淺談小二型水庫除險加固大壩防滲處理

摘要：本文首先簡潔性地介紹了對小二型水庫進行除險加固大壩防滲處理的重要意義;其次選擇具體案例進行分析，提出了四種典型常用的防滲處理方法，即：深層攪拌樁法、液壓抓斗開槽建墻法、高壓噴射灌漿法、劈裂灌漿法;最后結合大壩實際，選用深層攪拌樁法對大壩進行防滲處理。

關鍵詞：小二型水庫;除險加固;大壩;防滲處理

水庫大壩的安全牽涉到廣大人民群眾切身利益，既是人民關注的問題，又是國家水利事業的重要工作內容。在“十一五”時期，國家就提出要基本解決水庫病險的問題，對此，中央有關部門加大了對水庫除險加固的投入力度。然而，由于小二型水庫數量眾多，依照分級管理原則，對小二型水庫除險加固主要由市縣一級來管理，久而久之造成其大壩防滲透處理的投入力度比較薄弱。在小二型水庫實際運用中，其主要起到防洪和灌溉的作用，因此，對其進行除險加固大壩防滲處理，可以在保障人民財產免遭洪水侵害、服務當地農業灌溉等方面具有重要意義。

1"案例概述

某水庫是一座以灌溉，防洪為主的小二型水庫，水庫大壩控制流域積雨面積約為3.13km2，總庫容在48.87萬m3，最大壩高為7m，壩長1160m，壩型為均質土壩，建造于上世紀七十年代。水庫壩址位于云鶴鎮西側谷堆山腳下，屬于高原山間沖積平原堆積地貌，周圍均為殘坡積、沖湖積地層覆蓋。壩基為第四系全新統沖湖積層由粉土夾礫砂組成，壩體上壩土料土質混雜，級配不連續，壩土分層明顯。由于受到當時建造設備及技術的限制，大壩的建造質量相對較差，其存在的主要問題有：一是，大壩的清基處理不徹底，沒有開挖截水槽，致使水庫蓄水當年壩基和接合部位就有滲漏問題的出現;二是，水庫壩體的填筑其土質與碾壓質量都較差，水庫運行幾年就開始出現散浸及集中滲漏的問題，壩體滲漏嚴重、浸潤線偏高。因此，亟需對此小二型水庫大壩進行防滲處理，有效控制壩體與壩基的滲漏，進而恢復水庫大壩的正常運行。

2"防滲處理方法介紹

小二型水庫除險加固的主要目的就是消除水庫所遇到的危險情況。對于解決其大壩存在的滲漏問題，應視大壩實際的具體情況而定，進而采用合理、有效的防滲漏方案。筆者就上述所提出的主要問題，介紹三種典型的防滲處理方法，以供選擇。

2.1"深層攪拌樁法

2.1.1"基本原理

深層攪拌樁法是運用水泥來作固化劑，經過深層攪拌，就地將水泥和軟土拌勻，通過兩者一些列的物理與化學反應，使得水泥與軟土結成一定強度的水泥加固土體，這就是深層攪拌樁。其能增強軟土地基的承載能力，降低沉降量，提高壩體邊坡的穩定性能，可以作為高填方地基的基層、構筑物的地基以及大面積的地基加固等。此外，因為具有良好的抗滲性，可以作為深基抗結構或防滲墻的隔水帷幕，進而防止地下滲水。

2.1.2"施工方法與程序

在進行深層攪拌樁法施工前，要明確好攪拌樁機械壓漿泵的灌注量、漿液經過輸漿管達到攪拌機噴漿口的時間及設備的提升速度等相關參數，且要依照設計的要求通過成樁實驗，明確攪拌樁配比等各方面的參數及工藝要求。為了確保樁端施工的質量，當漿液達到噴漿口時要在樁底標高處至少停留30s以上，以保證漿液能夠完全達到樁端。其主要施工程序是：首先，做好攪拌設備的定位;其次預攪下沉;再次，制備水泥漿;四是，提升噴水泥漿;五是，反復噴漿攪拌;六是，關閉攪拌機，進行清潔;最后，將攪拌設備移到下一個樁位。

2.1.3"優缺點與適用范圍

深層攪拌樁法主要優點有：其施工具有無振動、無噪聲、工效高、成本低、無污染等優點。此方法適用范圍較廣，一般適用于淤泥質土、淤泥、粉土、粉質粘土等軟土地基，目前在粉砂土地基中最大的施工深度可達19m。此外，利用該方法制作每延米長水泥樁大約需75元，其中包括了包括人工費、材料費、機械費等。

2.2"液壓抓斗開槽建墻法

2.2.1"基本原理

液壓抓斗開槽建墻法是運用經改進過的液壓抓斗構成一系列的薄壁槽孔，且向通過施工構成的槽孔內灌注防滲漏材料，進而形成具有連續性的防滲墻。一般情況下要先分序（如1序、2序等）施工形成槽孔，之后再澆筑混泥土，使之連成一體。

2.2.2"施工方法與程序

液壓抓斗開槽建墻法的施工是使用WY-300型號的液壓抓斗鉆孔，在進行槽孔抓取時，一般情況下要運用粘土或膨潤土泥漿保護孔壁，以防止槽孔的坍塌，且把槽孔分成互相間隔的兩期，在第一期槽孔形成槽后，把接頭管置入槽孔的兩端，根據澆筑混凝土速度、氣溫以及初始凝固時間等要素，確定接頭管的拔起時間，隨后將其全部拔出形成接頭孔，等在進行第二期槽孔澆筑時，將混凝土置入第一期槽孔，以形成連續墻。其主要施工程序是：首先，建設施工平臺;其次，分階段抓取成槽;最后，向槽孔中澆筑混凝土。同時，為了確保墻體適宜的搭接厚度，在施工中應采用接頭管法來對槽段進行連接。

