土体劈裂灌浆力学机理分析

浅谈劈裂灌浆谷珊珊摘㊀要:本文论述了劈裂灌浆的原理㊁布置和主要施工工艺及控制ꎬ并结合工程实例提出了一些经验和体会ꎮ关键词:劈裂灌浆ꎻ灌浆孔ꎻ工程实例一㊁劈裂灌浆的加固原理和特点堤体劈裂灌浆的理论基础是水力劈裂原理ꎬ即向土体内的孔内压水或灌浆时ꎬ作用在孔壁上的径向压力引起孔的扩张ꎬ使孔壁土体受劈裂挤应力ꎬ而当这些应力超过土体的抗拉强度时ꎬ就会在土体内产生一些裂缝ꎬ这种裂缝的产生过程称之为水力劈裂ꎮ劈裂灌浆是利用水力劈裂原理ꎬ对存在隐患或质量不良的土坝在坝轴线上钻孔㊁加压灌注泥浆形成新的防渗墙体的加固方法ꎬ堤坝体沿坝轴线劈裂灌浆后ꎬ在泥浆自重和浆㊁坝互压的作用下ꎬ固结而成为与坝体牢固结合的防渗墙体ꎬ堵截渗漏ꎻ与劈裂缝贯通的原有裂隙及孔洞在灌浆中得到填充ꎬ可提高堤坝体的整体性ꎻ通过浆㊁坝互压和干松土体的湿陷作用ꎬ部分坝体得到压密ꎬ可改善坝体的应力状态ꎬ提高其变形稳定性ꎮ二㊁工程介绍雄安新区南拒马防洪治理工程ꎬ对原状的右堤进行加固ꎬ防洪标准为１００年一遇ꎬ据记载南拒马河堤防从明清时代就有记载ꎬ在长久的历史中ꎬ对南拒马河堤防加固就有多次ꎬ对加固的材料并不知ꎬ再加上长久的鼠洞㊁蚁穴㊁裂缝更加显现出劈裂灌浆的重要性ꎮ三㊁灌浆布置本工程灌浆范围为旧堤邻村段险工ꎮ四㊁灌浆孔㊁材料要求(一)灌浆孔的要求灌浆孔应为铅直孔ꎬ孔径宜为７６ｍｍꎬ灌浆孔位置一般布置在旧堤堤顶ꎬ距旧堤临水侧堤肩０.５ｍꎬ灌浆孔间距为３ｍꎮ(二)孔口压力灌浆孔孔口压力应以灌浆孔孔口处进浆管内的浆液压力为准ꎬ灌浆控制压力应结合现场试验确定ꎮ(三)灌浆材料灌浆材料可采用粉质黏土或黏土ꎮ(四)劈裂灌浆量应严格控制ꎬ采用多次灌浆的方法每个灌浆孔的灌浆次数应根据孔深和隐患程度确定ꎬ每孔灌浆次数宜在５次及以上ꎬ每米孔深每次平均灌浆量宜在０.５~１.０ｍ３ꎮ五㊁灌浆施工(一)施工准备为保证工程进度与质量ꎬ施工前必须做好施工准备:(１)对灌浆设备进行全面检修ꎬ优先采用新设备ꎬ灌浆机具应有备用ꎬ灌浆所用动力应有保证ꎮ(２)土料性质满足要求ꎬ料场储备宜为需要的２~３倍ꎮ(３)制浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求ꎮ(４)灌浆前应对浆液进行试验ꎬ确定其满足要求ꎮ(５)灌浆前应选择有代表性的堤段进行生产性试验ꎬ试验孔不宜少于３个ꎮ(二)钻孔(１)灌浆孔位与设计位置偏差不宜大于１０ｃｍꎬ孔底偏斜率不宜大于孔深的２％ꎮ(２)钻孔孔径宜为７６ｍｍꎬ宜干法成孔ꎬ如堤身地质条件较差时也可采用泥浆护壁钻进ꎮ(三)制浆(１)制浆应采用专用机械ꎬ搅拌成浆后先筛除大颗粒和杂物ꎬ灌浆前再通过３６孔/ｃｍ２的过滤筛ꎮ(２)制浆过程中浆液密度㊁输浆量应检测ꎮ(四)灌浆灌浆施灌原则是 稀浆开始ꎬ浓浆灌注ꎬ少灌多复ꎬ控制质量 ꎬ即应先用稀浆开始灌注ꎬ灌浆压力由小到大缓慢提升ꎮ(五)灌浆控制(１)灌浆过程中应对灌浆孔孔口压力㊁灌浆量㊁间隔时间㊁横向水平位移和裂缝开展宽度等进行综合控制ꎮ(２)灌浆孔孔口压力应控制在灌浆控制压力以内ꎬ压力表精度不应大于１０ｋＰａꎮ在灌浆过程中ꎬ应随时监测压力变化ꎬ记录灌浆压力ꎮ(３)灌浆量宜采用泥浆泵流量进行控制ꎮ(４)灌浆时ꎬ堤顶边线位置横向水平位移应控制在３ｃｍ以内ꎬ要求在停灌后能基本复原ꎮ(５)应尽量推迟堤顶出现裂缝时间ꎬ裂缝允许宽度应根据灌浆试验确定ꎬ宜控制在３ｃｍ以内ꎬ要求在停灌后堤身裂缝能基本闭合ꎮ(六)结束及封孔满足下列条件之一时ꎬ可结束灌浆:(１)经分段多次灌浆ꎬ灌浆已灌至孔口ꎬ且连续复灌３次不在吃浆ꎻ(２)满足灌浆试验确定的延米吃浆量或控制压力ꎮ当每孔灌浆结束后ꎬ应进行灌浆封孔ꎮ封孔时应将注浆管拔出ꎬ向孔内灌注密度大于１.５ｇ/ｃｍ３的稠浆ꎬ多次灌注ꎬ直至浆面升至孔口不再下降为止ꎮ待孔口完全析水后ꎬ应用含水率适中的制浆土料将孔口回填捣实整平ꎮ(七)特殊情况处理１.施工中出现裂缝时ꎬ可按下列方式处理:(１)当堤顶出现纵向裂缝后ꎬ应分析发生原因ꎮ如果是湿陷缝ꎬ可继续灌浆ꎻ如果是劈裂缝ꎬ应加强监测ꎬ当裂缝发展到允许宽度时ꎬ应立即停灌ꎬ待裂缝基本闭合后再灌ꎮ(２)当堤顶出现横向裂缝时ꎬ应立即停灌ꎮ如果裂缝深度较浅ꎬ可开挖ꎬ用粘性土回填夯实后继续灌浆ꎬ夯实标准同堤防填筑ꎻ如果裂缝较深ꎬ可用稠浆灌注裂缝ꎮ(３)当弯曲段堤顶出现裂缝时ꎬ应立即停灌ꎮ然后沿裂缝布孔ꎬ按照多孔轮灌的方法灌注稠浆堵住裂缝ꎮ待处理好后再按前文要求进行灌浆ꎮ２.施工中出现冒浆时ꎬ可采用浓浆㊁低压㊁间歇灌注等措施处理:(１)堤顶冒浆时ꎬ应立即停灌ꎬ并挖开冒浆出口ꎬ用黏性土料回填夯实ꎬ夯实标准同堤防填筑ꎮ钻孔周围冒浆ꎬ可采用压砂处理ꎬ再继续灌浆ꎮ(２)洞穴冒浆时ꎬ应先在冒浆口压砂堵塞洞口ꎬ再继续灌浆ꎮ(３)堤坡冒浆时ꎬ可采用稠浆间歇灌注ꎮ堤身与建筑物接触带冒浆ꎬ可用较稠的水泥黏土浆灌注ꎮ３.施工中出现串浆时ꎬ可采用浓浆㊁间歇㊁低压灌注等措施处理:(１)如分序施工ꎬ当第一序孔灌浆时ꎬ发现相邻孔串浆ꎬ应加强监测ꎬ如确认对堤身安全无影响ꎬ灌浆孔和串浆孔可同时灌注ꎻ如不宜同时灌注ꎬ可堵塞串浆孔ꎬ然后继续灌浆ꎮ(２)如浆液传入测压管ꎬ应在灌浆结束后ꎬ再补设测压管ꎮ４.施工中出现塌坑时ꎬ可在塌坑部位挖出部分泥浆ꎬ回填粘性土料ꎬ分层夯实ꎬ标准同堤防填筑ꎮ５.施工中发现堤坡隆起时ꎬ应立即停灌ꎬ加强监测ꎬ分析原因ꎮ六㊁监测及质量检查为控制灌浆过程㊁检验灌浆效果㊁控制施工质量ꎬ保证堤防安全ꎬ在灌浆期间应进行全过程监测㊁过程检查和灌浆质量检查ꎮ作者简介:谷珊珊ꎬ河北省水利水电勘测设计研究院ꎮ８７１。

