水利工程大壩防滲措施研究

□鄭　穎　□石藝錦（重慶市水利電力建筑勘測設計研究院）

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水利工程大壩防滲措施研究

□鄭穎□石藝錦（重慶市水利電力建筑勘測設計研究院）

摘要：水利工程在區域經濟發展，特別是人們生產生活中發揮著重要作用，但是水利工程在服役一段時間后，工程大壩由于水流沖擊、材料質量差等原因，可能出現滲漏問題，影響工程使用的效果。對水利工程大壩進行防滲處理，確保灌區正常用水，成為管理部門需要面對的工作之一。文章結合某水利工程現狀，分析了水利工程大壩常用的防滲措施，為防滲處理提供參考與借鑒。

關鍵詞：水利工程；大壩；滲漏；防滲處理；研究

0前言

隨著經濟社會的發展，水利工程建設項目越來越多，在區域經濟發展和人們生產生活中發揮了重要的作用。而對于水利工程來說，大壩防滲加固處理一直是重要環節之一［1］。明確堤壩工程出險種類、施工方案，對防滲加固有指導作用。文章根據某水利工程實際案例對水利工程大壩防滲措施進行了綜合探究，為大壩防滲處理提供參考與借鑒。

1某水利工程簡介

大壩采用碾壓混凝土重力壩，壩頂高程1294.50 m，最低建基面高程1237.50 m，最大壩高57.00 m，最大壩底寬50.50 m，壩軸線長110.50 m，壩頂寬6.00 m。壩體分為河床溢流壩段和左右岸非溢流壩段。溢流壩段布置于河床段，長27.00 m；左岸非溢流壩段長25.80 m；右岸非溢流壩段長57.70 m；放空兼生態放水建筑物布置于右岸非溢流壩段，為壩內埋管。

溢流壩位于河床中部，共1個壩段，長27.00 m，最低建基面高程為1237.50 m，最大底寬50.50 m，堰頂設3孔溢流表孔，孔口尺寸為6.00 m×6.50 m（b×h），中閘墩長19.50 m，厚為2.50 m，邊墩長19.50 m，厚2.00 m，墩頭、墩尾均采用半圓形。溢流壩堰型采用WES型實用堰，堰頂高程為1285.50 m，堰頂上游采用三段圓弧連接，圓弧半徑分別為0.26 m ， 1.32 m， 3.30 m，溢流壩上游壩面為鉛直面。堰頂下游采用冪曲線，曲線下游于1279.88 m高程處接1：0.85直線段，直線段末端與挑流鼻坎相接。挑流鼻坎反弧段半徑R=9.50 m，反弧段最低點高程1249.02 m，鼻坎頂高程1250.00 m，鼻坎設計挑角25°。溢流表孔設計采用3孔弧形工作閘門控制泄水，閘墩頂部下游側設液壓油泵房。

左岸非溢流壩段長25.80 m，共1個壩段，最低建基面高程為1243.50 m，最大壩高51.00 m，壩頂寬6.00 m，上游壩面鉛直，下游壩坡1290.50 m高程以上為鉛直，1290.50 m高程以下壩坡為1：0.78。右岸非溢流壩段長57.70 m，共2個壩段，從左到右分別長30 m ， 27.70 m。最低建基面高程為1243.00 m，最大壩高51.50 m，壩頂寬6.00 m，壩體基本剖面與左岸非溢流壩段一致。

溢流壩段右側非溢流壩段布設有一放空管兼生態放水管，進口中心線高程1269.00 m，由進口段、壩內埋管段、出口控制段組成，總長53.80 m，管徑DN800，壁厚10 mm。放空管出口中心高程1250.00 m，末端分別設置一檢修蝶閥和錐型工作閥。

壩頂高程1294.50 m，壩頂軸線長110.50 m，左、右岸非溢流壩段壩頂寬6.00 m，上下游側設1.20 m高石材欄桿。溢流壩段閘墩頂部下游側布置弧形閘門液壓油泵房，上游側布設一交通橋，橋面高程1294.50 m，橋面寬5.00 m，凈跨6.00 m。交通橋采用C30鋼筋混凝土T型梁板結構。

壩體上游防滲層采用C20W6F100的富膠凝二級配碾壓混凝土，混凝土厚度為1.50～2.50 m。河床部位壩基基礎墊層采用1.00 m厚的C15W4F50二級配常態混凝土，在岸坡部位基礎墊層采用C15變態混凝土，墊層垂直厚度為1.00 m。下游壩面采用C15變態混凝土，厚度0.50 m。

在服役過程中，梨子坪水庫堤壩不少地方均出現了滲漏問題，影響了水庫的正常使用，需要給予防滲處理，以確保水庫的正常使用。

2水利工程堤壩出險種類與防滲方案

2.1水利工程堤壩出險種類

水利工程堤壩出險有滑坡、滲漏、開裂等幾種，主要以滲漏破壞為主。滲漏破壞表現在管涌、接觸流土、集中滲漏和接觸沖刷等。根據險情的不同，大壩滲漏破壞可分為3類：一是堤身出現險情，由于堤身物質組成不均勻、填筑物密實度不均勻，使用沙壤土、粉細砂等就可能出現滲漏；二是堤身與壩基接觸發生險情，由于未能及時清理壩底導致出現險情；三是堤基產生險情，因為堤基存在透水性較強的砂層和沙壤土［2］。

2.2大壩防滲施工方案

常見的水利工程大壩防滲施工方案有3種：一是堤身防滲處理，可采用截滲墻、劈裂灌漿和錐探灌漿等防滲體；如果施工需要，則可加厚幫堤或重新填筑堤身；二是堤防截滲墻的使用，關鍵是要使用材質較好的材料，可降低工程造價，常用的深沉法、開槽法和擠壓法等均可滿足施工要求［3］。其中，深沉法造價最低，如墻深＜20 m，則適用性更好。三是對于粒徑較大或砂卵礫石含量較高的地層，可使用沖擊鉆聯合其他方式，提高防滲效果。

