水庫大壩灌漿施工技術方法與防滲加固處理研究

程煉輝

（廣東粵源工程咨詢有限公司,廣東 廣州 510000）

當前我國的水庫大壩經常會出現質量方面的問題,逐漸地凸顯出了一些技術問題,這些問題對水庫大壩的質量產生了直接的影響。因此水庫大壩施工單位要不斷的完善施工技術,優化與改進灌漿技術與防滲加固技術,進而提升水庫大壩的質量控制以及工程質量。

1 工程概況

山豬籠水庫位于博羅縣福田鎮聯和村,水庫主管部門為福田鎮水利所,管理單位為福田鎮聯和村民委員會,負責水庫大壩和水庫灌區的日常運行管理和維護工作。根據原水庫注冊登記表的資料,山豬籠水庫控制集雨面積1.62 km2,總庫容20 萬m3,是一宗以灌溉為主,兼顧防洪等綜合效益的?。?）型水庫,設計灌溉面積400 畝,保護人口400 人。

山豬籠水庫于1957 年01 月動工興建,1958 年12 月竣工并投入使用。經過60 多年的運行,主要建筑物均有不同程度的損壞。根據調查,山豬籠水庫于2006 年實施除險加固工程,并于2008年完工。

山豬籠水庫主要由大壩、溢洪道、輸水涵管等建筑物組成,各主要建筑物的布置如下：

大壩為均質土壩,壩頂高程27.00 m,壩頂設置防浪墻,防浪墻頂高程27.60 m。最大壩高10.90 m,壩頂長160 m,壩頂寬5.0 m,上游坡采用混凝土護坡,坡比為1∶2.6；下游坡采用草皮護坡,坡比為1∶2.4,坡面設有縱向排水溝、橫向排水溝,壩腳設有漿砌石護腳。

2 水庫大壩防滲加固的重要性

在水庫大壩的施工過程中,任何一項施工環節的施工質量都會對水庫大壩運行的穩定性與安全性產生直接的影響,特別是防滲加固施工,會對水庫大壩的服務質量產生決定性的影響。同時水庫大壩的防滲加固施工質量也能直觀地顯示出施工企業的施工情況。

3 相關技術概念

3.1 灌漿施工技術

水庫大壩灌漿施工技術指使用灌漿設備,將按照一定比例配制的漿液,根據設定壓力灌輸到指定位置,以加固工程并提升工程的防滲能力。灌漿施工的技術原理是在水庫大壩的裂縫中填充混凝土,在粘結作用下對水庫大壩進行加固處理。通常情況下灌漿施工是使用灌漿設備將灌漿液注入實體內部,以提升水庫大壩工程的穩定性與安全性,提升水庫大壩結構的緊密性。灌漿施工技術的關鍵在于控制灌漿壓力,這會對灌漿施工的效果與質量產生直接的影響。因此在灌漿施工中,壓力控制非常重要,在灌漿施工過程中,若是灌漿壓力低于施工設計的壓力值,那么將會出現裂縫處理不當的情況,不僅實現預計的施工結果,在水庫大壩日后使用中仍然會出現滲漏情況。

3.2 水庫大壩防滲加固處理

水庫主要的作用是防洪蓄水,并提供農業灌溉用水,水庫大壩的建設會對當地經濟的建設與發展產生一定的影響,大壩的施工質量也是決定水庫大壩是否能發揮出作用的重要保障,因此在水庫大壩施工中要將防滲作為重要前提之一。水庫大壩防滲加固的主要目的是為了提升水庫的抗洪能力。當前經常使用的水庫大壩防滲加固措施是在不加寬的情況下加高,換而言之是加高壩頂,通常情況下加高到兩米以內,在迎水面使用防擋墻架構。除此之外也可以加高大壩培厚,在背水面培厚使用具有較強透水性的材料。

針對大壩的防滲加固處理,可以采取垂直防滲與水平防滲。垂直防滲是指在垂直壩體斷面的方向采取防滲處理,可以使用黏土或水泥防滲墻與劈裂灌漿的方法。水平防滲是在大壩的上游位置,填筑黏土鋪蓋,并結合下游排水減壓導滲所實現的防滲處理。灌漿技術是經常使用到的一種水平防滲技術。

