防滲漏技術在小型水庫除險加固中的應用

□劉　瓊　□王　虔　□李磊磊（河南省商丘市柘城縣水利局）

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防滲漏技術在小型水庫除險加固中的應用

□劉瓊□王虔□李磊磊（河南省商丘市柘城縣水利局）

河南省的一些小型水庫大部分建成于20世紀50-70年代，由于先天不足及后期運行管理缺失普遍存在不同程度的病險問題，隨著城市化的快速發展，水庫功能及其下游土地利用情況發生了較大的變化，因此對水庫的防洪、供水、景觀功能及其行政管理提出了更高的要求。基于小型水庫除險加固項目中所用到的防滲漏技術，結合實際案例，全面分析了提升防洪能力、提升壩體防滲能力、提升壩坡防滲抗震能力以及提升涵洞穩定性的有效方法和技術，為項目順利實施與實現預期目標提供可靠的技術支持。

小型水庫；除險加固；防滲漏技術

1　工程任務與目的

2011年河南省啟動了小（2）型病險水庫除險加固規劃實施工作，到2015年底前，完成了1193座小（2）型病險水庫除險加固任務。除險加固的主要任務是：現場調查各小型水庫的實際情況，分析各水庫存在的主要問題，針對實際存在的問題并根據各水庫的損毀程度、用途和重要性，提出除險加固方案并加以實施，消除小型水庫的安全隱患并提高水庫安全，使之能正常運行并發揮效益。另有條件適當增加庫容的水庫采取較簡單易行的工程措施，增加調蓄庫容，充分挖掘和利用好本地水資源。對于存在異常滲漏的水庫而言，防滲漏一直都是除險加固設計的重點問題，需根據項目的具體滲漏情況、地質情況以及相對重要性采取不同的防滲漏措施，以確保防滲效果。

2　小型水庫除險加固防滲漏技術

2.1水庫滲漏的分類

水庫滲漏一般可分為三類：壩體滲漏、壩基滲漏、接觸滲漏。針對不同的滲漏形式，采用不同的防滲漏技術處理。

2.2土石壩防滲技術

滲漏是土石壩的常見問題之一，尤其是病險水庫，其防滲處理尤為重要。如果實際滲流在限度以內，則并不會對土體造成滲透破壞，屬于正常滲流，但如果超過限度，則會對土體造成一定滲透破壞，屬于異常滲透，應對其進行預防和處理。針對于土石壩滲漏問題的處理方法有：澆筑混凝土防滲墻、劈裂灌漿、土工膜、高壓噴漿、排水減壓井與透水料蓋重、帷幕灌漿、振動沉模防滲板墻以及防滲心墻等，具體內容如下。

2.2.1澆筑混凝土防滲墻

主要是指在壩軸線上修建一個防滲墻，以起到防止滲漏的作用，施工流程如圖1所示。防滲墻不僅可以修建在壩體上，也能深入至基巖下方一定的深度，對壩體與壩基之間的滲漏通道進行截斷。這一防滲技術具有使用范圍廣、可不放空水庫、施工質量控制方便、耐久性突出等優勢，防滲效果較為顯著，可適應多種復雜地質條件。

在早期的防滲墻施工中，大多運用烏卡斯鉆機進行施工，施工效率較為低下，且成本較高。隨著技術改革的不斷深入，尤其是液壓抓斗等設備、技術的普及，使得防滲墻施工變得十分簡單，在保證墻體質量的同時還能大幅縮減成本。目前而言，防滲墻已經廣泛用于各類水庫建設工程當中，并收獲了良好的效果。

圖1　混凝土防滲墻施工流程示意圖

2.2.2劈裂灌漿

主要是指在壩體軸線方向上布設豎向鉆孔，依靠高壓灌漿劈裂小主應力面，然后向其中灌注泥漿，構成厚度為5～20 cm的連續性墻體，以起到防止滲漏的作用。灌漿過程中，泥漿不斷濕化壩體，間接提高其密實程度。該方法不僅具有防滲作用，還能對壩體進行加固。這一防滲技術具有操作簡單、成本低等優勢。但適用范圍較為狹窄，通常只能使用在高度在50 m以下的均勻壩體或寬心墻壩當中，且在施工中需降低水位，壓力較難控制，如果操作不當將會發生壩體失穩等情況。此外，灌注的泥漿需要很長的時間進行凝結，耐久性相對較差，對施工隊伍的水平與經驗也有著極為嚴格的要求。

