王衛(wèi)明（湖南欣盛建設(shè)有限公司，湖南　常德　415000）

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水庫大壩防滲加固施工技術(shù)探討

王衛(wèi)明（湖南欣盛建設(shè)有限公司，湖南常德415000）

水利工程建設(shè)是我國一直較為關(guān)注的問題。我國水利工程建設(shè)歷史悠久，早期的水利工程技術(shù)不夠先進(jìn)，年代久遠(yuǎn)，加之經(jīng)受多年的雨雪侵蝕，因此難免存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題和安全隱患，提高水利工程堤壩防滲加固技術(shù)是相關(guān)部門要高度重視的問題。

水庫；大壩；防滲加固

1　引言

許多水庫大壩由于長期缺少正常的維修，開始出現(xiàn)老化失修等問題，再加上新問題的出現(xiàn)，由于原本的條件限制，水庫本身的工程標(biāo)準(zhǔn)偏低，質(zhì)量無法滿足現(xiàn)階段的要求，久而久之就出現(xiàn)帶病運(yùn)行問題。這樣的病險(xiǎn)水庫大壩直接會(huì)影響工程效益的發(fā)揮，成為安全的心腹之患，對(duì)于廣大人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重影響。

2　水利工程堤壩防滲加固概述

水利工程堤壩出險(xiǎn)主要包括滲透破壞、滑坡、開裂和沒治。在這幾種出險(xiǎn)問題中，滲透破壞是常見性問題。因此，堤壩防滲加固十分重要，而且處理堤壩防滲問題要遵循一定的原則和科學(xué)的方法。堤壩防滲加固要遵循科學(xué)的原則，在堅(jiān)持一定標(biāo)準(zhǔn)的前提下才能保證防滲加固的方向準(zhǔn)確。同時(shí)，科學(xué)合理的方法和先進(jìn)的技術(shù)是進(jìn)行堤壩防滲加固的保障。堤壩滲漏的原因多種多樣，因此在技術(shù)選擇上也要具體分析滲漏的原因，對(duì)癥下藥才能有效提高防滲加固的效果。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水利工程堤壩防滲加固方面的技術(shù)也有所提高。

堤壩防滲加固首先要選擇優(yōu)良的加工用料，再結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)檢測(cè)，技術(shù)施工才能提高堤壩防滲加固的質(zhì)量。因此，不斷探索堤壩防滲加固的技術(shù)對(duì)保障水利工程作用的發(fā)揮十分重要。綜上所述，水利工程堤壩防滲加固要針對(duì)不同的破壞現(xiàn)象要采取不同的技術(shù)措施進(jìn)行補(bǔ)救。一般我國防滲加固采用的主要方式是灌漿或防滲墻措施處理滲透和加固問題，常用的堤壩灌漿防滲加固法有劈裂式帷幕灌漿法。

3　水庫大壩防滲加固施工技術(shù)

3.1堤壩灌漿防滲加固法

這是比較保守傳統(tǒng)的防滲加固方法，具體分為劈裂式帷幕灌漿法、低壓速凝式灌漿法、高壓填充式灌漿法、錐探灌漿等。每種灌漿法的主要區(qū)別是根據(jù)滲漏方式的不同采取的操作技術(shù)也各不相同。

（1）帷幕灌漿法

采用這種防滲技術(shù)首先得分析堤壩是否垂直，使用簡單的鉆具例如淺孔輕便鉆機(jī)，孔距通常控制在3m。第二步是是灌漿，順序是先下部后上部，每次的灌漿量不要太大，多重復(fù)灌漿次數(shù)；泥漿由稀到稠，循序漸進(jìn)；壓力先大后小，進(jìn)行靈活的掌握。在堅(jiān)持上述要點(diǎn)后，能夠杜絕灌漿過程中冒漿、串漿等現(xiàn)象的出現(xiàn)和發(fā)生，對(duì)替身質(zhì)量的改善、堅(jiān)固度的提高起到積極地作用。

（2）使用高壓填充的灌漿方法

這種方法主要用于壩基的防滲中，但是如果壩身出現(xiàn)蟻穴或者是溶洞時(shí)同樣可以使用這種方法來解決問題。在對(duì)堤壩進(jìn)行灌漿時(shí)需要使用長達(dá)幾十米的鉆孔機(jī)來轉(zhuǎn)孔，一般將整個(gè)壩基從上到下轉(zhuǎn)透，然后每個(gè)1.5～2m的距離設(shè)置一個(gè)孔洞，再用混凝土將孔洞填實(shí)，就可以解決孔洞的滲水問題了。