劈裂灌浆加固原理及其施工方法一、劈裂灌浆的加固原理和特点堤体劈裂灌浆的理论基础是水力劈裂原理，即向土体内的孔内压水或灌浆时，作用在孔壁上的径向压力引起孔的扩张，使孔壁土体受劈裂挤应力，而当这些应力超过土体的抗拉强度时，就会在土体内产生一些裂缝，这种裂缝的产生过程称之为水力劈裂。

水利上的堤坝是人工堆筑成的长条形土料建筑物，为梯形断面，由于受多种自然因素的影响，常出现一些不稳定现象。

如果向不稳定的堤段造孔并向堤体孔内压注浆液，加上浆液自重因素，使堤体沿轴线方向形成一道或数道粘土帷幕，则可达到消险固堤的作用。

这种施工过程我们称之为劈裂灌浆。

劈裂式灌浆技术在土坝坝体除险加固中具有投资小、见效快、设备和技术简单、操作方便等优点，已经被广泛地运用。

但在具体操作中应注意施工工艺，保证灌浆的质量，才能达到预期的效果。

二、工程简介秋风岭水库位于广东省潮阳市西南部的两英镇境内，距市区36公里，距324国道约7.5公里，属练江支流的秋风水系。

坝址以上集雨面积105.1平方公里，总库容6903万m3.水库兼顾防洪、灌溉、供水、发电等效益，是潮阳市库容最大的一宗水库。

秋风岭水库主坝总长为1650米，为广东省最长的大坝之一，坝体平均高度约20米。

坝体建于20世纪50年代末期，主要依靠人工挑土筑坝，因此施工质量存在一定的问题，且经过多年的水压作用，坝体部分已出现险情，渗水现象较严重，对坝体的加固已刻不容缓。

坝体的劈裂灌浆工程量约为11127.2m，采用单排布孔，孔距4.0m，劈裂灌浆孔施工轴线为平行于坝顶轴线，位于大坝改建后坝顶轴线下游0.5m.劈裂灌浆形成的墙体与高喷防渗墙相连接。

水库主要挡水建筑物为均质土坝，坝顶高程48.0m，坝顶宽度7.0m，坝顶长1650m，根据地层地质资料，从上而下为：第一，人工回填土，为花岗岩风化土，局部为岩脉风化粘性土及粉质粘土。

