劈裂注浆

《土木工程名词》第一版。 2100433B

2003年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

常用的注浆方法有：花管注浆和单向阀管注浆两种施工方法。两种注浆法均可用于渗注浆，而劈裂注浆只能用单向阀管注浆法（上海市隧道公司的SPF工法）。在土壤渗透系数小于10^-4cm/s时，一般的花管注浆就难奏效，而要采用单向阀管的劈裂注浆。实践证明，在地面以下的一定深度的土层加固和跟踪注浆加固中，劈裂注浆具有施工方便、效果较好的优点，是一般花管压密注浆无法代替的。

劈裂注浆采用高压注浆工艺，将水泥或化学浆液等注入土层，以改善土层性质，在注浆过程中，注浆管出口的浆液对四周地层施加了附加压应力，使土体发生剪切裂缝，而浆液则沿着裂缝从土体强度低的地方向强度高的地方劈裂，劈入土体中的浆体便形成了加固土体的网络或骨架。由于浆液在劈入土层过程中并不是与土颗粒均匀混合，而是呈两相各自存在，所以从土的微观结构分析，土除受到部分的压密作用外，其他物理力学性能的变化并不明显，故其加固效果应从宏观上来分析，即应考虑土体的骨架效应。

实践表明，对于软----流塑粘土地层，由于地层透水性差，有时渗透注浆或压密注浆都难以达到理想效果，而劈裂注浆可利用其液压在地层中产生劈裂孔隙，改善地层的可注性，从而达到注浆加固的要求。

劈裂坝体，调整坝体应力。需要采用劈裂注浆法处理的水库大坝一般都存在裂缝、孔隙、洞穴等一种或多种隐患，这些隐患的产生主要可以归结为坝体土层变形和能量积累所致，要根除隐患就需要将坝体某些土体所积累的应变能充分释放，即彻底打破坝体原有的应力不平衡，建立新的应力平衡，降低坝体局部土区的应力水平，保持坝体的稳定和安全。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。

形成垂直连续防渗帷幕， 充填各种裂缝、 孔隙和洞穴。用压力泥浆在坝体内劈开一条灌浆通道后，这个通道又可能将坝体内的各种隐患联通起来，压入更多更稠的泥浆，达到处理隐患、充填坝体和构造防渗帷幕的目的。这种充填作用与劈裂作用是同时进行的，随灌随劈随填充，达到缝开浆到料满的程度。所形成的主浆脉渗透系数 K=10^-7~10^-8cm/s，加之劈裂注浆法使原来坝体防渗体的裂缝和洞穴得到充填和挤压，提高了坝体密度，形成了浆脉和处理后的坝体共同防渗的联合防渗体系，大大加强了土坝的防渗能力，有效解决渗漏问题。

浆—-坝互压作用，提高坝体密实度。规范（SD266-88）要求劈裂注浆法施工中必须贯彻“少灌多复”并且要求复灌次数不少于 5 次，这是保证灌浆效果的重要步骤。劈裂式灌浆是一个灌→停→灌的反复过程，随着灌浆压力的升高和降低，坝体产生相应的劈裂和回弹响应，压力高时，浆压坝，坝体被劈裂，浆液大量灌入，有效填充裂缝和孔隙；压力降低时，坝体回弹，坝压浆，加速浆液的固结，尽早发挥防渗效果。这是劈裂式灌浆的特色，也是灌浆施工过程的难点，是保证灌浆效果的重点。在不劈开坝体或控制坝体劈裂程度的情况下，尽量提高灌浆压力，以灌注更多的泥浆充填挤压坝体，并充分利用坝体回弹加速泥浆固结，是灌浆工程的设计要点。

湿陷固结作用。泥浆进入坝体，大量的水也随之进入坝体。水除了产生孔隙水压力外，还对坝体产生湿陷作用。浸润线以上坝体填料总是非饱和的，尽管在最优含水量附近碾压，饱和度一般仅达到 0.8～0.9，当浸水后，颗粒间受水的湿润，在自重作用下重新调整其位置，改变了原来的结构，使土体产生湿化变形。坝体情况不同，湿陷作用的重要性也有所不同，但对于一般需要灌浆处理的土坝，都存在填筑质量差、干容重较低等问题，湿陷作用对于坝体密实度的提高和稳定性的增强是有利的，因为能够减少了弱应力区的范围。

劈裂注浆法不仅具有机理明确、设备简便、工艺合理、操作方便、浆料能够就地取材、无环境污染以及造价低、效果好等优点，更重要的是适用范围广，能够在不释放坝体应力的条件下构造垂直连续防渗帷幕，而且浆脉厚度和条数可以随坝体质量的好坏自行调整，坝体质量好，浆脉就少，厚度也薄；坝体质量差，浆脉就更厚，条数也会有所增加。在坝体构造防渗帷幕的同时，还能恢复坝体的防渗能力，并且能够对坝体内部进行应力调整，降低应力水平，解决坝体的渗流和变形稳定问题，这是劈裂注浆法的技术优势。