实例分析大坝加固施工技术

摘要：本文作者结合实际工作经验，实例分析了大坝加固施工技术，供同行参考。

关键词：实例分析；大坝加固；施工技术

中图分类号：TU984文献标识码：A文章编号：

水利工程建设是我国一项重要的基础设施建设，对我国经济的快速发展和人民生产生活具有十分重要的作用。所以我们应该加强对水利工程建设的重视程度，保证水利工程建设事业的快速发展。在水利工程中，大坝工程是其重要的组成部分，其质量的好坏直接影响水利工程建设的整体质量。

1工程概况

本工程为一座以城市生活饮用水为主，兼顾防洪、下游农业灌溉综合开发利用等综合效益的小（一）型水利枢纽工程。水库枢纽工程由大坝、溢洪道和灌溉输水管组成。从地质资料可发现，坝基（肩）出露地层为强风化片麻岩，大坝清基不彻底，岩体裂隙较发育，透水性较强，具中等透水性，存在裂隙性渗漏问题。左、右坝肩强风化层岩体结构破碎，具中等透水性，存在浅层裂隙绕坝渗漏问题。大坝心墙填料最优含水率为19.4%，填土含水率不满足规范要求。填土干密度平均值15.6kN/m3，实际压实度为0.94。心墙填筑土料碾压不密实，压实度不能满足规范要求。

针对水库枢纽工程存在的主要问题及历年发生的险情，本次大坝工程主要任务为：1）大坝坝基、坝体采取充填灌浆处理，大坝心墙接高处理，下游反滤坝局部翻修，同时对大坝上游进行块石护坡；2）溢洪道完建，对堰体段底板及边墙进行砼护砌，对泄槽段与堰体连接段边墙采用浆砌石护砌、进水渠开挖浆砌石护坡。

2施工导流

根据本工程的实际情况，本工程按如下方式进行施工导流。在本工程施工前，充分利用现有输水管将库水放空。在大坝上游新建块石护坡下部时，利用现有输水管进行导流。在输水管进口段及柱式塔施工期间，利用施工围堰挡水，进口段及柱式塔施工完成后，即可拆除施工围堰，利用工作闸门挡水。根据本工程实际情况，按照运行安全可靠、施工简便快速的原则，就地取材，采用土袋围堰，施工围堰按不过水围堰进行设计。

2.1围堰布置。围堰按照保证建筑物周围至少留1.0m宽（不含支撑占位）作业面的原则进行布置，围堰采用编织袋装粘性土料堆砌而成，顶宽2.0m，内外边坡坡比1:2.0，据此确定围堰顶面总长50m，最大堰高3.56m；

2.2围堰施工。围堰采用进占法施工，即由5t自卸汽车分别从两岸修戗台向中间合拢，围堰采用10t履带式推土机碾压。围堰拆除采用容量为1m3的挖掘机开挖，5t自卸汽车运至弃渣场。施工导流主要工程量为围堰粘土662m3，代料1260m3。

3大坝加固施工

本工程的大坝加固施工主要内容包括大坝充填灌浆、上游干砌石护坡、下游排水棱体及坝顶公路。

3.1坝体充填灌浆施工

为了提高坝体的抗渗性，针对大坝坝体压实不密实等问题，对大坝坝体处理措施为充填灌浆。灌浆原则：稀浆开路，浓浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复，控制浆量。本工程大坝的充填灌浆包括灌浆钻孔、充填灌浆采用双排，孔距2.0m，主排孔位于心墙轴线上，副排孔位于主排孔上游0.8m。其施工程序为：钻孔→检查钻孔→制浆→灌浆→冒浆处理→复灌→封孔→孔位转移→质量检查，主要施工方法如下：

3.1.1充填灌浆分Ⅲ序孔进行施工，采用150型钻机钻孔，因坝体较松软，裂缝分布较广。为使孔壁固结和密实上层土体，防止孔壁塌落，使用较大压力灌注深层缝穴，不致冒浆、串浆，采用自下而上分段灌浆，每孔段长5m~7m。充填灌浆孔深以达到基岩面为准；

3.1.2灌浆量施工控制：灌浆采用定量灌注法，而不是灌至不吃浆为止，坚持“少灌多复”每孔每次平均灌注量以孔深计，每米孔深控制在0.2m3~0.3m3。灌浆压力控制在最大允许孔口压力以内；

3.1.3灌浆施工时的压力控制。根据《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266-88）及有关的工程的经验，确定注浆管上端孔口压力应小于200kPa。先采用小孔口压力灌浆，不吃浆时逐渐提高孔口灌浆压力，直至达最大孔口灌浆压力；