2.2.3土工膜

該方法主要是指在壩體上游壩坡上鋪設土工膜，提高壩體防滲能力。土工膜是一種具有較強防滲能力的材料，且其質地較軟，可很好的適應壩體形變，工序十分簡單。該方法具有施工簡單、成型快，成本低等優勢。但在實際施工中要求水庫完全放空，長時間使用會出現老化情況，慎選用該方法。

2.2.4高壓噴漿

首先，使用鉆機成孔；然后，將噴漿管口對準孔口，借助高壓噴射對土體進行破壞，并促使其與泥漿進行攪拌，隨泥漿噴射噴嘴不斷上提，最終形成一個連續防滲墻，以起到防止滲漏的作用。早期該方法只用于粉層或砂層，近幾年在砂礫層中也進行使用，效果良好。高壓噴漿防滲技術具有施工周期短、成型快等優勢，但由于地層情況的多樣化，使得施工參數會存在很大的差別，開工之前往往需要進行大量的試驗工作，而且由這種方式所形成的防滲墻在性能方面遠不及上述提到的混凝土防滲墻，也不支持入巖，在粘性地層中的防滲強度很差，所以應酌情選用該防滲技術。

2.2.5排水減壓井與透水料蓋重

結合河南省一些水庫的實際病險情況，壩基滲漏治理可以分成兩種類型，如果滲漏使壩基失穩，則可使用排水減壓井與透水料蓋重措施予以處理。具體做法為：首先在壩基上覆蓋一層無紡布，然后逐層填筑風化材料，并進行夯實，直至其相對密度超出0.75，此時應注意需要按照1：3的坡度設置傾斜，傾斜的方向為壩基下游，在壓滲體的下段還需設置相應的排水溝；如果滲漏情況并不能使壩基出現失穩情況，則無需對壩基進行處理，只需在相應的位置設置簡易排水溝即可。

2.2.6帷幕灌漿

帷幕灌漿防滲法主要適用于巖石等地基條件，帷幕的頂端與壩體上端直接相連，其底層深入巖層當中一定深度，以此有效減少地下水滲透。帷幕還可以和下游側的排水系統一同作用，可以起到降低揚壓力等作用。對于水工建筑而言，帷幕灌漿自出現以來一直都是地基防滲的常用措施，對于確保建筑安全有著十分重要的作用。

2.2.7振動沉模防滲板墻

該防滲技術主要運用強力振動機理，依靠強大的振動將空腹模板打壓至土層當中，在到達一定深度之后向模板中灌注混凝土，然后進行振搗和拔模，漿液存留在槽孔當中會形成多個板墻，將板墻依次連接，即可形成連續防滲板墻。該防滲技術在砂層、砂性土等地質條件中較為常用，造墻的平均深度可以達到20 m，厚度在2～25 cm范圍內，個別板墻的厚度甚至可以超過30 cm。該防滲技術在具有較強透水性的沙土層中使用時，極有可能出現塌孔問題，如果墻體實際厚度與設計要求存在較大差距，則還有一定幾率出現斷墻的情況，但與槽孔連接的各種洞穴等會被漿液完全充填。

2.2.8其它防滲技術

如果壩體和壩基之間的壓實不夠充分，則就有可能出現繞壩滲漏等問題。其中，壩基和壩體間出現的接觸性滲漏，主要是因為壩基處理不合格等造成的，根據工程的實際情況，可適時選用明挖回填粘土、澆筑混凝土防滲墻等措施進行治理。壩體和壩基間存在的接觸式滲漏在實際情況中較為常見，由于大壩施工過程中沒有對壩肩處的積物進行全面的清理，使得滲漏問題頻頻發生。為此，可在水庫的除險加固中在壩肩上方修建一個混凝土心墻，其高度與校核洪水位持平，同時擴大心墻斷面，以此確保在任意高程下都可以滿足繞流滲徑所提出的長度需求，從而更好的起到防滲作用。

3　結語

防滲加固技術的合理運用消除了潛在的安全隱患，水庫的防洪能力與灌溉等基本功能都得到了顯著的提高，切實保護了下游居民的安全，有效降低了河南省洪澇災害的發生幾率，提升河南省水資源利用率，美化水庫環境，創造了良好的水庫景觀。

［1］姜海龍，王海秋.淺談小型水庫除險加固中防滲漏主要技術方案［J］.水利建設與管理，2013，02：72-75.

［2］蒙延祿.小型水庫除險加固中帷幕灌漿技術的應用［J］.現代物業（上旬刊），2011，07：58-59.

［3］鈕新強.水庫病害特點及除險加固技術［J］.巖土工程學報，2010，01：153-157.

［4］韋宏奎.帷幕灌漿技術在小型水庫除險加固中的應用［J］.技術與市場，2015，07：238+240.

（責任編輯：韋詩佳）

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