體防滲帷幕，同時(shí)與漿脈連通的裂縫、洞穴等壩體隱患，均被泥漿充填擠壓密實(shí)，達到防滲加固的目的，經(jīng)濟合理，方法簡(jiǎn)便易行。

　　二、灌漿設計

　　1.布孔

　　根據壩體隱患的性質(zhì)，共布三排孔，排距1.5m，第一排孔距上游壩肩1.5m，第三排也距下游壩肩1.5m.第二排孔位交錯梅花形布置，孔距2m.

　　2.孔深

　　為了保證隱患部位得到充分處理，第一排孔深9.5m，深入到壩基黏土層，第二、第三排孔深5m，以改善大壩高程51.0m以上質(zhì)量較差的壩體結構，增加土體強度和防滲效果。

　　3.漿液選擇

　　選用合適的漿液是保證灌漿質(zhì)量的重要條件，對漿液的要求是：可灌性好，穩定性高，析水固結快，形成的漿體防滲性能強，并且考慮充分利用當地材料和造價(jià)低等因素，根據對當地黏土泥漿的物理力學(xué)性能試驗，選用重粉質(zhì)壤土或重壤土，即黏粒含量在20％～25％，砂粒含量小于20％，其余為粉粒，泥漿的容量采用1.3～1.6g／m³.

　　4.灌漿壓力的確定

　　灌漿壓力是劈裂施工中一個(gè)重要控制指標，當灌漿壓力大于起裂壓力和裂縫擴展壓力時(shí)，鉆孔就開(kāi)始隨裂縫擴展，隨著(zhù)裂縫的擴展，漿液進(jìn)入壩體而形成防滲帷幕，灌漿壓力如果控制得好，對于壩體的壓密和回彈，漿體的壓密和補充壩體小主應力不足、保證防滲帷幕的作用等，都能起到好的效果，否則，還有可能破壞壩體的某些結構，甚至出現險情。因此，通過(guò)灌漿試驗和理論計算，該工程灌漿孔口壓力一般控制在1kg／cm2以下。

　　三、灌漿施工

　　本項工程自1999年9月1日始至11月30日結束，歷時(shí)90d，灌漿壩段5207m，共造孔7810個(gè)，鉆孔總進(jìn)尺50768m，完成防滲面積101536m²，灌入土料10000m³.

　　為了保證灌漿質(zhì)量，施工技術(shù)要點(diǎn)有如下規定：

　　1.分序分次施灌

　　分序分次施灌能使灌入壩體中的泥漿得以盡快析水固結，強度及時(shí)提高，同時(shí)，能迅速消除由于灌漿引起壩體中局部孔隙水壓力升高的威脅，保證大壩施工期的安全，并能促使灌入壩體內的泥漿黏粒向兩側移動(dòng)，使黏粒在壩體與泥漿交接處進(jìn)行定向排列，形成一層防滲性能很強的泥漿層，如此反復輪灌，即可形成一道粗細顆粒相間，木紋紙狀的漿體防滲泥墻，因此，施工時(shí)先灌第一排孔，再灌第三排孔，最后灌第二排孔，各排灌漿中，先對第一序孔輪灌，采用“少灌多復”的方法，待第一序孔灌漿結束后，再進(jìn)行二序孔，第二序孔結束后，再進(jìn)行第三序孔。

　　2.注漿方法

　　采用孔底注漿全孔灌注的方法，注漿管下至距孔底20cm左右，泥漿從注漿管下口瀝出，使壩體由下部逐漸向上劈開(kāi)，第一排孔復灌2～3次或基本不吃漿時(shí)，將注漿管提升1～2m，達到間隔時(shí)間后，再復灌，直至注漿管距壩頂2m左右為止。第二、三排至少自復灌3～4次或基本不吃漿時(shí)再提管，其他要求與第一排孔相同。

　　3.彎曲段灌漿

　　該水庫共有4個(gè)轉彎段，在轉彎段施工軸線(xiàn)上，將設計灌漿孔連續鉆完，然后逐孔輪流灌漿，單孔每次灌漿量要少，發(fā)現孔口有裂縫時(shí)就停灌，改灌另孔，當每個(gè)鉆孔都形成小的裂縫，而且互相交接，灌漿量再逐漸增加，直至灌完形成與轉彎段軸線(xiàn)一致的泥漿防滲帷幕為止。

　　4.質(zhì)量控制

　　一是灌漿開(kāi)始先灌稀漿，水泥漿比重控制在1∶2，等孔口壓力突然下降后，再次將比重提高到1.4～1.6之間。二是每個(gè)灌漿孔都要經(jīng)過(guò)多次復灌，前兩次應避免壩頂裂縫，后幾次復灌時(shí)，壩頂裂縫寬度控制在3cm以?xún)�。三是每孔復灌次�?次以上，黏土壩段（南壩）每孔復灌間隔時(shí)間不少于5d，砂土壩（北壩）不應少于3d.四是孔口壓力控制在設計最大允許灌漿壓力之內。五是每孔必須達到終孔標準后，方能起管，直至漿面不再下沉為止，最后加填土夯實(shí)。

　　5.終孔標準

　　一是每孔灌漿量第一排平均不少于1m³干土，第二、三排孔平均每孔不少于0.5m³干土。二是壩頂縱向裂縫反復冒漿。三是經(jīng)過(guò)分序、分次反復輪灌后，壩體基本不再吃漿，壩體內所有裂縫、洞穴等壩體隱患，均被泥漿充填擠壓密實(shí)即可終灌。

　　四、效果分析

　　1.臨濮沙河水庫灌漿工程已竣工，從灌漿施工情況來(lái)看，第二序孔和中間第二排孔吃漿量明顯減少，灌漿壓力升高，大部分孔產(chǎn)生壩頂裂縫、冒漿，且兩孔劈裂縫連接，這足以說(shuō)明漿體防滲帷幕已形成，在壩體比較疏松的部位也能形成多道密集漿脈，壩體中的裂縫和洞穴泥漿充填密實(shí)。

　　2.通過(guò)漿壩互壓作用和壩體濕化變形，使壩體的小主應力得到補充，調整了壩體內部的應力狀態(tài)。建立了壩體內新的平衡狀態(tài)，增加了壩體的穩定性。

　　3.該土壩系冬季施工，凍土塊上壩，每層鋪土太厚，碾壓不實(shí)，采用土壩劈裂灌漿技術(shù)加固壩體，在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟上是合理的，采用的施工工藝和技術(shù)要求是安全的，灌漿期間能使壩體內部的孔隙壓力、壩體位移量和壩頂裂縫寬度控制在允許范圍以?xún)榷�不危及大壩的安全�?/p>

　　4.為了解決灌漿后的隱患，檢查灌漿施工是否滿(mǎn)足設計要求，在施工結束后，開(kāi)挖兩個(gè)探井，從探井開(kāi)挖情況看，壩內均自上而下形成近乎鉛直連續的漿體防滲帷幕，且漿體帷幕寬為15cm.從漿脈形狀可清楚地看到，在漿脈較寬處，土質(zhì)松散，壩體質(zhì)量較好，同時(shí)，壩體中的裂縫洞穴均被充填密實(shí)。

　　在探井開(kāi)挖過(guò)程中，分別從兩探井取土樣進(jìn)行現場(chǎng)試驗，灌漿后干容重最小為1.53g／cm³，最大為1.72g／m³，其平均值為1.61g／m³，與灌漿前壩體干容重值1.407g／cm³相比提高了約0.14g／m³，灌漿的效果是顯著(zhù)的，灌漿設計處理方案是合理的。