高噴灌漿技術在病險水庫壩體滲漏中的補救應用探討

鐘建偉

(江西省南昌市水利規劃設計院，南昌330009)

?

高噴灌漿技術在病險水庫壩體滲漏中的補救應用探討

鐘建偉

(江西省南昌市水利規劃設計院，南昌330009)

高壓噴射灌漿是一種采用高壓水或高壓漿液形成高速噴射流束,沖擊、切割、破碎地層土體，并以水泥基質漿液充填、摻混其中，形成樁柱或板墻狀的凝結體，用以提高地基防滲或承載能力的施工技術。本文針對甘竹水庫在壩身做黏土防滲心墻過程中發現有埋石，影響施工及防滲效果，綜合考慮采用高壓噴射灌漿技術在相應位置進行補救，截斷滲流，消除隱患，從而保證大壩安全。文章對高噴防滲墻在甘竹水庫的補救應用效果進行分析，闡述了采用高噴防滲墻截滲是解決壩體滲漏的有效方法。

高噴灌漿；病險水庫；滲漏；補救應用

0 引 言

我國有部分水庫修建的時間比較久遠，因當時勘察、設計及施工技術等不完善，工程中存在著較多安全缺陷，加之在運用過程中管理不善，導致很多水庫在經過多年的使用后出現了不同程度的安全隱患。水庫的安全直接關系到下游人民群眾的財產和人身安全，為確保水庫的安全，應對病險水庫工程采取科學合理的除險加固措施，從而使水庫能夠安全可靠的運行，充分發揮水庫工程的效益，確保人民群眾生命財產的安全。

1 工程概況

南昌市新建區甘竹水庫為小(1)型病險水庫，庫區控制流域面積2.39km2，總庫容160×104m3，大壩為均質土壩，壩頂高程為64.73～65.1m，最大壩高16.0m，壩頂寬4.8-5.3m，壩頂長246m。本工程等別為IV等小(1)水利工程。根據本工程等別，確定永久建筑物的主要建筑物級別為4級，次要建筑物級別為5級，臨時建筑物為5級。依據(GB50201—94)《防洪標準》，設計洪水標準為30a一遇，校核洪水標準為300a一遇。

2 水庫病險現象

大壩始建于1965年，施工前未進行地勘工作，沒有完整的設計圖紙，無技術人員，施工時只是把樹林、草皮簡單清除，對樹根、獸洞、蛇洞、蟻穴以及表層土均未清除，植物根系腐爛可能形成空洞，成為滲漏通道。壩基粗砂、礫砂層未作截滲處理，大壩清基不徹底。由于壩體碾壓質量遠遠達不到設計要求，興建和加固過程中均沒有嚴格清基，壩身填土土料質量不符合要求，導致滲漏嚴重；大壩發生不均勻沉降，且上、下游面雜草叢生；上游壩面為塊石護坡，護坡多處架空及翻動，風化、沖刷較為嚴重，塊石塊徑較小；底部未見墊層。大壩下游坡坡面雜草叢生，局部有塌坡；下游坡壩腳局部設有貼坡排水，但運行多年，風化嚴重，排水效果差，從而導致壩址有沿線多處滲漏現象，終年不斷，形成一片沼澤地，靠右壩肩壩址處有兩處滲漏逸出點。左壩肩附近有小塊面積的坍塌，不利于大壩的穩定[1]。

3 大壩防滲處理

3.1 大壩防滲方案

根據大壩地質勘察資料及滲流計算成果分析大壩壩體及右壩肩均需進行防滲處理。大壩防滲措施可采用水平防滲、垂直防滲、下游排滲減壓或幾種措施同時采用[2]。考慮到庫區已蓄水運行多年，上游鋪蓋方案需放空水庫，施工工期較長，施工受季節限制，且不能完全解決壩體滲漏及滲透破壞問題，故不予考慮。下游排滲減壓方案管理難度大，維護費用高，也不予采用。根據本工程地質條件和目前比較成熟且應用較廣泛的垂直防治技術的適用性，本次加固設計防滲處理采用沖抓套井回填黏土心墻[3]。

沖抓套井回填黏土心墻頂高程63.40m，設計墻厚采用0.8m。根據滲流計算結果，黏土心墻最大滲透坡降Jmax=3.68<[J]=6-8，墻厚滿足設計要求。根據心墻厚度=0.8m的要求，套井排數擬定為1排，排距0.8m，孔距0.755m，造孔直徑1.1m。