主坝上部10m段渗透性较强，中下部土质较密实，渗透性较弱。

第二，花岗岩全风化土，透水性较弱。

浅析土坝坝体劈裂灌浆技术作者：罗永锋李蔚林来源：《环球人文地理·评论版》2015年第04期在近年参加对多座病险水库土坝坝体防渗加固工程中，通过应用土坝坝体劈裂灌浆技术，取得了较好的效果，为使此项技术得到广泛应用及发展，现试将劈裂灌浆技术作如下肤浅的剖析：一、劈裂灌浆概述依据机理：1.沿土坝轴线小主应力面可劈开坝体；2.能量的调整、转换；3.浆、坝互压；4. 湿陷作用；5.泥浆对坝体充填；6.泥浆的固结和压密。

共同验证：劈裂灌浆通过灌浆压力和坝体的湿陷变形，原有的土坝体裂缝充分开裂，使已出现的弱应力区和强应力区之间应力的应变互相传递转换，打破原坝体内部应力的不平衡，建立新的应力平衡。

随灌、随劈裂随充填，缝开浆到、料满。

随着复灌次数增加，多次充填挤压，使浆体和原坝体得到挤压密实，形成防渗能力较高的帷幕体，因而达到充填坝体隐患和构造防渗帷幕的目的。

二、劈裂灌浆设计要点（一）适用范围：（1）坝体浸润线较高，坝后坡存在大面积湿润或有管涌、流土破坏现象。

（2）坝体辅土过厚，施工碾压不突、土质疏松、存在架空现象。

（3）坝体出现不均匀沉陷的横向裂缝，较弱带、适水沙层或较多的蚁穴兽洞等隐患。

（二）灌浆孔的设计（1）布孔位置：一般沿坝轴线偏上游单排布孔，对重要的坝或坝体普遍碾压不实，土料混夹有风化块石，存在架空隐患，可双排或三排布孔。

（2）分序钻孔：每排孔序数宜分为二序。

（3）孔深、孔径：孔深多至坝底深入其基岩弱风化层0.5—1米，斜率控制在1.5%以内，孔径采用5—10厘米为宜。

（4）终孔距离：终孔距离视孔深孔位而定，河槽段孔深15米左右时，可采用3—6米，在岸坡段宜适用1.5—3m孔距。

（5）排距：需双排或多排孔，排距0.5—1.5米。

（三）坝体灌浆控制压力的确定，灌浆压力一般指孔口的压力值，即灌浆时限制的最大压力，灌浆压力的设计是一个比较复杂的问题，与坝型、坝高、坝体质量、灌浆部位、浆液浓度及灌浆泵量的大小等因素有关，可根据《土石坝养护修理规程》提出的孔口压力值不超过24.5Kpa的灌浆压力上限值综合数值。

水利水电工程中灌浆技术要点解析 -1灌浆的类型及特点ﻭ1.1土坝坝体劈裂灌浆坝体劈裂灌浆,是根据大坝受力分布情况,加大灌浆压强使大坝沿着固定的方向劈裂,然后再采取灌浆措施对漏水洞和裂缝等进行处理,从而提高坝体抗渗性能。

同时，通过劈裂灌浆，可再分布坝体应力，提高坝体的可塑性和坚固性。

ﻭ1。

2灌浆ﻭ灌浆的工作原理是在作用下，钻机将带有喷嘴的注浆管带入到地层中，在这一过程中，注浆管中的水泥浆会从喷嘴出来，从而将土层冲破，将土体穿透.根据喷嘴形态来分可以分成定向和旋转，其中,旋转指的是水泥浆从注浆管中出来时是边旋转边，高度逐渐上升，其所的物体呈圆柱形。

灌浆的优点是能够有效提高土体的抗压性,同时可以提高地基抗剪切作用。

这是因为采用灌浆施工,在上部结构荷载加大,并作用在土体上时,土体结构不会遭到破坏和变形.所以在地基施工中该技术具有不可替代的作用。

但是该灌浆方式的缺点是对于地质条件要求较高，且所使用的机械设备较多,在施工中不易好控制。

1。

3卵砾石层防渗帷幕灌浆该灌浆类型使用的浆液是黏土和水泥混合浆液，在灌浆时需要注意的问题很多,容易受到多种因素的影响,容易破坏灌浆整体效果，尤其是在空气湿度较高和地形十分复杂的地区,该灌浆类型操作困难.ﻭ2水利水电工程灌浆施工技术研究2。

1水利水电工程灌浆施工作用ﻭ水利水电工程是我国基础设施建设中的重要内容,该工程建设的质量关系着国民经济的,只有合理可靠的水利水电工程才能保证人们生活、和农业灌溉水源的可靠性。

但是我国水利水电工程分布广泛且数量众多，工程建设质量参差不齐。

同时,随着水利水电工程数量的增多，以及多年的建设运行，目前我国用来建设水库和河坝的地基逐渐减少，在这种情形下必须要采用合理的地基加固技术保证水利水电工程建设的稳定性。

如果水利水电工程没有可靠的地基,构造老化严重,便会带来严重的渗漏问题,从而影**利水电工程运行的效率和水平，严重的还会引起安全事故,给人们的生命财产安全构成威胁.水利水电工程灌浆技术是工程地基加固处理中运用比较普遍的一种方法,该方法不仅可以起到加固地基的作用，还能达到防渗漏的良好效果。

土坝加固中劈裂式灌浆法的应用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。

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18．7m，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。

