CN107542063A - 一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,包括如下步骤:1)首先制备孔内装置;2)钻孔施工:在土石堤坝背水面渗漏区域,钻孔按照0.4‑0.6m间距进行布置,钻孔根据渗漏水情况尽量贯穿渗水通道,3)将步骤1)制备的孔内装置插入钻孔,通过进浆管对前膜袋和后膜袋进行注浆,在膜袋滤水之后形成高压水泥结石;4)待前膜袋和后膜袋充分膨胀之后,加大注浆压力,使水泥浆分别由前后高压出浆口对渗水区域进行岩化处理;5)对渗漏区域的其余钻孔重复以上操作,在前膜袋和后膜袋深度范围内形成一道防渗墙。6)对岩化区域内的排水孔,按照从外侧至内侧,由浅孔至深孔,渗水量由小到大逐次进行岩化注浆处理。

Description

一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法
技术领域
本发明涉及一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法。
背景技术
土石堤坝由于取料方便、适应性强、抗震性好和施工便捷等优点被广泛采用,但是由于设计、施工、管理、维护和地质灾害的影响,出现了若干病害和险情,其中危害最大的便是渗水如不及时抢护,可能发展成管涌、流土、漏洞或滑坡等险情。
土石堤坝渗漏水抢修普遍采取临水截渗、背水导渗的方法。临水面为减少渗水量,降低浸润线,达到控制渗漏水险情和稳定堤坝的目的,可以采取土工膜截渗、抛粘土截渗;背水面边坡上铺满反滤材料,使渗水排出而土料不随水流渗出,具体采取土工织物反滤层、砂石反滤层、梢料反滤层。
参见图1,为临水截渗施工技术,临水截渗目的是为了减少坝身的渗水量,当临水侧坝底不深并且黏性土取土便捷的情况下采用抛黏性土截渗。施工方法:首先,根据现场渗漏水范围及渗漏水情况确定黏土层的抛筑尺寸;其次,对饮水坡面进行树根、杂草及垃圾的清理,以免影响抛筑及截渗效果;最后,准备足够的抛筑黏性土料,集中力量由上而下、有里向外缓慢推下,黏土在水下通过沉积形成截渗层。
缺点:但是渗水区域在水面以下,很难确认漏水范围并测算填筑区域,不适于坝体较深、黏性土取土不方便、流速较大、雨季施工等情况。
另外,在缺少黏性土、水深较浅的情况下可以采取土工膜保护层法。同样土工膜保护层法同样要在迎水面水位以下估算渗水范围,甚至需要在水下进行探察和施工,为施工带来很大的施工难度。
参见图2,为背水反滤导渗施工技术,背水导渗是在背水边坡铺筑反滤材料,使渗水排出但是土料不随水排出,从而降低浸润线,保持了堤坝的稳定。
施工方法:首先,根据现场渗漏水范围及渗漏水情况确定反滤材料选取(土工织物、砂石滤层、梢料反滤层)并进行渗水区的软泥、杂草、树根等清理;第二步,按照选取的材料颗粒大小或者细密程度从细到粗进行铺筑。最后进行反滤层的覆盖与保护。
缺点:反滤导渗并没有主动去解决渗漏通道的问题,一旦有其他过水通道出现,甚至遭遇雨季水位上涨、强震等自然灾害的时候很容易导渗层失效,引起管涌、突水甚至溃坝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,以解决现有技术中存在的上述问题。
本发明提供的技术方案如下:
一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,包括如下步骤:
1)首先制备孔内装置,它包括:一注浆管(5)和一排水管(6),排水管(6)套接于注浆管(5)内,且头尾两端都露出于注浆管(5);注浆管(5)的后端设有管塞(7),用于封闭注浆管(5)的后端,在注浆管(5)靠近后端的侧面设有进浆支管(5-1);在注浆管(5)靠近前端处的侧壁设有前出浆孔(5-3),在进浆支管(5-1)和前出浆口(5-3)之间设有后出浆孔(5-2);注浆管(5)在前出浆孔(5-3)的部分外部套接有前膜袋(9);前膜袋(9)朝向后端一侧设有前高压出浆口(5-4);在后出浆孔(5-2)的部分外部套接有后膜袋(8),后膜袋(8)朝向前端的一侧设有后高压出浆口(5-5);排水管(6)的后端从管塞(7)的中间穿过,前端套接滤水膜袋(10);
