大壩壩肩滲漏處理中的帷幕灌漿技術應用

◎李東海

大壩壩肩滲漏處理中的帷幕灌漿技術應用

◎李東海

水利工程建設是我國基礎工程建設中的一項重要發展項目，對我國社會經濟的發展有著重要意義。在水利工程應用范圍不斷擴大的當下，對水利工程使用狀況進行觀測、檢修，從而確保人們對水利設施的安全使用，已經成為當前相關工程管理單位的重點內容。本文主要對水利工程中大壩壩肩滲漏原因進行分析，結合實際案例，對帷幕灌漿技術應用進行分析，以供相關人士參考。

近年來，隨著水利工程的不斷發展，人們的生活質量得到了一定的改善。而在水利工程規模不斷擴大過程中，水利工程質量受地質條件、自然環境等因素的影響越來越多，對水利設施功能的正常發揮造成了一定的阻礙。大壩壩肩滲漏不僅會對水利設施的正常應用造成影響，還會對周圍居住的居民造成一定的安全隱患。針對這種現狀，一些水利工程管理部門開始加大對水利工程大壩壩肩的影響因素進行分析，并通過帷幕灌漿技術對大壩壩肩進行防滲處理，從而確保大壩的安全和水利設施功能的正常應用。在大壩壩肩滲漏情況日益嚴重的關鍵時刻，相關水利工程建設部門應加強大壩壩肩滲漏的防滲處理工作，從而確保水利工程建設和社會經濟的穩定發展。

大壩壩肩滲漏因素

在科學技術的不斷發展下，有關水利工程監測和分析方面的設備逐漸研發出來，并得到了廣泛的應用，這對水利工程大壩壩肩防滲處理有著一定的推動作用。在水利工程建設中，相關施工單位已經開始對大壩壩肩滲漏情況引起了重視，開始加大對大壩壩肩滲漏原因的分析中。根據相關數據和文獻資料可知，對大壩壩肩滲漏影響的因素有很多，包括地質條件、氣候、施工等。

隨著水利工程規模的不斷擴大，地質條件對水利大壩壩肩造成的影響越來越大。一些水利工程多建立在巖層之上，地質構造在發育的過程中，可能會造成巖石破碎現象，從而在巖石中出現很多的溶洞和溶隙。當巖層面與裂隙溝通之后，便會產生網狀類型的滲流通道，對大壩巖層走向產生影響。當巖層和河谷的走向相同，且上下游已經溝通之時，巖層面就會出現滲漏通道，從而造成大壩壩肩滲漏現象。隨著水利設施應用時間的不斷延長，河谷對大壩的侵蝕程度也會加劇，從而產生樞紐區一帶侵蝕基準面，使巖溶通道的發育速度加快，容易產生繞壩滲漏。當侵蝕面高程超過預估的范圍之后，便會造成大壩壩肩滲漏情況。對水利大壩壩肩滲漏情況進行分析發現，一些大壩雖然在降水前并沒有出現滲漏現象，但若是出現連續降雨或者集中降雨現象時，大壩壩肩就會出現滲漏現象。若本身大壩壩肩就存在滲漏情況，則大壩滲漏量會加大很多。因為在降雨量不斷增長過程中，雨水便會從一些比較軟弱的夾層滲出。隨著降雨量的不斷增長，雨水就會匯成流水從而在基面層溢出來。雖然這種滲漏量并不是很大，但卻可以表明大壩壩肩滲漏與降水有一定的關聯性。另外，水利工程在建設過程中若出現問題，也會對大壩壩肩滲漏造成影響。比如一些水利工程在進行改建時，并沒有及時做好大壩的灌漿處理工作，從而水利設施在長期使用過程中容易對大壩壩肩巖體造成一定的破壞。（大壩壩肩如圖1）

圖1 水利大壩壩肩

從上述分析中可以看出，水利工程大壩壩肩滲漏情況影響因素較多，水利設施在長期應用過程中出現大壩滲漏現象的情況相對較多。故而對水利設施進行大壩壩肩監測和及時的防滲處理是很有必要的，也是當前水利工程管理部門需要注重和實施的重點任務。

工程概況

以H市某鄉鎮水庫工程為案例，對帷幕灌漿技術在大壩壩肩滲漏處理中的應用進行分析。該水庫容量在2.5×109m3，電站總裝機為18500kW，大壩的高度為92m，長度為225m。該地區年平均降水量在1150mm，年均徑流量為3.6×109m3，壩址上部匯水面積為865m2。本次水庫設計目標為百年一遇洪水，萬年一遇洪水校核。水庫洪水位設計為322m，死水位為255m，日常蓄水位為321.45m，校核洪水位為328.1m。

帷幕灌漿技術應用分析

對水利大壩壩肩進行防滲處理是水利工程建設中一個必不可少的重要環節，對水利設施功能的穩定發揮具有很大的推動作用。下面從帷幕灌漿鉆孔與沖洗、帷幕灌漿形式、長度、厚度及施工方法等方面對帷幕灌漿技術應用進行分析。