浅谈劈裂灌浆在水库土坝中的防渗加固机理水库土坝是水利工程建设中的重要组成部分，它的质量直接关系到整个工程的质量。

对于土坝的防渗加固我们主要采用劈裂灌浆技术，进而增强坝体的稳固性。

这也是当前针对水库土坝防渗加固的重要应用方法，取得的效果也是十分明显的。

文章主要阐述了这中劈裂灌浆技术，希望能够给同类工程一定的参考。

标签：坝体加固；劈裂灌浆；数值模拟分析引言当前，在世界范围内土石坝已经被广泛地应用到水利工程建设中，随着土石坝工程建设的不断发展，在工程建设的过程中也出现了很多的工程事故，为此付出了沉重的代价。

所以，我们必须认真地对待土石坝工程，不断的提高工程建设的质量，尽可能地减少事故的发生。

在工程事故中有很多都是由于土石坝老化或者是出现了异常情况，因此，我们应该根据工程问题的实际情况采取相应的加固措施。

一般来说，在土石坝简称以后，往往会随着使用年限的增长，而出现老化现象。

一旦坝体受到超出自身承受能力的压力就会造成损害，进而发生事故。

通过相关统计我们可以了解到，由于坝体渗漏而导致的工程事故占总事故的百分之三十到百分之四十。

因此，国家应该重视土石坝加固工程，增加对该工程的资金投入，在全国范围内开展相关的水库除险加固工程，进一步促进我国水利事业的快速发展。

1 劈裂灌浆方法研究随着我国堤坝加固工程建设的快速发展，劈裂灌浆技术得到了更为广泛的应用。

此种技术主要是在传统灌浆技术的技术上，通过分析堤坝裂缝形成的原因进以及使用该项技术规律的基础上研究出来的。

这种技术最先在美国开始使用，早在一九七零年美国就宰希尔克里格坝使用了该项技术，但是在建成后出现了渗漏问题；紧接着在英国的巴尔德赫德坝也使用了该项技术，不过也出现了裂缝问题。

这些问题的出现使当时的人们出于种种的考虑而没有让这门技术得到发展。

我国解放初期在黄河大堤首次用钢钎探测隐患，然后进行灌浆，取得了较好的效果。

而后在一些中小型水库上坝上进行充填式灌浆。

到了70年代该技术开始用于处理一些大中型水库的坝体隐患。

劈裂注浆法是一种软弱土层加固方法，既适用于渗透性好的砂层，也适用于渗透性差的粘性土层。

劈裂注浆法是在注浆压力的作用下，向钻孔内泵入不同类型的流体，以克服地层的初始应力和抗拉强度，造成岩土结构的破坏和扰动，使垂直主应力较小的平面发生劈裂，打开地层中原有的裂缝和孔隙，增加浆液的可注入性和扩散距离，而所用的注浆压力相对较高。

劈裂注浆法以压力泥浆为能量载体，通过合理的孔位布置，有控制地劈开坝体，并迅速用泥浆进行填充，有效弥补坝体局部土区的应力不足的现象，降低应力水平，提高坝体稳定性。

这种方法形成垂直连续防渗帷幕，充填各种裂缝、孔隙和洞穴。

劈裂注浆的适用条件：对于渗透性好的砂层和渗透性差的粘性土层，由于地层透水性差，有时采用渗透注浆或压密注浆难以达到理想的效果。

而劈裂注浆可以利用其水压在地层中产生劈裂孔隙，提高地层的可注入性，从而满足注浆加固的要求。

劈裂注浆法既适用于软塑和流塑粘土地层，由于地层透水性差，有时采用渗透注浆或压密注浆难以达到理想的效果。

而劈裂注浆可以利用其水压在地层中产生劈裂孔隙，提高地层的可注入性，从而满足注浆加固的要求。

劈裂灌浆技术在土坝土堤防渗加固中的应用分析摘要：劈裂灌浆技术具有适应性强、施工简便、造价合理等优点，用于土坝土堤防渗加固效果良好，因此本文对劈裂灌浆技术在土坝土堤防渗加固中的应用进行了分析。

关键词：劈裂灌浆；土坝；土堤；防渗加固劈裂灌浆技术是在充填灌浆基础上发展起来的一种新的灌浆技术，自上世纪70年代以来广泛应用于土坝土堤的防渗加固。

这项技术能劈开堤坝并形成连续的防渗帷幕，与传统充填灌浆技术相比防渗效果更加可靠，而且施工造价低，操作方便，施工效率较高，这些优点使其在土坝土堤防渗加固方面备受青睐。

鉴此，本文对劈裂灌浆技术在土坝土堤防渗加固中的应用进行了分析。

1 劈裂灌浆机理与施工参数选择1.1 灌浆机理在劈裂灌浆过程中，浆液与土体相互作用，先将土体压密，当浆液压力超过起始劈裂压力后，土体就被劈裂了。

开始灌浆时，因为浆液压力较小，不足以劈开土体，浆液都聚集在灌浆孔口附近，形成以孔口为中心的浆泡。

随着浆液不断灌入，浆液压力不断增大，浆泡持续扩张，直至土体屈服破坏并被劈开，浆泡相互贯通，就形成纵横交错的浆脉，土体承载能力得以提高。

与此同时，与浆脉连通的洞穴、裂缝、疏松土层等缺陷也得到充实，坝体抗渗强度显著增强。

坝体劈开方向平行于坝轴线，因为堤坝土体受到的应力分布在三个方向，垂直于堤坝轴线方向的应力远大于平行于堤坝轴线方向的应力，即，所以堤坝会沿平行于堤坝轴线方向的应力面劈开土体[1]。