2)钻孔施工:在土石堤坝背水面渗漏区域,钻孔按照0.4-0.6m间距进行布置,钻孔根据渗漏水情况尽量贯穿渗水通道,
3)将步骤1)制备的孔内装置插入钻孔,通过进浆管(5)对前膜袋(9)和后膜袋(8)进行注浆,在膜袋滤水之后形成高压水泥结石;
4)待前膜袋(9)和后膜袋(8)充分膨胀之后,加大注浆压力,使水泥浆分别由前后高压出浆口对渗水区域进行岩化处理;
5)对渗漏区域的其余钻孔重复以上操作,在前膜袋(9)和后膜袋(8)深度范围内形成一道防渗墙。此过程中,既对土石堤坝渗水区域进行了岩化固结,又保护了渗水范围内的渗漏通道。
6)对岩化区域内的排水孔(12),按照从外侧至内侧,由浅孔至深孔,渗水量由小到大逐次进行岩化注浆处理。
在本发明的较佳实施例中,注浆管(5)的前端封闭。
在本发明的较佳实施例中,注浆管(5)和排水管(6)分别选用一寸和四分无缝钢管(壁厚4mm),
在本发明的较佳实施例中,膜袋(8和9)选用直筒型土工布,标称断裂强度为50kN/m。
在本发明的较佳实施例中,步骤2)钻孔区域可根据渗漏水程度及范围进行适当扩大。
在本发明的较佳实施例中,钻孔方向为由上至下倾斜,倾斜的角度和水平线之间的夹角可以是10-80度,优选为30-45度。
由上述描述可知,本发明提供了一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,
1、颠覆了土石堤坝渗漏传统的“上游防渗、下游导渗”处理思路,改被动防护为主动岩化加固。
2.创造性的提出了在背水侧进行岩化处理,不需要在迎水一侧进行截渗施工。
3.动水条件下对渗漏区域进行岩化处理,既没有增加渗漏区域的外水压力,也没有提高浸润线高度,保留下来的渗漏通道可用于最后的深层岩化处理。
4.该技术相对于传统水泥注浆,不担心串浆影响,即便孔内通道串通,在滤水膜袋的帮助下,岩化材料能有效保留在钻孔的深层。
5.适用性强,不但适用于渗漏不严重的堤坝加固,更适用于发生管涌的堤坝抢险任务。
附图说明
图1为现有技术的抛黏性土截渗示意图;
图2为现有技术的砂石滤层示意图;
图3为本发明实施例的土石堤坝背水面动水岩化封堵方法的结构示意图;
图4为本发明实施例的动水岩化技术装置示意图;
图5为本发明实施例的第一步孔口膜袋和孔底膜袋注浆;
图6为本发明实施例的第二步堤坝渗水区域岩化固结;
图7为本发明岩化区域的效果示意图;
图8为本发明堤坝的岩化效果示意图。
图中,1-堤坝2-渗漏管道 3-抛黏土a-粗砂层b-碎石层c-块石层 4-钻孔
5-注浆管 5-1进浆支管 5-2后出浆孔 5-3前出浆孔 5-4前高压出浆口 5-5后高压出浆口
6-排水管 7-管塞 8-后膜袋 9-前膜袋 10滤水膜袋
11-注浆 12-排水孔 13-岩化固结区域 14-岩化加固区
具体实施方式
本发明的具体实施例,参照图3至图8,一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,
首先制备孔内装置,参见图4,它包括:
一注浆管5和一排水管6,该注浆管5的内径大于排水管6外径,排水管6套接于注浆管5内,且头尾两端都露出于注浆管5。注浆管5的后端设有管塞7,用于封闭注浆管5的后端,在注浆管5靠近后端的侧面设有进浆支管5-1。在注浆管5靠近前端处的侧壁设有前出浆孔5-3,在进浆支管5-1和前出浆口5-3之间设有后出浆孔5-2。注浆管5在前出浆孔5-3的部分外部套接有前膜袋9;前膜袋9朝向后端一侧设有前高压出浆口5-4;
在后出浆孔5-2的部分外部套接有后膜袋8,后膜袋8朝向前端的一侧设有后高压出浆口5-5。注浆管5的前端封闭。排水管6的后端从管塞7的中间穿过,前端套接滤水膜袋10。
在本实施例中,注浆管5和排水管6分别选用一寸和四分无缝钢管(壁厚4mm),膜袋(8和9)选用直筒型土工布(标称断裂强度为50kN/m)。注浆管5主要用于充填孔底膜袋和孔口膜袋,排水管6可以在岩化固结浅层坝体的同时进行排水,排水可以保证不提升浸润线高度也不会增加渗漏水区域的外水压力,也保证了岩化固结阶段坝体的安全。
本发明动水岩化技术的施工步骤主要分为五步,
第一步钻孔施工