4 水庫大壩灌漿技術與防滲加固處理措施

4.1 防滲處理

在水庫大壩施工中使用灌漿施工時,首先要處理灌漿補強問題,在處理過程中要對鉆孔位置的地質強度進行全面地勘察,同時制定明確的鉆孔深度,要求達到補強區域的一定深度范圍。在灌漿施工中要保證灌漿管插入的深度,確保混凝土泥漿不會被水沖出,對于混凝土的質量也有明確的要求,對于嚴重滲漏問題,可以采取模帶灌漿處理方式,在使用這一灌漿方式時,要將水分控制在灌漿壓力以下,將灌漿中的大顆粒物質留在模袋中,在施工之后,將漿液中水分分離,以提升固結的強度。除此以外也可以采取填級配料灌漿,將黏度較大的水泥與沙粒進行混合填充。

4.2 裂縫處理

在灌漿施工過程中,若是由于裂縫問題而導致的滲漏情況,就要及時地處理水庫大壩上存在的裂縫,避免裂縫進一步擴大,造成更加嚴重的后果。在處理裂縫時,重點要明確裂縫的方向,根據裂縫的走向制定處理方案。若是裂縫走向為橫向,就要立即中止灌漿施工,并檢查與分析裂縫的成因,采取粘土回填的方式處理。若是裂縫的走向為縱向,那么可以繼續進行施工,但是裂縫若是屬于縱向劈裂縫,要立即中止施工,當裂縫閉合之后可以繼續施工。在對裂縫進行處理時,根據裂縫的走向選擇灌漿施工技術,對水庫大壩進行防滲加固處理,能夠提升水庫大壩在使用過程中的安全性與穩定性,控制由于裂縫產生的質量問題。

4.3 冒漿處理

在水庫大壩施工中,灌漿技術是一項重要的技術,若是在施工中對于壓力的控制不到位,那么就會出現冒漿情況,冒漿問題嚴重時,會對水庫大壩的施工質量與安全性穩定性造成嚴重的影響,導致水庫大壩無法充分地發揮出作用。

若是在水庫大壩的壩坡處出現冒漿情況,可以使用開挖回填法進行處理,改善灌漿施工方式,以避免在后續施工中再次出現冒漿問題。通常情況下,在冒漿之后,使用間歇式灌漿施工方法,能夠獲得足夠的吸收漿液的時間。

如果在水庫大壩的底部出現冒漿問題,就要及時的添堵好冒漿管道,并調整灌漿時間間隔,提升灌漿施工的質量。若是在封口施工中出現冒漿問題,要及時地清理好漿液,避免漿液對封口施工產生影響,這也代表著此時能夠結束灌漿施工。結合水庫大壩出現冒漿的位置以及原因,制定處理方案,能夠保證冒漿處理的有效性與及時性,并且避免冒漿問題對水庫大壩的安全性穩定性造成影響。

同時也要注意使用灌漿材料與灌漿方式,當上下游出現吸漿時,要加上粉砂,粉砂要具有清潔的砂質,含泥量不能超過3%。表1為山豬籠水庫的部分材料參數表。若是出現漏漿情況,要加入水玻璃,比例控制在3%～5%。使用的灌漿方式要結合情況合理選用,例如防滲體灌漿中采取純水泥漿從上至下分段循環灌漿方式。

表1 材料參數表

4.4 水庫大壩灌漿施工防滲處理

在使用劈裂灌漿技術時,首先要進行布孔,通常情況下,在河床段沿壩軸或偏上游的位置進行直線單排布控,在一些存在風化石塊的位置,可以采取兩排或三排孔,要注意布孔位置,能夠形成連續的防滲帷幕。將單排孔的距離控制在3 m～5 m,多排孔的距離要小于單排控制在1.5 m～3 m。并且要控制好灌漿壓力,使其能夠滿足水庫大壩的施工需求,以提升灌漿施工質量。

在透水量中等或較強的土壩中使用高壓噴射灌漿方法,將孔距控制在1.5 m～2 m之間,當完成施工之后,要及時的檢查施工質量。

在使用水泥防滲技術時,可以使用以粘土為主并混合少量水泥的漿液,此處使用的灌漿技術是循環鉆灌閥與管灌漿或打管灌漿,采取三排以上的灌漿口。水泥防滲墻能夠有效地截斷滲流,控制滲流量,通常情況下,將墻的厚度控制在0.8 m,可以使用純混凝土或鋼筋混凝土等。

5 結語

在水庫大壩施工中,灌漿技術是一項重要的施工技術,這項技術已經受到了廣泛的關注與應用。在水庫大壩施工中,灌漿技術會對施工質量產生直接的影響,同時也會對水庫大壩的安全性穩定性產生影響,因此在水庫大壩施工中要嚴格控制關鍵施工質量,保證整體的施工質量,使水庫大壩能夠充分地發揮出應有的作用。