帷幕灌漿鉆孔與沖洗應用。在進行帷幕灌漿鉆孔時，工作人員需要以巖石的可鉆性、硬度及完整性采取針對性的鉆進方式，常用的鉆孔方式主要有鉆粒鉆進和硬質合金鉆進兩類。其中鉆粒鉆進比較適合在巖石完整性較好且相對堅硬的巖石中，硬質合金鉆進一般應用于可鉆性較低且比較軟的巖石中。以上述水庫工程為例，因為該工程巖石的可鉆性在6.7左右，且巖石比較松軟，因此可以選擇硬質合金鉆進方式。當水利工程帷幕灌漿技術應用過程中，需要通過沖洗作業將空洞中或者裂縫中的一些填充雜質等物質沖洗掉。而在工程應用中，比較常用的帷幕灌漿沖洗方式便有裂縫沖洗與鉆孔沖洗。其中裂縫沖洗主要是通過壓力水將空洞中或者裂縫中的一些已經風化的地質填充物或者松軟的填充物沖洗出去；鉆孔沖洗主要是沖洗方式將鉆孔底部的碎屑或者孔壁上的一些黏附碎屑和巖粉等雜質沖洗出去。在進行鉆孔沖洗時需要分為兩個步驟，首先需要通過大量的風或者水將孔內的一些殘渣沖洗出來，當殘渣厚度小于20cm之后，再進行沖洗工作。需要注意的是在進行帷幕灌漿沖洗作業時，需要根據相關工藝要求進行沖洗實驗，比如一些地址比較復雜的熔巖、軟弱夾層和斷層等地段。

帷幕灌漿形式、長度與厚度應用。水利工程應用中，帷幕灌漿的形式及深度容易對水利工程的成本與防滲效果造成直接的影響。若巖層的滲透性較小，且趨向于兩岸山體或者深部延伸時，其在防滲方面消耗的成本就會相對較少。常用的帷幕灌漿形式主要有懸掛式與封閉式。其中懸掛式帷幕主要是指在不透水層埋藏壩址區，其帷幕深度在相對不透水巖層控制之內，主要應用于一些深厚覆蓋層大壩的基礎處理中，其在應用過程中需要應用一些防滲措施進行輔助。封閉式帷幕主要是針對一些相對不透水巖層比較靠近的情況，可以通過灌漿帷幕深入巖層，從而對滲流進行截斷處理，該形式擁有的防滲效果較好。在進行帷幕長度應用時，需要遵循一定的應用原則。在進行帷幕長度應用時需要對相對不透水層標準范圍線和水庫蓄水前地下水位線進行考慮，確保帷幕能夠延伸到水庫正常水位處，從而能夠和河床部位帷幕相連。工作人員可以以施工場地地質條件為基礎，對帷幕延伸長度進行設計，并根據觀測到的滲漏情況進行帷幕長度的設置。在進行帷幕厚度應用時，需要根據工程地質條件、帷幕穩定性、帷幕水力坡降允許范圍、大壩基巖等進行確定。

帷幕灌漿施工方法應用。在進行帷幕灌漿施工方法應用時，需要對水利工程地質條件、鉆孔狀況和相關設計要求進行合理的選擇。帷幕灌漿施工方法分為兩個類型，即全孔分段灌漿與全孔一次灌漿。其中全孔分段灌漿又分為綜合分段灌漿、自上而下分段法、孔口封閉自上而下灌漿法和自下而上分段法。綜合分段灌漿主要是將自上而下分段與自下而上分段兩種方法進行綜合應用，該方法主要應用于一些鉆孔深度較深或者地質條件復雜的水利工程中，比如一些透水性較大、完整性較好或者裂隙發育較好的巖層，便需要應用到綜合分段灌漿方法。其中前段需要應用自下而上灌漿法，后段需要應用到自上而下灌漿法。自上而下分段法主要是在上部第一段進行鉆孔施工與灌漿施工，然后按照順序依次往下逐段施工。這種施工方式能夠使將上串縫隙堵住，且堵塞效果比較好，不會出現反漿現象。孔口封閉自上而下灌漿法需要在孔口設置一個孔口封閉器，然后采取自上而下分段方式進行鉆進和灌漿處理。這種施工方式能夠將所有孔段復灌，從而提高堵塞的嚴密性。自下而上分段法主要是將鉆孔鉆到設計深度位置，然后從下段往上進行灌漿施工。這種施工方式能夠節省時間，不需要進行鉆孔較差，從而有利于施工進度與機械應用率的提升。

綜上分析可知，帷幕灌漿技術對大壩壩肩防滲具有一定的促進作用，能夠對水利設施的正常應用起到技術保障。因此，相關水利工程管理部門應加強帷幕灌漿技術在大壩壩肩滲漏處理中的應用和研究，從而為人們合理利用水力資源提供保障。

（作者單位：安徽水利開發股份有限公司）