1.2 施工参数选择劈裂灌浆施工参数包括孔位布置、孔距、孔深、孔径、灌浆压力、浆液参数等方面。

（1）正如劈裂灌浆机理所分析的那样，劈开方向平行于坝轴线，所以一般沿坝轴线布孔。

通常布单排孔，如果因普遍碾压不好而致坝体疏松时，可在主排孔两侧加布1～2排副孔。

副孔与主孔应交错成梅花形。

（2）孔距越小，浆坝互压效果越明显，坝体内的浆脉越易形成连贯的帷幕[2]。

但孔距越小，钻孔数量越多，相应地施工造价也越高。

综合考虑并结合施工经验，通常低于10m高的矮坝，孔距可选2～3m；高于10m的高坝，孔距可选3～5m。

坝体劈裂灌浆施工研究随着我国水利工程建设的不断发展，坝体劈裂灌浆施工技术得到了广泛应用。

坝体劈裂灌浆施工是一种用于修复混凝土坝体裂缝的技术，通过在裂缝中注入灌浆材料，使得裂缝得到填充和固结，从而提高了坝体的抗渗和抗渗能力，保证了水利工程的安全运行。

本文将对坝体劈裂灌浆施工进行研究，分析其工作原理、施工步骤和技术要点，为相关工程技术人员提供一定的参考。

一、工作原理坝体劈裂灌浆施工的工作原理主要是利用注浆材料填充裂缝，形成一定的防渗层和承载力，使得裂缝得到补充和稳定。

具体来说，首先需要对坝体裂缝进行充分的调查和评估，确定裂缝的深度、宽度和位置。

然后选择合适的灌浆材料，通过专用设备将灌浆材料注入裂缝中，填充和固结裂缝，最终形成一定的防渗层和补强结构。

这样可以提高坝体的密实性和抗渗能力，保证水利工程的安全运行。

二、施工步骤1. 调查评估：首先需要对坝体裂缝进行仔细的调查和评估，确定裂缝的深度、宽度和位置，了解裂缝对坝体结构的影响程度，为后续施工提供重要的依据。

2. 灌浆材料选择：根据裂缝的情况和工程要求，选择合适的注浆材料，一般可选择水泥浆或聚合物浆料，确保注浆材料具有较好的渗透性和抗压性。

3. 准备施工设备：准备好专用的灌浆设备，包括泵车、搅拌机、浆料罐等，确保设备运行正常，并做好设备的安全防护工作。

4. 裂缝处理：对裂缝进行清理和处理，去除杂物和附着物，确保裂缝表面的干净和粗糙，有利于注浆材料的渗透和固结。

5. 注浆施工：将准备好的灌浆材料通过泵车输送到裂缝位置，根据裂缝的大小和深度，采用适当的施工方法和工艺，将灌浆材料注入裂缝中，确保裂缝得到充分填充和固结。

6. 施工验收：施工完成后需要对注浆效果进行验收，对填充后的裂缝进行检测和评估，确保注浆效果符合工程要求，达到预期的技术指标。

三、技术要点2. 施工设备：选用专用的灌浆设备是保证施工质量的关键，需要确保设备运行正常，输送灌浆材料的泵车要具备一定的压力和流量，搅拌机要能够充分混合灌浆材料，确保施工过程中不产生结块和发生堵塞。

关于堤防劈裂灌浆有关问题的探析1、劈裂原理以及所涉问题的分析根据规范和有关资料的简化计算，坝体最大灌浆允许孔口压力ΔP的计算公式为：ΔP=kγH-γ’h+σ1①式中γ—坝体土的容量；H—计算点以上的坝高；σ1一坝身土体的单轴抗拉强度；γ’—浆液的容量；h—全孔灌浆时的注浆管长度；k一侧压力系数，一般取0.4～0.67o由①式若H=0、h=0则ΔP =σ1，可知理想均质坝起劈压力即为土体的单轴抗拉强度。

在坝身内的任何一点，若kγH-γ’h <0,则此处所需的起劈压力ΔP’<ΔP,该处先于坝顶劈开。

由于江苏低坝堤防的劈裂灌浆施工工艺均采用孔底注浆的方式，劈裂开始时孔底承受泥浆劈裂压力ΔP+γ’h，且H=h，取γ=1.8g/cm3，故只要γ’≥1.2g/cm3，即可使得坝身底部先劈裂；然后随着劈裂压力和劈裂缝的进一步扩展,延伸至坝顶。

当坝体内部劈开后孔口压力：ΔP=kγH-γ’h+σr式中，σr=K(πL)12+σ3σr—裂缝扩展压力；K一裂缝扩展时临界强度因子；L一裂缝K度；σ3一堤身最小主应力σr越小处，ΔP越小，裂缝越易开展，则浆脉厚度越大。

当坝体内存在大的空隙即σr=0时，kγH-γ’h < 0，则压力表出现负读数，即灌浆出现自吸现象。

由上述①式还可以看出坝体σr上＞σr下时，坝体下部劈裂后充填所有空隙发生再次劈裂后上部才会劈开，故在稳定压力下，下部裂缝向外扩展，而上部成为天然阻浆盖，灌浆效果好，主浆脉厚度大；若σr上＜σr下时，下部劈裂后裂缝迅速向上发展，并产生裂缝冒浆，灌浆效果不理想，主浆脉厚度小。

这两种情况在新沂河坝顶是当地的主要交通要道，坝顶为硬壳层即σr上＞σr下，而入海水道南堤常年少有人行走，上层1～2m较为松散即σr上＜σr下,故其灌浆劈裂缝更易延展至坝顶，影响灌浆效果。

