劈裂灌漿與帷幕灌漿在土壩防滲中的聯合運用

□黃　鋒　□許海英（新鄉市水利勘測設計院）

劈裂灌漿與帷幕灌漿在土壩防滲中的聯合運用

□黃鋒□許海英（新鄉市水利勘測設計院）

土壩壩體填筑土與壩基接觸帶的防滲是土壩防滲的重點和難點。在近來的小型水庫除險加固設計施工中，土壩防滲一般是采用壩體劈裂灌漿和壩基帷幕灌漿相結合的辦法。土壩壩體部分劈裂灌漿形成的防滲泥墻與壩基帷幕灌漿形成的帷幕在壩體填筑土與壩基接觸帶處搭接，實施有效搭接并形成封閉防滲體是大壩防滲的關鍵。文章提出通過調整施工工序和利用壩體劈裂灌漿為靜壓注漿、可間歇反復灌漿的特點，使土壩壩體劈裂泥墻與壩基帷幕灌漿形成的防滲帷幕有效地搭接起來，形成完整的壩體壩基防滲帷幕墻。

壩體劈裂灌漿；壩基帷幕灌漿；搭接；聯合運用

0　引言

當前，隨著社會經濟的高速發展，水利事業越來越受到重視，黨中央、國務院明確要求用三年時間基本完成全國大中型病險水庫和重點小型水庫除險加固任務。河南省20世紀六七十年代建設的一批重點小型水庫，也屬于病險水庫，急需進行除險加固。由于技術和資金的限制，這些小水庫在建設時均存在著壩體填筑土碾壓不夠、壩基巖石風化層清除不徹底的問題，造成壩體壩基滲透系數過大，漏水現象嚴重，自建成以來帶病運行，不能發揮正常的效益，存在很大的安全隱患。

1　存在的問題

目前，在一些小型水庫除險加固設計過程中，一般均對大壩采取放緩壩坡、培厚、加高加固壩體等措施，能夠使大壩滿足洪水位及抗滑穩定要求。但是由于大壩在建設時施工機械較少，施工工藝落后，導致大壩壩體填筑土碾壓不夠，透水嚴重，不符合SL274-2001《碾壓式土石壩設計規范》中關于壩體土滲透系數的要求。在除險加固中，考慮采用劈裂灌漿對壩體進行防滲處理。大壩一般均建在基巖上，但是因為當時技術經濟所限，在施工時只將河床表層覆蓋物進行清除，對強風化層進行簡單的開挖處理，未進行灌漿、找平等處理。因此，壩基巖石存在裂隙等透水地質現象，在除險加固中，擬采用水泥帷幕灌漿對壩基進行防滲處理。

采用壩基帷幕灌漿和壩體劈裂灌漿聯合運用，具有防滲效果好、就地取材、施工機械輕便、造價低等優點，但要獲得理想的防滲效果，務必使壩基帷幕灌漿形成的防滲帷幕與壩體劈裂灌漿所形成的灌漿泥墻形成完整的防滲體帷幕，才能徹底處理好壩體壩基存在的滲流隱患。

2　土壩防滲的重點和難點

土壩壩體填筑土與壩基的接觸帶以及壩基強風化層的防滲是土壩防滲的重點和難點。這些病險水庫在建設時，設計水平低，施工機械化程度低甚至無施工機械，筑壩時采用人海戰術，工作面分散，清基不徹底，填筑土人工夯實，十分松散。壩體填筑土與壩基的接觸帶透水性極強，水庫蓄水運用后承受較大的滲透壓力，容易形成集中滲流通道，對大壩的安全造成極大的威脅。壩基風化層也未作很好地處理，透水性強，為壩基的強透水帶。壩基強風化層在進行帷幕灌漿時上層為壩體填筑土，不能作為優良的止漿頂板，灌漿時很難提高灌漿壓力，較難形成完整連續的灌漿帷幕。因此，強風化帶的帷幕灌漿也是壩基防滲的難點。

3　有效的工程措施

對壩體壩基滲漏處理過程中，讓壩基帷幕灌漿的帷幕和壩體劈裂灌漿的泥墻有效搭接是該部位工程的重點和關鍵。因此，要充分利用施工工藝，在壩基和壩體填筑土的接觸帶反復灌注，使壩體泥墻和壩基帷幕形成理想的整體搭接效果。壩體劈裂灌漿和壩基帷幕灌漿均布置在壩體縱軸線上，使壩體泥墻和灌漿帷幕在一個平面內。在施工時采用先下部后上部的施工順序，即在完成壩基的帷幕灌漿后進行壩體的劈裂灌

漿。壩基進行帷幕灌漿時，采用一次造孔達到設計深度（一般深入相對不透水層下5m），下套管保護壩體段灌漿孔并用卡塞卡在基巖部位，以提高灌漿壓力，自下而上分段完成壩基帷幕灌漿。安裝劈裂灌漿管底進入壩基強風化層或前期帷幕灌漿質量較差的部位，進行孔底注漿。為加速漿液的排水固結，此時在灌入的粘土漿液中摻加占干土重量15%～30%左右的水泥，灌漿2～3次后，起拔注漿管至管底停留在壩基接觸帶，灌漿2～3次。起拔注漿管3～6m，改用純粘土漿在壩體填土層下部注漿，直至劈裂冒漿，滿足壩體劈裂灌漿終孔要求后封孔。

4　技術優點

采用壩基帷幕灌漿和壩體劈裂灌漿聯合運用的施工工藝，方法簡單易行，技術可靠，施工質量易于控制，優點主要有以下幾個方面。

4.1經濟上節約

壩基帷幕灌漿孔和壩體劈裂灌漿孔均布置在壩體縱軸線上，先帷幕灌漿后劈裂灌漿，部分帷幕灌漿孔壩體填土段可用來作為壩體劈裂灌漿孔，節省了鉆孔工程量，加快了施工進度。不過，在施工過程中，對于不再使用的壩體孔在帷幕灌漿結束后采用規范規定的標準封孔；對于用來作為劈裂灌漿孔的壩體孔要采取措施妥加保護。

4.2劈裂灌漿采用“少灌多復”的方法

一般復灌5～6次，每次灌注間隔時間6-8 d，分兩序施工。在灌漿過程中，隨時根據灌漿觀測成果，調整灌漿量，把前期壩基帷幕灌漿的薄弱部位以及壩體填土與壩基接觸帶未處理好的部位重新灌注，形成好的灌漿質量。

4.3劈裂灌漿壓力使壩體內部的應力再分配

使一些主應力不足的土區得到灌漿壓力的補充，壩體內部應力由不均衡趨向均衡，可以有效地解決壩體變形穩定問題。

5　結語

壩體劈裂灌漿過程中，如遇到灌漿不起壓、吃漿量比較大時，說明此處土體特別疏松，或者存在集中滲流通道，應采用排水固結比較快的漿液，如采用水泥粘土漿，粘土摻加量為30%左右，并應摻加一定量的速凝劑。

（責任編輯：于慧慧）

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2016-06-16