水庫大壩防滲加固施工技術探討

王衛明（湖南欣盛建設有限公司，湖南　常德　415000）

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水庫大壩防滲加固施工技術探討

王衛明（湖南欣盛建設有限公司，湖南常德415000）

水利工程建設是我國一直較為關注的問題。我國水利工程建設歷史悠久，早期的水利工程技術不夠先進，年代久遠，加之經受多年的雨雪侵蝕，因此難免存在嚴重的質量問題和安全隱患，提高水利工程堤壩防滲加固技術是相關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，開始出現老化失修等問題，再加上新問題的出現，由于原本的條件限制，水庫本身的工程標準偏低，質量無法滿足現階段的要求，久而久之就出現帶病運行問題。這樣的病險水庫大壩直接會影響工程效益的發揮，成為安全的心腹之患，對于廣大人民群眾生命財產安全帶來嚴重影響。

2　水利工程堤壩防滲加固概述

水利工程堤壩出險主要包括滲透破壞、滑坡、開裂和沒治。在這幾種出險問題中，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的方法。堤壩防滲加固要遵循科學的原則，在堅持一定標準的前提下才能保證防滲加固的方向準確。同時，科學合理的方法和先進的技術是進行堤壩防滲加固的保障。堤壩滲漏的原因多種多樣，因此在技術選擇上也要具體分析滲漏的原因，對癥下藥才能有效提高防滲加固的效果。隨著我國科學技術的不斷發展，水利工程堤壩防滲加固方面的技術也有所提高。

堤壩防滲加固首先要選擇優良的加工用料，再結合先進的技術檢測，技術施工才能提高堤壩防滲加固的質量。因此，不斷探索堤壩防滲加固的技術對保障水利工程作用的發揮十分重要。綜上所述，水利工程堤壩防滲加固要針對不同的破壞現象要采取不同的技術措施進行補救。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

3.1堤壩灌漿防滲加固法

這是比較保守傳統的防滲加固方法，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別是根據滲漏方式的不同采取的操作技術也各不相同。

（1）帷幕灌漿法

采用這種防滲技術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，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，多重復灌漿次數；泥漿由稀到稠，循序漸進；壓力先大后小，進行靈活的掌握。在堅持上述要點后，能夠杜絕灌漿過程中冒漿、串漿等現象的出現和發生，對替身質量的改善、堅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，但是如果壩身出現蟻穴或者是溶洞時同樣可以使用這種方法來解決問題。在對堤壩進行灌漿時需要使用長達幾十米的鉆孔機來轉孔，一般將整個壩基從上到下轉透，然后每個1.5～2m的距離設置一個孔洞，再用混凝土將孔洞填實，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，但是其資金耗費大、耗時長。對于砂卵礫石含量相對較高的地層，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，此類地層險工段的防滲處理，也可采用蓋重排水減壓反濾保護等措施。

科技的發展促使水利工程堤壩防滲加固的手段在不斷更新，防滲加固技術要遵循建筑原則，注重科學性和實效性。對于不同的滲透方式，應選擇不同的加固措施進行防護，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的開發與應用十分重要，應受到廣泛的關注，在防范過程中加深對防滲加固技術的探索是解決問題的關鍵。

4　水庫大壩防滲加固施工實例分析

4.1工程概述

某水庫集雨面積2.92km2，總庫容237.5萬m3，是一座集農田灌溉、供水的綜合利用的小（Ⅰ）型水庫。水庫樞紐工程由大壩、溢洪道和放水涵洞組成。大壩為均質土壩，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月動工，1972 年5月建成。2010年8月開始實施除險加固，對大壩、輸水涵洞進行了全面防滲處理，防滲效果顯著。

4.2工程存在的主要問題

根據地質勘察資料，壩體填筑土砂礫含量高，土質不均勻，填筑質量不均一，大壩粘土心墻高度不夠。部分壩體存在滲漏水問題。勘察鉆孔壩體填土中進行孔內注水試驗28段，壩體滲透系數K的最大值為1.81×10-3cm/s，大部分屬中等透水性。左右岸壩基為強風化巖，具有中等和強透水性。輸水涵洞為石砌矩形涵洞，局部漏水。根據運行管理觀測數據，高水位時大壩兩端及壩體滲漏嚴重。

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

4.3防滲加固措施

針對梅山水庫大壩填筑土的性狀和壩體結構布置特點。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

根據滲漏情況，壩體進行全斷面防滲處理。在壩頂進行單管高壓旋噴構筑垂直防滲墻。在壩頂樁號0+08.7～+176沿軸線布置設旋噴孔一排，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。

施工時分兩序孔間隔進行：①單管旋噴樁防滲墻的設計指標。滲透系數：K≤5×10-6cm/s，滲透破壞比降＞80，28d抗壓強度＞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：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，旋噴轉速8～16r/min，孔斜率≤1%，滲透系數：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風化巖和弱風化花崗巖，巖體破碎，裂隙發育。施工時未進行有效的地基處理，防滲性較大。其中有三個孔（ZK1、ZK5和ZK6）鉆孔在弱風化花崗巖鉆進時出現漏水，無回水現象。該場地強風化巖和弱風化巖試驗滲透系數為6.569×10-5～1.81×10-3cm/s，屬于中等～強透水層。需要進行帷幕灌漿處理。在壩頂左岸樁號B0+008.7～B0+035和右岸B0+133～B0+173布設帷幕灌漿孔各一排，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，底部達到相對不透水層（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，現改造為鋼管DN800。管安裝包括始裝節、間節和湊合節的安裝，鋼管安裝前對鋼管進行防腐處理，并對22處鋼管全熔對接焊縫進行超聲波檢驗，檢驗結果符合CB11345-89Ⅰ級標準。鋼管安裝完成進行混凝土C20回填，回填時涵洞內頂埋灌漿管，用水泥進行壓力灌漿。

4.4大壩防滲加固效果分析

（1）從檢查孔壓水試驗質量成果看，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律，合格率100%，符合設計及規范要求。

（2）經檢查，高壓旋噴漿防滲墻透水率在2.86～4.86Lu之間，透水率小于5Lu，滲透系數均小于1×10-5cm/s，防滲墻各序孔間搭接良好，墻體連續完整，滿足設計及規范要求。

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

5　結語

由此可見，在水庫大壩的管理維護過程中，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揮，以及水庫后期使用的安全。因此，施工單位和管理單位應該充分重視該項工程，從設計、審查、施工、驗收等環節出發，切實做好水庫大壩的防滲加固處理，保證防滲加固質量，確保水庫大壩的安全穩定運行。

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

［2］侯素花.水庫除險加固工程中大壩防滲處理［J］.農業與技術，2015，35 （8）：29.

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

王衛明（1968-），男，主要從事水利水電施工工作。

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