3水利工程大壩防滲加固措施及技術

3.1堤壩防滲處理措施

目前，水利工程大壩防滲通常采用灌漿或防滲墻應付滲漏或降低浸潤線，用壓重或防滑樁來提高抗滑穩定安全系數。滑坡處理復雜，最好的處理途徑在于，降低壩體浸潤線或提高土體強度［4］。

近年來，土工合成新材料不斷出現，在大壩防滲加固處理中，復合土工膜、加筋材料和土工膜得到了廣泛應用。而壩基滲漏處理，通常根據上游“鋪、截、堵”的原則，下游遵循“導、減、排原則。其中，前一原則是指修建鋪蓋、防滲墻和帷幕灌漿，用以減少壩體的防滲量；后一種原則是指建設導滲反濾體、排水溝等來降低揚壓力。

3.2大壩灌漿防滲方法

3.2.1劈裂式帷幕灌漿法

這種方法主要用于加固堤身，避免堤身出現滲漏。根據堤壩曲直不同，用淺孔輕便鉆機或簡單鉆具，有兩種布孔方式，一種是直線布孔方式，一種是梅花形布孔方式。沿堤壩軸線，距離堤頂1.50 m處鉆孔，通常孔距設置3m［4］。而孔深，則按照堤身情況，用鉆透堤身填土或穿過堤身鉆入基礎1～2 m。

灌漿應根據由上而下的原則，少灌多復；泥漿由稀到稠，根據循序漸進的原則灌注，并靈活掌握。這種灌漿處理，可避免出現滑坡、串漿和局部隆起等問題，確保灌注的泥漿可形成一道帷幕，提高堤身質量，避免出現滲漏。

3.2.2低壓速凝式灌漿法

這種灌漿方法適用于高水位下搶險堵塞管涌，按照管涌所處位置的地質情況，是黏土層還是砂礫層，用30型鉆機或50型鉆機鉆孔，并向孔內灌注水，然后用49 Pa慢慢向孔內加速灌入速凝劑水玻璃水泥漿［5］。而注入膨脹物，主要是為了增加管用內壓力，降低內部水流速度，避免水泥隨水流而出。

3.2.3高壓填充式灌漿法

這種灌漿方法適用于堤基基礎灌漿，也同樣適用于堤身蟻穴、溶洞填充。在灌漿過程中，應使用50 m工程鉆機在需灌堤段，將灌漿壓力控制在127～166 kPa之間。套管下到填土層，確保堤身干燥性，而基礎部分灌入水泥漿，逐步提升到土層，最后用黃泥漿封孔。

3.2.4灌漿加固，形成堅固的防滲體

這種方法適用于漿砌石重力壩。大壩上游面固結灌漿，用以堵塞縫隙與漏洞，通過加固補強來提升壩體的防滲性能，最終提”，升壩體的完整性和承載能力［6］。壩下游面追蹤固結灌漿，適用于下游壩面漏水或溶蝕物出逸位置。而埋注漿管灌漿，用以堵塞漏水通道、壩體空洞和裂縫，加固壩體，提升壩面的穩定性和抗沖刷能力［7］。

3.3大壩防滲面板防裂方法

在施工過程中，大壩防滲面板施工，由于空氣溫度與濕度較高，澆筑結束后可能出現開裂情況，所以在施工過程中，注意事項包括以下幾個方面：一是夏季施工，由于溫度較高，不許高溫時段開展澆筑作業；二是混凝土配置過程中，適當降低水灰比與坍塌度，嚴格控制混凝土攪拌時間；澆筑結束后，使用引氣劑或減水劑清除混凝土中的水分；三是骨料不許在陽光下暴曬，并嚴格監測骨料溫度，溫度較高時給予降溫處理；對運輸車行隔熱處理，避免運輸過程中混凝土溫度過快升高；四是對澆筑后混凝土行加蓋處理，溫度控制在24℃，嚴格控制混凝土穩定性［8］。

4結語

水利工程在區域經濟發展中發揮著重要的作用，但是水利工程大壩在服役過程中，經常發生滲漏。文章結合梨子坪水庫大壩的現狀，分析了水利工程大壩防滲處理，介紹了大壩防滲處理方案的選擇，防滲處理措施和相關技術措施，最后介紹了大壩防滲面板防裂方法，用于大壩的防滲處理，提高防滲加固的效果。

參考文獻

［1］李雪松，李佳.浮橋河水庫大壩的滲透穩定分析及防滲處理措施［J］.水利水電快報，2013，12：19-21.

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［3］伯桐震，馮歡，李忠.淺析防滲墻在水庫大壩加固工程中的應用［J］.河南水利與南水北調，2014，16：38-39.

［4］楊雨霖，張旭.淺談大壩防滲工程中常見問題及應對措施［J］.珠江水運，2011，12：36-37.

［5］張恒，丁哲，吳宇雷，李臻.水利工程事故地質誘因的統計分析——兼談大壩防滲措施［J］.科協論壇（下半月），2012，07：3-4.

［6］毛海濤.無限深透水地基上土石壩壩基滲流控制計算方法和防滲措施的研究［D］.新疆農業大學，2011

［7］劉高峰，王啟國.金沙江上江壩址水文地質特征及對大壩防滲影響的探討［J］.資源環境與工程，2012，05：566-569.

［8］孫菲，劉關羽.水庫大壩加固防滲技術措施研究［J］.河南水利與南水北調，2014，20：19-20.

（責任編輯：趙鑫）

中圖分類號：S157

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）05-0056-02

收稿日期：2016-01-31