3.1.4横向水平位移施工控制，大坝坝体灌浆时，坝顶上、下游两坝肩处横向水平位移一般要求控制在3cm以内。复灌次数：Ⅰ序孔8次~10次；Ⅱ、Ⅲ序孔5次~6次，不少于5次。间隔时间：主要以灌入坝体裂缝中浆体的固结状态来确定，应待前次灌入的泥浆基本固结后，并根据坝体的变形情况，再确定进行复灌，每次间隔时间不少于5天。为保证坝体灌浆质量和坝体安全，检验灌浆效果，在灌浆期间应进行观测；

3.1.5充填灌浆观测施工。根据《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266~88）要求，为了有效地确保坝体灌浆质量和坝体安全，检验灌浆效果，在灌浆期间应进行观测，观测项目包括表面变形、坝体深部位移、坝顶裂缝、坝体冒浆观测、渗流监测等。在灌浆过程中，应有专职观测人员负责观测工作，全面控制灌浆质量，及时发现和解决施工中出现的问题。水平位移（横向）观测：根据选定的观测断面，布设观测位移桩，可用木桩或砼柱。在灌浆期间，每天观测2次~4次。非灌浆期间，每5天观测1次。竖向位移（沉陷）观测：竖向位移应与水平位移桩相结合，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次~2次，非灌浆期间，每5天观测1次。在灌浆时，坝顶上下游坝肩允许横向水平位移量要求控制在3cm以内，并在停灌后能够基本复原。本方案主要工程量为：充填灌浆造孔3530m，充填灌浆2523m。

3.2坝基帷幕灌浆施工

为了了有效地增强大坝的防渗效果，彻底根除大坝安全隐患，针对该水库大坝坝基和坝肩岩层透水性强的问题，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，对大坝坝基和坝肩进行帷幕灌浆处理。

3.2.1帷幕灌浆的深度。帷幕的底线按坝基q=10Lu进行控制；

3.2.2帷幕灌浆长度。大坝左、右坝肩帷幕长度参照规范规定为正常蓄水位与基岩透水率101u的交线，结合本工程实际，帷幕灌浆向左、右坝肩延伸10m；

3.2.3帷幕灌浆孔距。根据坝基地质特点，大坝坝基和坝肩进行单排帷幕灌浆处理，帷幕孔距为2.0m；

3.2.4灌注材料。以水泥灌浆为主，为了确保灌浆质量，要求使用42.5级普通硅酸盐水泥，细度要求通过4900孔/cm2标准筛的筛余量不超过2%；

3.2.5灌浆压力。采用自下而上的灌浆顺序，接触面的灌浆压力采用1kg/cm2~2kg/cm2。

3.3上、下游护坡施工

大坝上游护坡的施工主要是对上游原坝面整平，铺设砂石垫层，然后干砌块石护坡。下游坝坡坡面修整，采用人工挖土，人工夯实，然后以人工搬运草皮并栽植。

4输水管施工

本项目的输水管加固处理措施进口柱式塔拆除重建，砼拆除采用人工配合机械拆除，自卸汽车运输至水库外的荒地处，运距为1.0km。管身段箱涵砼施工采用0.4m3拌和机，胶轮车配合泻槽运至施工部位，插入式振捣器振捣。管身上部回填土方，要求心墙填料粘土压实度不小于96%，含粘率不小于25%，渗透系数不大于1×10-5cm/s，坝壳采用代料土填筑，代料土相对密度≥0.75，渗透系数大于1×10-3cm/s。

5溢洪道施工

本工程的溢洪道施工主要包括堰体底板及边墙、进水渠、泄槽段、消力池等施工。溢洪道石方开挖主要是泄槽段及消力池的开挖成型到位，采用挖掘机开挖；石渣回填全部考虑利用原溢洪道弃料，采用羊角碾及蛙式打夯机分层碾压。砼和砌石包括堰体底板及边墙的砼和砌石。砼工程施工采用0.4m3拌和机，胶轮车配合泻槽运至施工部位，同时还采取插入式振捣器振捣。

参考文献：

[1]邱宜伦，戎善飞，张成方.岱山县栲门大坝加固工程的技术措施[J].浙江水利科技，2009，31(6).

[2]廖树材.水库除险加固技术措施探讨[J].中国水运(理论版)，2011，31(9).

[3]郭彩红.关河水库除险加固设计[J].山西水利，2008，31(10).