实践证明坝顶硬壳层质量的好坏，取决于阻浆盖深度的确定，而深度的多少直接影响灌浆的效果。

新沂河阻浆盖采用50cm，入海水道施工时，先期采用50cm, 当ΔP =100～120kPa时，坝顶就出现裂缝，形成四处溢浆。

劈裂注浆原理嘿，你有没有想过，在建筑工程或者是地基处理这些领域里，有一种超级神奇的技术叫劈裂注浆呢？今天呀，我就来给你好好讲讲这劈裂注浆到底是怎么一回事儿。

我先给你打个比方。

你看啊，就好比咱们的土地或者是那些有缝隙、不够坚固的结构体是一块破旧的布。

这块布呢，有很多小裂口，松松垮垮的，没什么力量。

那劈裂注浆就像是一群小小的建筑精灵，带着特殊的魔法材料，要去把这块布变得结实起来。

那这些小精灵是怎么工作的呢？这就涉及到劈裂注浆的原理啦。

首先呢，得有一个注浆的设备，这个设备就像是一个超级精准的注射器。

施工人员呢，就像医生一样，把这个注射器一样的设备安装在需要处理的地方。

然后啊，开始注入浆液。

这个浆液可不是一般的东西哦。

它就像一种有生命的、会自己找路的魔法液体。

当浆液被注入到土体或者结构体里的时候，就开始了它的奇妙之旅。

你想啊，土体里面是有很多小空间的，就像一个个小房间一样。

浆液呢，就开始在这些小房间里挤来挤去。

这时候，因为浆液的压力不断增大，就好像一个大力士在用力推那些小房间的墙壁。

如果这个力足够大呢，就会把原本的土体或者结构体中的薄弱部位给撑开，就像用手把一块紧紧捏着的面团给强行撕开一样。

这就是所谓的“劈裂”啦。

我有个朋友啊，他之前参与过一个地基加固的项目。

他跟我说，当时看着浆液注入到地基里，就感觉像在看一场无声的战斗。

他说：“哎呀，你都不知道，那浆液注入进去的时候，就像是一群小战士朝着那些地基里的小缝隙冲锋一样。

”他当时可激动了，眼睛一眨不眨地盯着。

那劈裂之后呢？这还没完事儿呢。

浆液会继续在这些被劈开的缝隙里流动，就像水流进了干涸的河道一样。

而且啊，浆液在流动的过程中会慢慢凝固。

这凝固的过程就像是魔法生效了一样。

原本松散的土体或者结构体，因为有了这些凝固的浆液填充在劈开的缝隙里，就变得像被钢筋加固了一样结实。

再想象一下，如果是在一个山洞里，山洞的石壁有些松动。

劈裂注浆就像是在石壁里编织了一张密密麻麻的网。

劈裂灌浆技术应用论文【摘要】土坝劈裂灌浆作为一项制止沿土体渗漏的经济、简便、快速而又有效的处理措施。

值得在漏水坝体止漏方面进行推广使用，其施工关键是把握好布孔时能有效的穿过渗漏区，并且控制好灌浆时的压力，限制注浆率不能太快，每次的注浆量不能太多，从而限制住每次的劈缝不能延伸得太远、开裂得太宽，从而达到劈裂灌浆的目的。

一、劈裂灌浆法的技术特点施工工艺主要有成孔工艺和灌浆工艺两部分组成。

成孔工艺是应用穿心重锤（300 kg）击打挨打头，将钻杆打入堤身至设计深度，干法成孔。

灌浆工艺是按照设计要求的序次，用压浆泵通过预埋的注浆管将浆液注入堤身形成帷幕。

序是每次灌浆间隔孔数。

每孔连续灌浆为一序；间隔一孔灌浆为二序；间隔两孔灌浆为三序。

次是指每孔灌浆的次数，第一次称为初灌，其余称复灌。

灌浆一般按照孔底灌浆，全程灌注的方式进行。

多排孔则先灌上游排，再灌下游排，最后灌中间排。

其特点优势主要表现为：1、机理明晰、施工简便应用高压浆液对堤身土体挤压劈裂，劈裂缝先由低部展开，浆液不断充填缝隙和空隙；随着低部土体的挤压密实，劈裂缝逐渐向上和沿堤身轴线两侧延展，浆液不断充填密实，直至堤顶出现裂缝冒浆。

至此就完成了劈裂灌浆的一次灌浆，浆液经过一定时间的排水固结后（每次灌浆间隔时间），重复上述步骤，直至预定的灌浆次数，即可终止灌浆。

2、把握主体、强化试验由于劈裂灌浆的灌浆压力、灌浆量、间隔时间表受地质条件影响很大，在施工过程中必须把握设计的总体要求，针对不同的堤身条件分段做好工艺性试验，调整技术参数。

一般每1000 m为一段，10孔为一试验组。

3、幕体清晰、整体连续通过劈裂灌浆在坝体内部形成的防渗帷幕，经过探槽开挖检验，提示幕体与周边土体存在明显界限轮廓；按照灌浆堤顶裂缝冒浆图描述，堤身内部劈裂缝总体呈交叉、重叠状况。

4、孔底灌浆、全程灌注劈裂灌浆一般仅在注浆管底部留有出浆口，浆液由底部注入堤身，因此堤身劈裂亦从底部开始，逐渐向上发展，直至堤顶。

二次高压劈裂注浆原理
哎哟喂，说起这个二次高压劈裂注浆嘛，那可真是个技术活儿，得有点儿门道才行。

咱们打个比方，就像咱们四川的火锅，头道汤底是基础，但要想味道巴适得板，还得加点儿猛料，二次提味，对吧？
这个注浆技术啊，首先你得有个“底子”，就是那岩石层或者土壤层，得找准位置，不能乱来。