3.2建造截滲墻等防滲體

我國常用的堤身防滲處理方法。堤壩截滲墻的使用要注意采用比較薄的墻和價(jià)格低廉的材料，這有利于降低工程成本。如果有必要，也可以選擇加厚堤壩本身或是重新填筑堤身的方法，但是其資金耗費(fèi)大、耗時(shí)長。對(duì)于砂卵礫石含量相對(duì)較高的地層，主要采用的是沖擊鉆及其他開槽方式相互配合，提高了造墻的成本，此類地層險(xiǎn)工段的防滲處理，也可采用蓋重排水減壓反濾保護(hù)等措施。

科技的發(fā)展促使水利工程堤壩防滲加固的手段在不斷更新，防滲加固技術(shù)要遵循建筑原則，注重科學(xué)性和實(shí)效性。對(duì)于不同的滲透方式，應(yīng)選擇不同的加固措施進(jìn)行防護(hù)，具體有效的方法才能解決具體的問題。水利工程堤壩防滲與加固技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用十分重要，應(yīng)受到廣泛的關(guān)注，在防范過程中加深對(duì)防滲加固技術(shù)的探索是解決問題的關(guān)鍵。

4　水庫大壩防滲加固施工實(shí)例分析

4.1工程概述

某水庫集雨面積2.92km2，總庫容237.5萬m3，是一座集農(nóng)田灌溉、供水的綜合利用的?。á瘢┬退畮?。水庫樞紐工程由大壩、溢洪道和放水涵洞組成。大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程63.0m，粘土心墻頂高55.0m。最大壩高30m，壩頂長176m，壩頂寬5m。正常蓄水位61.0m。工程于1970年10月動(dòng)工，1972 年5月建成。2010年8月開始實(shí)施除險(xiǎn)加固，對(duì)大壩、輸水涵洞進(jìn)行了全面防滲處理，防滲效果顯著。

4.2工程存在的主要問題

根據(jù)地質(zhì)勘察資料，壩體填筑土砂礫含量高，土質(zhì)不均勻，填筑質(zhì)量不均一，大壩粘土心墻高度不夠。部分壩體存在滲漏水問題?？辈煦@孔壩體填土中進(jìn)行孔內(nèi)注水試驗(yàn)28段，壩體滲透系數(shù)K的最大值為1.81×10-3cm/s，大部分屬中等透水性。左右岸壩基為強(qiáng)風(fēng)化巖，具有中等和強(qiáng)透水性。輸水涵洞為石砌矩形涵洞，局部漏水。根據(jù)運(yùn)行管理觀測(cè)數(shù)據(jù)，高水位時(shí)大壩兩端及壩體滲漏嚴(yán)重。

建庫以來，經(jīng)多次粘土壩體心墻灌漿。2004年對(duì)迎水坡高程53.0m至壩基進(jìn)行高壓旋噴灌漿，53.0m高程至大壩頂采取土工模鋪筑，但效果不好，還存在滲漏現(xiàn)象。

4.3防滲加固措施

針對(duì)梅山水庫大壩填筑土的性狀和壩體結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)。壩體全壩段采用高壓旋噴樁防滲，兩壩肩壩基帷幕灌漿，輸水涵洞采用鋼管套砌的加固措施。大壩防滲措施見圖1。

圖1　大壩防滲措施

4.3.1高壓旋噴防滲墻

根據(jù)滲漏情況，壩體進(jìn)行全斷面防滲處理。在壩頂進(jìn)行單管高壓旋噴構(gòu)筑垂直防滲墻。在壩頂樁號(hào)0+08.7～+176沿軸線布置設(shè)旋噴孔一排，孔距為0.5m，樁孔徑為0.6m，樁與樁搭接≥0.1m，灌漿孔采用由疏到密的原則。分二序施工，第一序孔距為1.0m，第二序孔距0.5m。旋噴樁的底部侵入壩基面以下1.0m，鉆孔深度壩頂至壩基巖體平均深度16.67m，旋噴樁材料采用32.5R普通硅酸鹽水泥。