参见图3,钻孔区域可根据土石堤坝背水面渗漏水程度及范围进行适当扩大,钻孔4按照0.5m间距进行布置,钻孔根据渗漏水情况尽量贯穿渗水通道,在本实施例中,钻孔4方向为由上至下倾斜,倾斜的角度和水平线之间的夹角可以是10-80度,优选为30-45度。
第二步参见图5,将孔内装置插入钻孔4,通过进浆管5对前膜袋9和后膜袋8进行注浆,在膜袋滤水之后形成高压水泥结石。
第三步:待前膜袋9和后膜袋8充分膨胀之后,加大注浆压力,使水泥浆分别由前后高压出浆口(5-4和5-5,水泥浆液在高压力情况下能够通过)对渗水区域进行岩化处理,如图6所示;
第四步:对渗漏区域的其余钻孔4重复以上操作,在前膜袋9和后膜袋8深度范围内形成一道防渗墙。此过程中,既对土石堤坝渗水区域进行了岩化固结,又保护了渗水范围内的渗漏通道。
第五步:对岩化区域内的排水孔12,按照从外侧至内侧,由浅孔至深孔,渗水量由小到大逐次进行岩化注浆处理。最终,达到对土石堤坝的渗漏水区域进行岩化加固处理,彻底解决土石堤坝的渗漏水问题。
需要指出的是,在岩化注浆的过程中,注浆孔之间难免遇到串浆的情况。由于注浆管底部的滤水膜袋只允许渗水通过,岩化材料能有效保留在滤水膜袋深度范围。
上述仅为本发明的一个具体实施例,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (6)

1.一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,包括如下步骤:
1)首先制备孔内装置,它包括:一注浆管(5)和一排水管(6),排水管(6)套接于注浆管(5)内,且头尾两端都露出于注浆管(5);注浆管(5)的后端设有管塞(7),用于封闭注浆管(5)的后端,在注浆管(5)靠近后端的侧面设有进浆支管(5-1);在注浆管(5)靠近前端处的侧壁设有前出浆孔(5-3),在进浆支管(5-1)和前出浆口(5-3)之间设有后出浆孔(5-2);注浆管(5)在前出浆孔(5-3)的部分外部套接有前膜袋(9);前膜袋(9)朝向后端一侧设有前高压出浆口(5-4);在后出浆孔(5-2)的部分外部套接有后膜袋(8),后膜袋(8)朝向前端的一侧设有后高压出浆口(5-5);排水管(6)的后端从管塞(7)的中间穿过,前端套接滤水膜袋(10);
2)钻孔施工:在土石堤坝背水面渗漏区域,钻孔按照0.4-0.6m间距进行布置,钻孔根据渗漏水情况尽量贯穿渗水通道,
3)将步骤1)制备的孔内装置插入钻孔,通过进浆管(5)对前膜袋(9)和后膜袋(8)进行注浆,在膜袋滤水之后形成高压水泥结石;
4)待前膜袋(9)和后膜袋(8)充分膨胀之后,加大注浆压力,使水泥浆分别由前后高压出浆口对渗水区域进行岩化处理;
5)对渗漏区域的其余钻孔(4)重复以上操作,在前膜袋(9)和后膜袋(8)深度范围内形成一道防渗墙;
6)对岩化区域内的排水孔(12),按照从外侧至内侧,由浅孔至深孔,渗水量由小到大逐次进行岩化注浆处理。
2.如权利要求1所述的一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,其特征在于:注浆管(5)的前端封闭。
3.如权利要求1所述的一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,其特征在于:注浆管(5)和排水管(6)分别选用一寸和四分无缝钢管,壁厚4mm。
4.如权利要求1所述的一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,其特征在于:膜袋选用直筒型土工布,标称断裂强度为50kN/m。
5.如权利要求1所述的一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,其特征在于:步骤2)钻孔区域根据渗漏水程度及范围进行适当扩大。
6.如权利要求1所述的一种土石堤坝背水面动水岩化封堵方法,其特征在于:钻孔方向为由上至下倾斜,倾斜的角度和水平线之间的夹角可以是10-80度,优选为30-45度。
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