头回注浆，就像是往火锅里加底料，慢慢渗透，让岩石、土壤先“吃”进去点儿浆体，这是第一步的软化、加固。

但这时候，可能有些地方还硬得跟石头似的，咋办？
这时候，就该咱们的“二次高压劈裂”上场了。

这就好比火锅煮开了，咱们再猛地加把火，提高压力，让那注浆的浆液像高压水枪一样，呲溜一下，直接劈开那些顽固的缝隙，渗透得更深、更广。

这浆液啊，它不光能填补空隙，还能跟周围的岩石、土壤紧密结合，形成一道坚固的防线，增强地基的稳定性。

这个过程，讲究的就是个“精准”和“力度”。

你得知道哪儿需要重点照顾，啥时候该加力，啥时候该缓缓。

就跟咱们炒菜一样，火候到了，味道自然就对了。

所以，二次高压劈裂注浆，它不仅仅是个技术，更是门艺术，得用心去感受，用经验去把握。

总而言之，这项技术对于咱们搞工程建设的来说，那可是如虎添翼，让地基更结实，工程更安全。

你说，是不是这个理儿？。

劈裂灌浆的机理劈裂灌浆，这可真是个神奇的玩意儿啊！你知道吗，它就像是给土地治病的神医一样。

咱就说这土地啊，有时候就跟人一样，也会有各种小毛病。

比如有的地方松松垮垮的，有的地方可能还有裂缝啥的。

那劈裂灌浆呢，就是专门来解决这些问题的。

想象一下，把浆液当成是一种神奇的药水，通过特殊的方法，把它灌到土地里面去。

这可不是随便灌的哦，是有讲究的。

它要在压力的作用下，沿着那些薄弱的地方，比如说裂缝呀，把土地给撑开，就像是给土地做了一次小小的扩张手术。

然后呢，浆液凝固了，就把那些裂缝啊什么的都给填满了，土地不就变得结实了嘛！这可不是我瞎吹啊，你想想看，如果土地不结实，那盖房子能稳当吗？修马路能长久吗？肯定不行啊！所以说劈裂灌浆的作用那可太大了。

它就像是一个默默工作的幕后英雄，虽然不被很多人知道，但却为我们的生活提供了坚实的保障。

你走在路上，脚下的马路平平整整，说不定就是劈裂灌浆的功劳呢！而且啊，劈裂灌浆还有一个特别好的地方，就是它比较灵活。

它可以根据不同的土地情况，调整灌浆的压力和浆液的配方。

这就好比医生给不同的病人看病，得根据病人的具体情况开不同的药一样。

咱再打个比方，就像裁缝给人做衣服，得量体裁衣，不能随便拿块布就往上缝吧。

劈裂灌浆也是这样，得根据土地的“身材”来调整“治疗方案”。

你说这劈裂灌浆是不是很神奇？它能让原本有问题的土地变得健康起来，能让我们的建筑稳稳地矗立在上面。

其实啊，生活中有很多这样看似不起眼，但却非常重要的技术和工艺。

它们就像是一颗颗小小的螺丝钉，虽然不大，但却缺它不可。

劈裂灌浆就是这样的一颗螺丝钉，默默地为我们的生活贡献着力量。

所以啊，我们可不能小瞧了这些技术，要好好地去了解它们，去珍惜它们。

因为正是有了这些技术，我们的生活才会变得越来越美好，越来越舒适。

你说呢？总之，劈裂灌浆真的是一项了不起的技术啊！。

劈裂灌浆名词解释1. 什么是劈裂灌浆？劈裂灌浆是一种用于修复和加固混凝土结构的技术，旨在增强结构的承载能力和耐久性。

该技术通过在混凝土结构中注入特殊的灌浆材料，填补和加固已有的裂缝和缺陷，从而提高结构的整体性能。

2. 劈裂灌浆的原理劈裂灌浆的原理基于以下几个方面：2.1 混凝土结构中的缺陷混凝土结构在使用过程中可能会出现各种缺陷，如裂缝、空洞、松散等。

这些缺陷会导致结构强度下降、耐久性变差，甚至引发更严重的问题。

劈裂灌浆通过填充这些缺陷来修复和加固混凝土结构。

2.2 灌浆材料的特性劈裂灌浆所使用的材料通常是一种流动性很好且具有较高强度的胶状物质，如聚合物、水泥浆液等。

这些灌浆材料能够填充混凝土结构中的缺陷，并在固化后形成与原混凝土相连的坚固体，从而提高结构的整体性能。

2.3 注入灌浆材料的过程劈裂灌浆的过程通常包括以下几个步骤：•预处理：对混凝土结构进行清洁和修整，以便更好地进行灌浆。

•钻孔：在需要修复的位置钻孔，以便注入灌浆材料。

•注浆：将预先调配好的灌浆材料通过特殊设备注入钻孔中，填充缺陷空间。

•固化：待灌浆材料充分填充缺陷后，开始固化过程。

固化时间根据不同材料而定，通常需要数小时至数天。

•后处理：固化完成后，对修复部位进行表面处理和清理。

3. 劈裂灌浆的应用领域劈裂灌浆技术广泛应用于各种混凝土结构的修复和加固工程中，包括但不限于以下领域：3.1 建筑物维修劈裂灌浆可用于修复房屋、办公楼、商业建筑等混凝土结构中的裂缝和缺陷，提高结构的稳定性和耐久性。

