淺談幾種土質壩體防滲技術在小型病險水庫除險加固工程中的應用

諶軍武

（溆浦縣水電工程建設有限公司 湖南懷化 418000）

淺談幾種土質壩體防滲技術在小型病險水庫除險加固工程中的應用

諶軍武

（溆浦縣水電工程建設有限公司 湖南懷化 418000）

自2008年起，國家通過中央出資、省級及地方配套的方式籌集資金，先后對我縣小型病險水庫進行了除險加固工程施工。本文針對幾種土質壩體防滲技術，結合實踐，對各自在我縣小型病險水庫除險加固工程中的應用進行簡單的分析。

土壩壩體防滲；小型水庫；應用

1 我縣土質壩體防滲方面存在的主要問題

根據統計，我縣絕大部分小型水庫是修建于20世紀50～70年代末，多年來部分水庫一直存在或多或少的問題。造成這種局面的因素主要有：修建水庫時人工作業多、機械程度化不高；部分水庫修建時標準低、質量控制體系欠完善，檢測手段缺乏；維護管理制度不完善，管護措施不到位；出現問題沒有能夠及時徹底的解決等。由于這些問題的存在，不僅導致部分水庫常年不能正常蓄水，不能正常發揮應有的綜合效益，同時給當地群眾帶來了安全隱患，部分水庫甚至嚴重的威脅到了當地人民的生命財產安全。為了確保當地群眾生命財產安全，部分病險水庫不得不采取措施帶病運行，比如控制蓄水位、局部修補、加強觀測、空庫運行等方式。

在上述存在問題的小型水庫中，土質壩的防滲方式有均質壩和心墻壩兩種形式。這些水庫滲漏通道主要來自兩大方面：①大壩基巖存在裂縫，庫水經過長期作用，沿基巖裂縫直接或繞道滲漏至壩外；②由于大壩心墻或均質壩體的沉降、外力破壞或其他因素的影響，導致大壩心墻或均質壩體出現裂縫或質量隱患，經過水及重力多種因素的共同持久的作用，形成滲漏通道，從而造成壩體漏水。

2 我縣小型病險水庫土質壩體防滲除險加固的幾種常見處理方式

在近幾年的水庫除險加固工程施工中，我縣對存在問題的土壩壩體防滲處理加固主要有以下三種方式：沖抓回填；高壓旋噴灌漿；粘土固化灌漿。

3 幾種壩體防滲處理方式的加固原理、適用范圍、基本步驟與處理要點

3.1 沖抓回填

加固原理：利用沖抓機械將擬處理的心墻土全部抓出，再分層回填夯實新鮮黃土，在擠密周邊土體的同時，達到切斷滲水通道，重新構筑一道防滲屏障的目的，從而起到預定的防滲效果。沖抓回填處理方式其實就是一種置換工藝。

適用范圍：施工現場及附近有滿足心墻填筑要求的合格土體；從經濟及安全方面考慮，最大處理范圍不宜超過20m；交通條件滿足要求，現場有安全操作空間；壩體中不能存在積水或滲漏水。

基本步驟：按設計要求放樣，結合現場繪制孔位圖，現場標明各孔位位置。機械就位，采用沖抓機械，沿設計加固壩軸線將原有大壩一定厚度范圍內的心墻土全部抓出，經驗孔合格后，逐層回填新鮮黃（粘）土，采用夯實機械逐層夯實至設計高程。

處理要點：①逐孔施工，造孔一個，回填夯實完成一個；②一般單孔直徑為1m，要求跳孔施工，即先后完成1#、3#孔，再施工2#孔。同時要求套孔施工，即后施工的孔要與先施工的孔交叉20～30cm，如圖1所示；③大范圍施工前，擬先進行實驗孔施工。施工時擬先深后淺，從壩中間向兩端依次進行；④每孔要求施工至基巖，接觸面的處理要結合壩基帷幕灌漿一同處理；⑤施工前，擬用于回填的土體要進行見證取樣送檢，通過實驗確定最佳含水率、虛鋪厚度、夯實遍數等基本參數；⑥施工時要經常進行含水率的監控，適時調整土體含水率，保證誤差范圍在允許范圍內，并對夯實的土體進行見證取樣及送檢；⑦施工全部完成后，要通過第三方現場做滲漏檢測實驗；⑧資料同步整理，要求真實完整，按要求歸檔。

