大壩除險加固防滲設計及相應施工技術探究

劉子立 王莉

【摘要】壩體工程是我國比較常見的水利工程之一，其主要作用是通過攔截水流或釋放水流從而調節壩體上下游的水位，對河流沿岸地區居民的生活有著重要影響。由于種種原因，我國的部分大壩存在著一些滲漏問題，一定程度上影響了大壩結構的穩定性，使得沿岸居民的人身財產安全受到威脅。因此，必須要采取相應的防滲加固措施，解決大壩的滲漏問題，保證大壩的穩定性。

【關鍵詞】大壩；防滲加固；設計；施工技術

大壩的防滲加固是除險加固當中的重要組成部分，其施工質量將直接影響到大壩的穩定性，所以，必須要重視起大壩的防滲加固，合理設計大壩防滲加固方案，并運用合適的施工技術，從而保證防滲加固的質量。

1、工程案例

某水庫正常運轉多年，但是近年來壩體出現損壞，壩肩部分有四處坑洞，壩腳部分有七個位置都出現了漏水問題，流量大約為0.06m3/s。雖然已經采取了緊急封堵措施，但是效果并不明顯，水庫滲漏情況依然比較嚴重，嚴重影響了水庫正常功能的發揮，而且對附近居民造成較大的威脅，因此，防滲加固工作勢在必行。

2、防滲加固設計

在本次防滲加固設計當中主要運用了帷幕灌漿法。

2.1 帷幕灌漿原理

帷幕灌漿施工的原理是在壩體工程的基礎部分開始帷幕式的鉆孔，鉆孔完成以后，對孔洞中灌注一定量的水泥，水泥凝固以后在壩體工程基巖的表層形成一層保護層，由于水泥凝固后的滲水性比較差，所以可以有效將水分阻擋在外，防止水分通過基巖滲入壩體工程內部，對壩體造成破壞。帷幕灌漿技術有兩種分類方法：第一種是根據鉆孔孔洞底部位置來劃分，可以分為孔底接觸到不透水巖石層的封閉式帷幕灌漿和孔底未接觸到不透水巖石層的懸掛式帷幕灌漿；第二種是根據鉆孔孔洞的排數來劃分，可以分為兩排灌漿孔的帷幕灌漿技術與多排灌漿孔的帷幕灌漿技術。在本工程當中使用的是兩排灌漿孔的帷幕灌漿技術。

2.2 帷幕灌漿具體設計

2.2.1 防滲線的布置

防滲線的設置主要參考大壩的軸線，右邊壩肩的防滲線是沿著1170m的高程線進行設置；而左邊壩肩的防滲線主要是從壩肩延伸到公路然后再返回左壩肩上游，順著公路進行設置。防滲線布置之前，可以先進行壓水實驗，確定防滲的界線。

2.2.2 防滲線長度的確定

大壩右側的防滲線大概延伸到地下水與地表水相連的位置，總長度大約為60m；而左側的防滲線大約延長到F3斷層的30m之外即可，總長度大約為70m。

2.2.3 防滲灌漿孔孔距的設置

該工程當中壩基巖層的組成為白云巖和灰巖，巖層主要分布在大壩的右岸，傾斜角約為15°。根據相關施工經驗，在大壩主體設置兩排灌漿孔，每排的距離為3m，同排相鄰孔洞之間的距離也是3m；而壩肩位置也是兩排灌漿孔，孔距也為3m。總進尺5288.3m。

2.2.4 孔洞深度設置

該壩體工程的主要滲漏點在1130m高程的位置，所以本次壩體防滲深度控制在1120m高程。

2.2.5 灌漿壓力的確定

本次壩體灌漿施工的壓力定為0.2MPa，壩基灌漿施工管道壓力定為0.4MPa。

3、其他防滲加固施工技術

3.1 壩體劈裂灌漿技術

壩體劈裂灌漿技術是通過研究水壩壩體內部的應力分布規律，然后找準水壩壩體的軸線，在軸線上進行孔洞的布置，最后用專門的泵機將漿料灌注到孔洞中。壩體劈裂灌漿技術可用通過泵機所施加的壓力將泥漿擠壓至劈裂的壩體內，使得泥漿更好地滲透進壩體，可以有效地減小壩體內部的應力，穩固壩體內部結構。在采用壩體劈裂灌漿技術進行施工時，需要結合壩體的實際情況，仔細分析壩體內部的結構，根據不同的情況采取不同的解決方案。比如說壩體內部的縫隙是在局部均勻分布，那么就可以對這個部分進行局部灌漿處理；如果壩體內部存在很長的裂縫，貫穿了許多部分，那么可以用全線灌漿技術對整條線上的裂縫進行處理。在當前的壩體工程施工當中，壩體劈裂灌漿技術使用的頻率比較高，而且使用的效果比較顯著，使得壩體的穩定性有所提高。

3.2 高壓噴射灌漿技術

高壓噴射灌漿技術指的是利用高壓噴射的方法將配制好的泥漿噴射到土層當中，與土層混合從而達到加固土層的目的。在運用高壓噴射灌漿技術時，壓力要足夠，而且噴射漿料時要均勻，保證每一個部分都有覆蓋。泥漿在與土層混合以后會逐漸凝固，形成一層加固型的防滲層。高壓噴射灌漿有許多種噴射方式，比如定點式噴射、旋轉式噴射、搖擺式噴射等，每一種噴射方式都適用于不同的條件。高壓旋轉式噴射灌漿技術，一般是用于需要挖基坑的防滲工程當中；高壓搖擺式噴射灌漿技術和高壓定點式噴射灌漿技術一般是用于固定板面或者墻面的防滲工程當中。而在當前的壩體防滲工程施工中，使用得最多的就是高壓旋轉式噴射灌漿技術，因為目前壩體工程的土層大多是淤泥土層、可塑性粘土等，比較適合高壓旋轉式噴射灌漿技術。在采用高壓旋轉式噴射灌漿技術之前，需要對現場進行考察，觀察土層中是否有比較大塊的碎石塊、是否存在其他類型的雜物、水流的速度是否過快等，必要時可以預先進行實驗，驗證高壓旋轉式噴射灌漿技術在該壩體工程中的適用性。高壓噴射灌漿混合加固性能比較好，而且便于控制，施工工藝更加靈活，但是高壓噴射灌漿技術受到土層條件的限制比較明顯，所以在使用之前要考慮清楚。

結束語

大壩的滲漏問題是較為常見的壩體質量問題之一，對壩體的穩定性造成了較大的影響。因此，必須要重視起大壩工程的防滲加固工作，運用合適的施工技術解決滲漏問題，為大壩的安全穩定運行創造有利條件。

參考文獻：

[1]潘世勇.論水庫大壩除險加固設計[J].黑龍江水利科技，2014，42（01）：120-123.

[2]楊德用.朝陽水庫大壩除險加固設計[J].水利科技與經濟，2014，20（04）：103-105.

作者簡介：劉子立，1990年2月，男，傣族，云南云縣，助理工程師，學士學位，研究方向：水利工程設計（水利水電工程專業） 。