3.2 桥梁加固桥梁是交通运输的重要组成部分，其结构的安全性至关重要。

劈裂灌浆技术可用于修复和加固桥梁中的损伤和裂缝，确保其正常运行和使用。

3.3 地下工程地下工程如地铁隧道、地下室等常受到地下水压力和土壤侧压力的影响，容易出现渗漏、开裂等问题。

劈裂灌浆可应用于这些地下工程中，修复并加固结构，保证其安全运行。

3.4 水利工程水利工程如水坝、水库等需要承受大量水压力，因此结构的完整性非常关键。

1、劈裂灌浆原理堤体劈裂灌浆的理论基础是水力劈裂原理，即向土体内的孔内压水或灌浆时，作用在孔壁上的径向压力的扩张，使孔壁土体受劈裂挤应力，而当这些应力超过土体的抗拉强度时，就会在土体内产生一些裂缝，这种裂缝的产生过程称之为水力劈裂。

水利上的河堤是人工堆筑成的长条形建筑物，为梯形断面，由于受多种自然因素的影响，常出现一些不稳定现象。

如果向不稳定的堤段造孔并向堤体内压注浆液，加上浆液自重因素，使堤体沿轴线方向形成一道或数道粘土帷幕，则可达到消险固堤的作用。

这种施工过程我们称之为劈裂灌浆。

2、施工质量控制1）孔口压力按照灌浆设计书给定的孔口压力（40-80kpa）取值范围进行灌浆。

要熟知灌浆压力的高低与堤体土的松紧、搅灌机转速的快慢和输浆管路的畅通有关。

土层紧、浆液稠、转速快、管路阻，其孔口压力高，有时会超过上限值；反之就低。

遇有洞穴的孔且会产生负压，即孔口压力表指示为零。

因此孔口记录员必须时刻注意观察压力表的变化，认真做好记录，并指挥灌浆机的操作工人密切配合，控制好浆液的容重。

2）、浆液比重浆液比重应按技术规范严格控制，孔口记录员必须用比重秤检测容重，单孔每次测量3-4次。

起劈要用稀浆，重粉质堤体的劈裂浆液容重取1。

25-1。

35g/cm3,粘粒含量堤体的劈裂浆溶液容重取胜1。

2-1。

3g/cm3,且稀浆进灌时间不能超5min；正常进灌要用安全稠浆，取值范围一般为1。

45-1。

6g/cm3;采用少灌多复的方法，以期保证堤体的安全和灌浆总量。

3）搅灌机的转速江苏的堤防一般高程都低于10米，适合采用中速进灌。

经我们在施工现场用机械式转速表反复、检测，WJB80-2型搅灌机地原动机柴油机的转速650-800r/min为低速；1000-1300r/min为中速；1800-2000r/min为高速。

搅灌机的转速过高极易形成快速冒浆，帷幕辐射短，直接影响灌浆总量；转速过进料时会造成停灌现象。

在实施劈裂灌浆时绝不允许中途停灌。

劈裂灌浆原理劈裂灌浆利用最小主应力面和堤轴线方向一致的规律，根据土体水力劈裂的原理，顺堤向布孔，在灌浆压力下以适宜的泥浆液为能量载体，有控制地劈裂堤身，将与浆脉连通的所有裂缝、空洞、空隙等隐患用泥浆充填密实，同时浆压将筑堤土压密，最终在堤内顺堤向形成密实、垂直、连续、有一定厚度的浆液防渗固结体，从而达到防渗加固的目的。

灌浆主要设备设备选用山东泰安产WJ100型卧式灌浆机，该机集搅拌、过滤、储浆、输浆功能为一体，可以连续搅浆和输浆，移动方便灵活。

输浆用80/10型泥浆泵，功率4 kW，最大工作压力1.0 MPa，输浆量0.08 m3/min，水平输送距离60～80 m。

动力配备为12 kW柴油发电机。

灌浆土料设计要求：土料就近取材，主要为黏性土，在没有黏性土时，可选用粉质壤12％，粉粒含量约75％，砂粒含量≤13％）。

施工时选用土场的采样试验结果(表1)。

由表1可以看出，三个料场的黏粒含量为21.2％～25.6％，粉粒含量65.5％～66.3％，砂粒含量11.3％～12.5％，土料均为壤土，符合设计要求。

灌浆施工（1）施工准备。

由于灌浆需要24小时不间断施工，为保证工程进度与质量，施工前必须做好施工准备，首先，灌浆机、发动机应进行全面检修，保证机械设备正常运行。

第二，选择符合要求的土料场，由于灌浆孔吃浆量的不确定性，所选择的料场土料必须充足。

第三，选好水源及送水车辆。

（2）场地布置。

施工现场主要布置在北大堤堤顶上，根据灌浆泵的输送能力及施工中的具体情况，土料每100 m一堆，每堆大约20 m3。

搅拌机、发电机等布置在背水坡侧。

（3）钻孔。

钻孔之前，先根据设计要求布好孔位，采用洛阳铲打孔，造孔应保证垂直，倾斜度不大于2％。

（4）护壁管安放。

护壁管的作用是使堤顶不致过早劈裂，保证灌浆效果。

护壁管为DN 100的无缝钢管，长5 m。

下管方法：悬吊起护壁管放入孔内，上管口在离地1.0 m时用布缠绕护壁管，徐徐落下；在离地0.3 m时，再用布条二次封堵孔口并填土夯实，防止浆液从孔口冒浆。