施工時(shí)分兩序孔間隔進(jìn)行：①單管旋噴樁防滲墻的設(shè)計(jì)指標(biāo)。滲透系數(shù)：K≤5×10-6cm/s，滲透破壞比降＞80，28d抗壓強(qiáng)度＞2.0MPa，混凝土拌和度密度＞2.1g/cm3；②單管高壓旋噴樁施工參數(shù)：漿液噴射壓力為25～40MPa，漿液流量為70～100L/min，漿液為水泥比重為1.4～1.5g/cm3，提升速度為10～20cm/min，旋噴轉(zhuǎn)速8～16r/min，孔斜率≤1%，滲透系數(shù)：K≤5×10-6cm/s；③施工順序：旋噴樁防滲墻采取二序法，由二組樁相互搭接，分二次成墻，先施工“1”序孔然后施工“2”序孔，完成一個(gè)施工單元，其施工順序見圖2。

圖2　施工順序

4.3.2帷幕灌漿防滲

大壩左右兩岸壩基為強(qiáng)風(fēng)化巖和弱風(fēng)化花崗巖，巖體破碎，裂隙發(fā)育。施工時(shí)未進(jìn)行有效的地基處理，防滲性較大。其中有三個(gè)孔（ZK1、ZK5和ZK6）鉆孔在弱風(fēng)化花崗巖鉆進(jìn)時(shí)出現(xiàn)漏水，無回水現(xiàn)象。該場(chǎng)地強(qiáng)風(fēng)化巖和弱風(fēng)化巖試驗(yàn)滲透系數(shù)為6.569×10-5～1.81×10-3cm/s，屬于中等～強(qiáng)透水層。需要進(jìn)行帷幕灌漿處理。在壩頂左岸樁號(hào)B0+008.7～B0+035和右岸B0+133～B0+173布設(shè)帷幕灌漿孔各一排，孔距2.0m帷幕灌漿才用二序法施工。開孔直徑110mm，終孔直徑75mm，采用干法造孔，底部達(dá)到相對(duì)不透水層（q＜10LU）下2m。采用充填灌漿，由上至下。

4.3.3輸水涵洞改造

輸水涵洞原為漿砌條石箱涵，尺寸1.0m×1.7m，長度135.0m，現(xiàn)改造為鋼管DN800。管安裝包括始裝節(jié)、間節(jié)和湊合節(jié)的安裝，鋼管安裝前對(duì)鋼管進(jìn)行防腐處理，并對(duì)22處鋼管全熔對(duì)接焊縫進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果符合CB11345-89Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。鋼管安裝完成進(jìn)行混凝土C20回填，回填時(shí)涵洞內(nèi)頂埋灌漿管，用水泥進(jìn)行壓力灌漿。

4.4大壩防滲加固效果分析

（1）從檢查孔壓水試驗(yàn)質(zhì)量成果看，壩基帷幕灌漿灌漿透水率在5.84～9.98Lu之間，小于10Lu。各序孔的單位注水量透水率有依次遞減規(guī)律，合格率100%，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（2）經(jīng)檢查，高壓旋噴漿防滲墻透水率在2.86～4.86Lu之間，透水率小于5Lu，滲透系數(shù)均小于1×10-5cm/s，防滲墻各序孔間搭接良好，墻體連續(xù)完整，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（3）水庫除險(xiǎn)加固工程完成后，庫水位到59.0m，距正常蓄水位2.0m，目前沒有發(fā)現(xiàn)壩體滲漏現(xiàn)象。水庫未加固前水庫水位都在56.0m以下運(yùn)行出現(xiàn)壩體滲漏，說明加固后防滲效果顯著。

5　結(jié)語

由此可見，在水庫大壩的管理維護(hù)過程中，防滲加固是是重要且有效的手段之一，其施工直接影響著水庫功能的發(fā)揮，以及水庫后期使用的安全。因此，施工單位和管理單位應(yīng)該充分重視該項(xiàng)工程，從設(shè)計(jì)、審查、施工、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)出發(fā)，切實(shí)做好水庫大壩的防滲加固處理，保證防滲加固質(zhì)量，確保水庫大壩的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］張璐.大壩防滲中的帷幕灌漿施工方法分析［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（17）：112.

［2］侯素花.水庫除險(xiǎn)加固工程中大壩防滲處理［J］.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015，35 （8）：29.

［3］方光明，周海峰.劈裂灌漿技術(shù)在大壩防滲工程中的應(yīng)用［J］.中國科技博覽，2014（1）：200.

王衛(wèi)明（1968-），男，主要從事水利水電施工工作。

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