2.2.3"優缺點與適用范圍

液壓抓斗開槽建墻法在抽槽后會形成連續的混凝土防滲墻體，具備較好的整體性防滲墻，其深度可達45m及以上。但，本方法的缺點就是施工效率較低，成墻的速度較慢，大約每天的造墻面在100m2;再者就是墻體的造價會比較高，35cm的墻厚，其單位面積造價就是450元左右;建造的墻體還有可能出現分叉的問題。本方法實用范圍較廣，一般可用于多種不同的地層環境，特別是適用于存在孤石的地層中。

2.3"高壓噴射灌漿法

2.3.1"基本原理

高壓噴射灌漿法是運用高壓漿液或高壓水構成高速的噴射流速，以切割或破碎地層的土體，同時用水泥基質的漿液來充填，進而形成板式墻體或柱的凝結體。

2.3.2"施工方法與程序

施工裝備主要由鉆機、高壓發生裝置、高壓管理及特種鉆桿等4部分構成。一般包含：高壓泵、鉆機、空氣壓縮機、噴嘴、注漿管、輸漿機、流量計、制漿機等。一般施工程序有：首先，利用鉆機定位;其次，鉆孔;再次，下管噴射漿液;四是，高壓噴射灌漿;五是，拔出套管;六是，回灌;最后，進行下一序孔的施工。

2.3.3"優缺點與適用范圍

高壓噴射灌漿法的優點有：具有高強度的固結體、水泥灌漿不會污染地下水，并且也具有較好的耐久度等。缺點就是工程造價較高，一般其單位面積約440元左右。該方法一般應用于砂性土、粘性土、淤泥質土、砂礫及卵碎石等土質的地層。

2.4"劈裂灌漿法

2.4.1"基本原理

劈裂灌漿法就是運用水力劈裂的原理對水庫大壩進行防滲漏作業。首先，沿著水庫壩體的小主應力方向進行布孔，其次對空洞施加一定的灌漿壓力，并有計劃地控制劈裂的壩體，然后向孔洞內灌注適量的防滲壓力泥漿，利用壩漿互壓以及壩體濕陷固結的作用，致使壩體中所有的洞穴、水平疏松層及裂縫等隱患都與泥漿進行相互充填與擠壓，進而形成豎直連續的漿體防滲墻，最終解決水庫壩體的滲漏問題。

2.4.2"施工方法與程序

對于劈裂灌漿施工，首先應灌河槽段，然后再灌岸坡段，利用孔底注漿全孔灌注的辦法。在灌漿的過程中，要先對第一序孔進行輪灌，利用少量灌注多次復灌的辦法，等其結束后，再開始第二序孔的灌注。其主要施工程序是：首先，建設施工平臺;其次，對壩體進行鉆孔;再次，配制防滲泥漿;四是，對孔洞進行灌漿;最后，再進行下一孔的施工。在進行灌漿后的幾分鐘時間內，就可以看到壩頂表明裂縫開始冒漿，此時應在無施加壓力的情況下進行反復輪灌，直至壩頂連續三次冒漿，壩體縫隙內的漿面不在下降就可以結束灌漿。

2.4.3"優缺點與適用范圍

劈裂灌漿法主要優點有：明確的機理、合理的工藝、較好的效果、顯著的經濟效益、工期短等，但其缺點就是需要進行多次、反復地灌漿作業。此方法適宜于解決壓實質量較差、壩體裂縫、孔穴、水平疏松層等問題的土壩，以及結構性較強粉細砂和土砂夾層透水的地基。

3"防滲處理方法選擇與設計要求

根據上述內容，經對方案進行技術、經濟和施工可行性的比較，綜合考慮大壩防滲處理的投資、工期及施工質量水平等情況，筆者認為選用深層攪拌樁法對大壩進行防滲處理更優。

在對大壩進行深層攪拌樁法時，要特別關注其工藝的實施：

一是技術方面的要求。首先，要對進行深層攪拌法施工的大壩場地加以平整，徹底清除大壩周圍的一切障礙。其次，須要在施工現場進行施工工藝試驗，進而明確合理的技術施工參數：布置形式、柱徑、提升速度、下沉速度、噴漿壓力等。此外，還要掌握一根樁的設計用漿量，即1次或2次提升均勻的噴完，以高速攪拌提升速度，使得水泥漿沿樁水均勻的分布。

二是質量控制方面的要求。要嚴格按照要求進行定位，樁位的偏差應小于1厘米;在每次開鉆前，等鉆機就位后，要檢查鉆桿的垂直度，要求其偏差小于0.24%;在大壩防滲墻的兩側2米，每隔20米的距離對稱處設一口測壓井，并定期測量井內水位，以檢驗其防滲效果，方便又直觀。當出現異常時，能夠及時地予以壓漿處理。

4"結語

綜上所述，在對小二型水庫進行除險加固大壩防滲處理的過程中，要充分做好前期的工作，對水庫進行全面的勘測，根據工程地質、水文地質情況，分析大壩病險原因、對防滲方案進行技術、經濟、施工可行性進行比較，結合工程實地選擇技術可靠、經濟合理、施工簡便的防滲技術方案。施工過程中嚴格按相關技術方案施工技術要和施工工藝認真施工，確保工程質量，達到設計要求，最終發揮水庫設計時應有的社會、經濟、生態效益。

參考文獻：

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