水庫除險(xiǎn)加固施工中的灌漿防滲處理技術(shù)

張 玲

（湖南省洞庭水電咨詢監(jiān)理有限公司， 湖南 湘潭 411228）

1 防滲技術(shù)介紹

1.1 劈裂帷幕灌漿防滲技術(shù)

劈裂帷幕灌漿防滲技術(shù)是由我國技術(shù)人員發(fā)明，并且在“七五”、“八五”期間作為重點(diǎn)科技項(xiàng)目進(jìn)行了推廣。劈裂帷幕灌漿技術(shù)適用于一些地質(zhì)條件的土壩、土堤等地基的防滲處理，該技術(shù)可以在垂直連續(xù)的防滲帷幕下增加壩基的滲流穩(wěn)定性，防止壩體的變形。

1.2 高壓噴射灌漿防滲技術(shù)

高壓噴射灌漿防滲技術(shù)是由日本引進(jìn)的一項(xiàng)防滲處理技術(shù)，該技術(shù)適用于地基的加固工程，并且經(jīng)過改造，也可以用于地基的覆蓋層和接觸帶的防滲處理。

1.3 土工膜防滲技術(shù)

土工膜防滲技術(shù)是一種使用新型土工膜材料對水庫除險(xiǎn)加固的一種新防滲施工技術(shù)，該技術(shù)不僅適用于新建的水庫防滲處理，還可應(yīng)用于已經(jīng)建成的水庫防滲處理加固工程。

1.4 振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)

振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)在“九五”期間作為重點(diǎn)科技項(xiàng)目進(jìn)行推廣，該技術(shù)可以應(yīng)用于堤防和堤壩的防滲處理，該技術(shù)的主要方法是堆砌超薄型的砼墻進(jìn)行防滲加固[1]。

1.5 其他防滲技術(shù)

除以上常用的一些水庫除險(xiǎn)加固防滲技術(shù)，還有適用于喀斯特地質(zhì)的級配料灌漿防滲技術(shù)；早期國內(nèi)外使用最多的塑性硅防滲墻技術(shù)；針對不同地質(zhì)、病因，對水庫堤壩采用不同防滲措施綜合治理的綜合技術(shù)；另外還有套孔沖抓回填防滲技術(shù)等。

2 實(shí)例概況

某水庫位于某市北側(cè)，建于1978年，4年后竣工，包括1座主壩、3座副壩、1宗輸水涵及1宗溢洪道。其集雨面積是8.0km2，水庫容量為560.2萬m3，正常情況下水位53.2m，主壩最高20m，最長192m。該水庫的3座副壩僅設(shè)置了截水槽一種防滲措施。參考相關(guān)文獻(xiàn)的記載，壩體是人工填土，壩基是粉質(zhì)粘土和風(fēng)化花崗巖。依據(jù)室內(nèi)的土工試驗(yàn)和注水試驗(yàn)分析各土層和巖石層物理指標(biāo)見表1。

表1 各土層和巖石層物理指標(biāo)

本工程水庫除險(xiǎn)有消除壩面、壩基等的裂縫病害。經(jīng)過檢查，找到壩面裂縫，其長度為12m，寬度1.5m，位置在水庫大壩下游24m處；水庫管理建筑的墻和地基位置發(fā)現(xiàn)裂縫，且有一些不均勻的沉陷。經(jīng)過對大壩周圍的地質(zhì)勘察，發(fā)現(xiàn)水庫大壩左壩肩處存在地下巖溶，這是導(dǎo)致大壩出現(xiàn)不均勻沉陷的原因。該類水庫病害會(huì)隨著水庫的水位升高，而導(dǎo)致滲漏量的增加，壩前有一蓄水塘，導(dǎo)致壩下滲漏量 50～55L/s。如果這些水庫病害不處理會(huì)導(dǎo)致大壩滲漏出現(xiàn)管涌現(xiàn)象，破壞大壩土體，最終可能會(huì)出現(xiàn)壩體塌陷，后果嚴(yán)重。

3 防滲處理技術(shù)

本工程根據(jù)綜合的考慮各種防滲處理技術(shù)的優(yōu)勢和劣勢，且結(jié)合該水庫的實(shí)際地質(zhì)情況，最終決定選取劈裂灌漿加固技術(shù)對水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固施工。該技術(shù)的優(yōu)勢是施工速度快、灌漿質(zhì)量好、經(jīng)濟(jì)效益顯著等，尤其適用于壩體質(zhì)量差，壩體存在裂縫、下游滲漏等病害的水庫。