3.2 大壩補救措施

在施工單位按設計方案進行沖抓套井黏土心墻施工過程中，發現在大壩樁號0+082—0+086處，有三個連續心墻孔施工至高程53.6m、54.2 m、54.3 m(孔深9.8m、9.2m、9.1m)時，遇到埋石，塊徑為2.5m左右，無法用沖抓設備處理，而原設計這三個孔的心墻底高程為51.16m-51.5m；樁號0+103.435、0+160.06、0+188.75三個孔分別施工至高程51.6m、51.8m、55.7m(孔深11.8m、11.6m、7.7m)時，出現了類似的情況，原設計心墻底高程分別為50.04m、50.07m、55.7m。

現狀的問題為：樁號0+065-0+075、0+160-0+180出現滲漏現象，樁號0+070和0+170出現二個集中滲漏點。兩點均為老滲漏點。

初步判定，在埋石位置存在滲流通道，大壩黏土防滲墻未能完全封閉。考慮到埋石的直徑較大，且分布不均，經過綜合分析，考慮擬在距沖抓套井黏土心墻中心線1.5m處(靠上游坡)，設置兩段高噴灌漿防滲墻，使大壩整個防滲墻封閉。

高噴灌漿板墻施工技術要求:

1)高噴灌漿孔孔距為1.2m，分二序孔施工，先施工一序孔，后施工二序孔，第一序孔與第二孔需相隔時間5d以上。

2)高噴灌漿造孔一般用XF100型鉆機，回旋鉆進泥漿護壁(泥漿比重應大于1.2)，鉆孔直徑為127mm。

3)大壩高噴灌漿施工前，必須先進行現場試驗，以校核設計有關的技術參數是否與實際相符，最終確定具體施工工藝和各種施工技術參數，制定有關的施工規程等。

4)本工程高噴鉆孔的偏斜率應控制在以下范圍見表1：

表1 高噴鉆孔最大允評偏斜率

5)高噴灌漿采用純水泥漿灌注，水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，漿液比重1.6T/m3，孔口回漿比重應<1.2T/m3。

6)高噴灌漿方式采用三管法，采用高壓擺噴灌漿，高噴灌漿鉆孔平面布置圖見圖1。

圖1 高噴灌漿鉆孔平面布置圖

7)高噴灌漿上升至設計高程后，將高壓水泵及空壓機關閉，提升噴桿，連續或間斷地向孔內靜壓灌注水泥漿，直至孔內混合液凝固不再淅水下沉為止，向孔內進行靜壓灌漿時間一般為2～24h，靜壓灌漿漿液比重應>1.6T/m3。

8)高噴灌漿應保持連續性，要求高噴灌漿中斷時間不能長于30min，且恢復灌漿時，噴桿應放到中斷灌漿處以下50cm進行重復灌漿，再繼續上提。

9)高噴灌漿防滲墻質量檢查采用圍井法進行注水和壓水試驗，要求至少左右岸各有一個圍井。

單排“高壓擺噴”防滲板墻及檢查井布置示意圖見圖2，施工現狀圖見圖3

圖2 單排“高壓擺噴”防滲板墻及檢查井布置示意圖

圖3 施工現狀圖

3.3 防滲效果

施工完畢后對水庫現狀滲漏處進行現場檢查，即未發現滲水現象，也未發現新的滲漏位置；經過竣工驗收以及一個周期蓄水檢驗工作，仍然未發現滲水現象，證明高噴補救效果令人滿意；連續對滲漏處近五年的跟蹤觀察，據現場水管站有關工作人員介紹，效果顯著，取得了良好的社會及經濟效益。

4 結 語

本文以南昌市新建區甘竹水庫工程為研究對象，通過對沖抓套井回填黏土心墻與高噴灌漿配合使用，既可以利用黏土心墻價格低廉、施工方便的特點，與可以發揮高噴灌漿耐久性長，防滲效果好的優勢，對有特殊情況大壩壩身滲漏具有顯著的作用，值得其它工程采用。

[1]代喬忠.高壓旋噴灌漿在某水庫土壩防滲加固中的應用[J].人民珠江，2009(01):37-38，55.

[2]徐有前.高壓噴射灌漿技術在病險壩防滲加固中應用及施工質量控制措施的研究[D].合肥：合肥工業大學，2003.

[3]汪勇.高壓噴射灌漿技術在壩基防滲處理中應用研究[D].南京：河海大學，2006

2016-08-21

鐘建偉(1979-)，男，江西萬載人，工程師。

1007-7596(2016)09-0120-03

TV543

B