圖1 沖抓回填套孔孔序示意圖

3.2 高壓旋噴灌漿

加固原理：先利用鉆機在壩頂上造孔，再把帶有噴頭的灌漿管下至壩體預定位置，然后利用高壓設備把高壓射流從特制的噴嘴中噴射出，以沖擊、切割土體。當能量大、速度高、呈脈動狀態的射流動壓超過土體的強度時，土粒便從土體上剝落下來，一部分細小的土顆粒隨漿液冒出地面，簡稱冒漿；其余土粒在射流作用下，與同時灌入的漿液混合，在壩體中形成質地均勻、密實連續的板墻或柱樁等凝結體，從而達到防滲和加固壩體的目的。

適用范圍：施工現場及附近沒有滿足心墻施工要求及數量的土體；處理范圍內無卵石、塊石及樹根等雜物的壩體；存在少量滲漏或地下水的壩體；交通條件、動力電源等滿足施工要求。

基本步驟：按設計要求放樣，結合現場情況繪制孔位圖，現場確定并標明孔位。鉆機就位，造孔。漿液、水、氣系統準備就位，造孔完成并經驗孔合格后，下噴射管，旋噴作業，緩慢提升鉆桿，直至整孔灌漿結束。

處理要點：①灌漿順序、單孔直徑、鄰孔搭接滿足設計要求（如圖2所示）；②處理段應深入基巖，并且與壩基灌漿搭接不少于1m；③制定有斷桿、塌孔、突遇不明地質、因故中斷等現象的處理方案；④造孔孔深、傾斜率的偏差控制在規范允許范圍內；⑤施工用水泥、外加劑等原材料應進行見證取樣送檢，檢驗結果合格；⑥嚴格控制灌漿壓力、漿液配比、鉆機提升速度；⑦做到每施工一孔，連續完成一孔，不得中斷；⑧對不明情況的地質條件應會同設計、監理及建設單位共同商定處理方案；⑨施工全部完成后，要通過第三方現場做滲漏檢測實驗；⑩資料同步整理，要求真實完整，按要求歸檔。

圖2 高壓旋噴灌漿孔序示意圖

3.3 粘土固化灌漿

加固原理：粘土固化劑灌漿就是用80～90%的粘土、15～20%的水泥和水泥用量15～20%的固化劑，按2.1～1：1的漿液水料比通過高速攪拌后，參照帷幕灌漿施工工藝注入壩體，固結（或填充）密實壩體處理范圍內的松散土體（或空洞）等隱患，以達到消除滲漏，提高壩體防滲抗滲能力的目的。

適用范圍：施工現場及附近有滿足心墻施工要求的土體；處理范圍內無卵石、塊石及樹根等雜物的壩體；存在少量滲漏或地下水的壩體；交通條件、動力電源等滿足施工要求。

基本步驟：按設計要求放樣，結合現場繪制孔位圖，并在現場標明各孔位位置。鉆機就位，采用泥漿護壁鉆進或沖擊套筒鉆進等方式造孔。造孔完成并經驗收合格后，攪拌設備、灌漿設備及計量等設備到位，具備灌漿條件后，按照設計要求，自下而上分段灌注，直至封孔結束。

處理要點：①按設計孔序分三次施灌，一序孔孔距4m，二序孔孔距4m，三序孔孔距2m，最終孔距1m（如圖3所示）；②選擇合適機具；選擇合適的護壁方式；③制定有斷桿、塌孔、突遇不明地質、因故中斷等現象的處理方案；④造孔孔深、傾斜率的偏差控制在規范允許范圍內；⑤施工用水泥、固化劑及土料等原材料應進行見證取樣送檢，檢驗結果合格；⑥嚴格控制灌漿壓力、漿液配比。采用循環和純壓式相結合的方式，自下而上的灌注；⑦做到每施工一孔，連續完成一孔，不得中斷；⑧對不明情況的地質條件應會同設計、監理及建設單位共同商定處理方案；⑨施工全部完成后，要通過第三方現場做滲漏檢測實驗；⑩資料同步整理，要求真實完整，按要求歸檔。

圖3 粘土固化灌漿孔序示意圖

TV543+.8

A

1004-7344（2016）05-0144-02

2015-11-15

諶軍武（1980-），男，工程師，專科，主要從事水利水電工程現場施工及技術指導工作。