3.1 布置鉆孔平面

本工程依據(jù)壩基的劈裂規(guī)律以及壩體應(yīng)力大小分布情況，沿著壩體的軸線進(jìn)行布置鉆孔，依據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)推斷壩基劈裂孔距應(yīng)在2～3m之間，本工程根據(jù)設(shè)計(jì)要求灌漿孔距為2m，在壩頂位置鉆孔要求2排，兩排之間的距離為1m，每孔之間的距離為2m。

3.2 灌漿方法設(shè)計(jì)

依據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，本工程的劈裂灌漿技術(shù)應(yīng)采取孔底灌漿全孔灌注的方法進(jìn)行灌漿施工。考慮到以往采用的泥漿循環(huán)回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)造孔，會(huì)導(dǎo)致壩體出現(xiàn)不同程度的劈裂，灌入的泥漿未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可能引起壩體灌漿防滲處理技術(shù)失效，所以，需要采取干法造孔的方式進(jìn)行鉆孔[2]。

3.3 漿液配置設(shè)計(jì)

本工程灌注的粘土混合漿液摻有10～15%水泥，由于這種配置的漿液有很好的流動(dòng)和穩(wěn)定能力，而且依照標(biāo)準(zhǔn)的灌漿厚度，這種配置方式的漿液在4～5d達(dá)到很好的自凝效果，其所形成的結(jié)石具有很好的抗?jié)B性，其強(qiáng)度達(dá)到該工程設(shè)計(jì)要求。

4 灌漿防滲技術(shù)質(zhì)量控制點(diǎn)

本工程采用的灌漿技術(shù)有以下幾個(gè)技術(shù)質(zhì)量控制點(diǎn)：（1）對于灌漿孔的設(shè)計(jì)必須沿堤防軸線進(jìn)行雙排布置，鉆孔要保持垂直；（2）灌漿過程應(yīng)分段、分序、分次，先有孔底進(jìn)行注漿，注漿管應(yīng)距離孔底漿液平面0.5m左右；（3）配置過程應(yīng)注意要由稀至濃的方式進(jìn)行，其密度應(yīng)保持在1.2～1.5g/cm3間，灌漿壓力應(yīng)保持在130～380kPa之間，每孔灌漿次數(shù)保持在5次以上，每次灌漿時(shí)間要＞5d；（4）最后的封孔應(yīng)使用稠漿，直至漿液不下沉。

5 灌漿防滲處理效果

本工程的水庫除險(xiǎn)加固施工的灌漿防滲處理技術(shù)是采用劈裂灌漿方式技術(shù)，布置鉆孔是沿著軸線進(jìn)行的，通過高壓將泥漿灌入壩基，從而形成灌漿的防滲帷幕，其走向是由中間向兩側(cè)，由底部向上面。由于該大壩填土的不均勻，可能會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力的影響，通過對大壩頂部的裂縫分析觀察，可以判斷本工程采用的灌漿技術(shù)是否滿足水庫大壩要求。本工程設(shè)計(jì)階段要求灌漿厚度為 5cm，依據(jù)漿體帷幕厚度估算公式可計(jì)算所需灌土量為0.8m3/m。經(jīng)過對本工程的實(shí)際灌土量的測算分析，實(shí)際灌土量＞計(jì)算值，因此判斷該工程的灌漿效果滿足要求。

6 結(jié)束語

綜上所述，我國水庫除險(xiǎn)加固防滲技術(shù)的更新速度還是很快的，每一種技術(shù)都有其優(yōu)勢和劣勢，可以根據(jù)不同的工程特點(diǎn)，選擇最合理、最科學(xué)、最經(jīng)濟(jì)的防滲處理技術(shù)。文章以某水庫大壩出現(xiàn)防滲技術(shù)施工為例，介紹了劈裂灌漿技術(shù)的施工技術(shù)和質(zhì)量控制點(diǎn)，其有著可灌性、可控性好的優(yōu)勢，而且其施工使用率比較高，有著相對成熟的實(shí)用理論研究，在類似地質(zhì)條件下的水庫除險(xiǎn)加固施工中，可以參考文章選擇劈裂灌漿技術(shù)進(jìn)行防滲處理。