浅谈土坝加固中劈裂式灌浆法的应用

对建筑物地基进行灌浆是十分必要的。因为地基在建造过程中或者在使用过程中很容易因自身技术、材料以及外部压力导致内部出现空隙和裂缝，这破坏了建筑的整体性和坚固性。尤其是对于土坝工程，要知道“千里之堤，溃于蚁穴”。一个很小的裂缝在经过水流长期的压迫，很容易以此为突破口形成更大的缺口，造成无法弥补的损失。灌浆技术就是针对这种情况而衍生的一种补救措施。它通过把液态的浆液灌入建筑物的裂缝中，恢复建筑物的抗渗性和整体性。按照灌浆机理可以分为两种灌浆手段：一是压人式灌浆，一是采用较高压力的裂隙的劈裂式灌浆。在土坝的灌浆技术中多使用劈裂式灌浆。
　　 1、土坝坝体灌浆
　　劈裂灌浆在当前是通过大坝应力分布规律为依据，通过一定的注浆压力加工大坝沿轴方向劈裂，劈裂槽口灌注与同等级的水泥浆形成垂直防渗墙，同时，能够良好的堵塞墙壁中存在的裂缝和空洞现象。在目前土坝结构中，土坝坝体灌浆技术的应用对于提高抗渗性和完整性有着重要作用。在灌浆的时候，浆液的配合要能够满足坝体凹槽部分和空洞要求，同时这些空缺注浆要满足审美设计要求，在河槽段的灌浆中，一般都是沿着轴线单排布孑L，如果坝体普遍碾压质量不好时，在灌浆的时候孔位设置可以采用双排或者多排进行布局，并且能够适用于目前现阶段岸坡和弯曲段要求。
　　 2、土坝坝体劈裂式灌浆机理
　　堤坝劈裂灌浆技术的出现是灌浆技术一个新的里程碑，它在总结了传统堤坝灌浆施工技术的基础上，总结规律，进行创新，形成了一种投资小、见效快、技术简单的灌浆技术。目前已被广泛的运用到了水利工程项目当中。以下，我们根据泥浆劈裂的应力分析，阐述浆、坝互压的机理。
　　2．1坝体的可灌性及泥浆劈裂的应力分析
　　在对坝体进行灌浆时，会产生一定的灌浆压力，这种压力的大小受坝体裂缝方向的长短和宽窄的影响。那么粘土泥浆能否为坝体进行劈裂式灌浆技术呢?经过多次的实验，我们可以发现，土坝内部的沙石层中具有或大或小的空隙，当空隙过大时，粘性泥浆不仅仅是以劈裂的形式出现，还有可能逐渐渗透进坝体内部；而当空隙偏小时，粘性泥浆只以劈裂的形式出现。所以说，只有当空隙的大小偏小的时候，粘性泥浆才可以用劈裂式技术进行灌浆。其可灌性的程度因灌浆压力的大小以及心墙粘土的变形大小而变化。因此，只要沿着坝体的应力规律进行灌浆，就可以达到加固坝体的目的。
　　2．2浆、坝互压的作用机理
　　事实证明，灌浆压力越大，坝体材质之间的密度于小，坝体也就越整体和坚固。因为在外部压力大的情况下，会不断对坝体进行挤压，迫使那些松软的地方在一定范围内不断的被压实，这就属于泥浆对坝体的作用原理，那么坝体又是怎么但作用于泥浆的呢?泥浆在停灌一段时间后，会随着时间的推进慢慢凝固，强大的灌浆压力也由此消失。这时原本被紧紧压实的坝体会随着压力的消失而慢慢变得放松，向原本松软的状态推进，所以回弹压缩泥浆，当然了这个回弹过程并不像灌浆那般剧烈。很多施工人员都会选择反复实施这一步骤，多次运用浆、坝互压的作用机理来稳定坝体的内部应力情况，实现加固坝体的目的。
　　2．3泥浆的排水固结
　　上面我们曾说过，灌浆停止后，孔口的灌浆压力逐渐消失，当压力彻底没有时，泥浆中的孑L隙仅承受着泥浆柱的压力。泥浆进行析水的过程就是为了减少泥浆柱的压力，从而减Axle隙的压力。当析水完成后，泥浆慢慢排水由液态向固态转变。坝体的压力大小是自上而下逐渐增强的过程，所以，固结泥浆的根部所承受的压力最大，顶部最小，因此，固结的垂直先后顺序就是自上而下。因为泥浆的排水过程是按照由外向里的顺序进行的，所以泥浆最先水平方向固结的就是泥浆外部，然后再慢慢向中心凝结。这样的固结顺序可以增强坝体的防渗性和稳固性。
　　2．4泥浆对坝体的相互填充作用
　　由于劈裂式灌浆是通过浆液作为主要的能量载体，因此在施工填充的过程中存在着很大的作用和效果。泥浆充填坝体内部被劈开的灌浆通道，以及与通道相连的各种原有裂缝、洞穴等，充填作用与劈裂灌浆作用是同时进行的!随灌，随劈，随充填，达到缝开，浆到，料满。随着复灌次数的增加，泥浆多次充填挤压，使原坝体得到挤压、密实，与浆体帷幕一起形成较高的防渗能力，因而达到充填坝体隐患和构造防渗帷幕的目的。
　　2．5湿陷作用
　　湿陷作用是因为坝体的质量或者土壤的性质发生了改变而产生的。是一种良性的作用，对坝体整体的稳定性有着提升作用。顾名思义，湿陷作用是因为多余的水分进入坝体而造成的，水分又是随着泥浆灌溉而进入坝体，影响了坝体的性质，减少了弱应力区范围。这种作用只会在灌浆过程中产生，灌浆越多越，灌浆压力越大，湿陷作用越明显；相反，随着灌浆的停止，湿陷作用越小。
　　 3、工程实例分析
　　某水库属小型水库，为黏土心墙土坝，最大坝高1 8．7m，总库容256万立方米，库容192万立方米。水库大坝竣工于20世纪70年代，当时主要依靠群众施工筑坝，土坝碾压质量较差，坝体内有土块架空，且经过多年的水压作用，坝体部分已出现险情，渗漏水现象严重，对坝体进行加固处理刻不容缓。灌浆设计是在坝体轴线布l排孔，分两次序施灌，孔距为6m，根据坝体隐患和表现病态，定河槽段孔深最大为20m，河槽段浆体厚度为20em，岸坡段以孔口压力控制，浆液先稀后稠，比重每立方米12．4—13．4kN。灌浆孔口压力，以始灌的启开峰值为根据，要求在时间允许的情况下，尽量增加复灌次数，才能保障工程质量。
　　 4、 结论
　　随着建筑行业的飞速发展，各种新技术运用到施工程序当中，劈裂式灌浆技术就是一种加固土坝的良性技术。其表现出来的优点应经被更多的人所接受和采用。目前，劈裂式灌浆技术还只是应用在一些中小型的土坝工程当中。在具体的操作中还存在着很多缺陷。但不可否认的是，劈裂式灌浆技术必然成为对土坝进行加固的主要手段。这项技术还有很大的发展空间。作者：陈亚杰