灌漿防滲處理技術在水庫除險加固中的應用

張二勇，楊小玉

（濟源市水利建設投資有限責任公司，河南 濟源 459000）

0 引言

水庫大壩是維持國家社會穩定運行的重要基礎設施，對水庫在運行過程中可能面臨的安全問題進行處理有重要意義。現如今，在對水庫進行除險加固時，已經開始廣泛使用灌漿防滲處理技術，其安全系數較高，而且還可以對施工成本進行控制，確保水庫的穩定運行。

1 防滲技術

1.1 霹裂帷幕灌漿防滲技術

劈裂帷幕灌漿防滲技術是一項中國研發的重要技術，對于水庫防滲處理作用顯著，而且可以適用于不同地質環境下的水庫，防滲效果較好。如果水庫的防滲帷幕是垂直連續的，那么就可以使用該技術，能夠明顯提升水壩的整體穩定性，而且可以避免壩體在經過長時間的使用之后出現變形。

1.2 高壓噴射灌漿防滲技術

高壓噴射灌漿防滲技術也是一種可以應用于水庫除險加固施工中的重要技術，這一先進技術是從日本引進而來的，可以有效加固地基工程，中國在將該技術引進來之后，對這一技術進行了適當改造，可以作用于覆蓋層和接觸面處，起到防滲漏的作用。

1.3 地下連續墻防滲工藝

應用該工藝技術對水庫進行加固時，需要使用特殊機械在壩基處連續造孔成槽，在作業過程中需要使用泥漿對壩壁進行加固，在完成成孔操作之后，要把導管設置在槽孔之中，使用水下提升導管法將泥漿灌注到槽孔之中，形成一堵類似墻體的建筑。為了提高墻體的抗滲性能，需要將墻體厚度控制在30～120 cm。此外，在運用該技術時還需要分段進行施工，在完成一個槽孔施工之后，再進行下一個墻段的構建，最后再將所有墻段連接起來，使其形成一個整體。地下連續墻防滲工藝可以在許多復雜地層使用，而且具有明顯的防滲截滲效果，但是，缺點在于造價高，而且涉及到多個施工工序，對機械工作面要求較高。

2 水庫除險加固概述

各項因素都會影響水庫的穩定運行，人力破壞、設備材料老化以及環境因素等，都會對水庫造成侵蝕，以至于水庫的正常運行受到影響。所以，要想始終穩定運行水庫，發揮出水庫工程的社會效益，就應該及時排查水庫存在的運行隱患，并根據問題產生原因對水庫進行加固和修補，這就是水庫除險加固施工。

3 水庫滲漏問題的產生原因

3.1 巖石風化造成的滲漏

在修建水庫工程時會使用巖石材料，雖然在選用巖石時會重視巖石的質量和硬度，但是水庫在經過一段時間的運行過后，巖石會受到外界環境的影響而風化，以至于巖石結構的防滲作用降低，不能阻擋水流對壩基的侵蝕，造成水庫滲漏問題的產生。

3.2 壩體結構不合理造成的滲漏

設計人員在對壩體結構進行設計時，未充分考慮結構設計的合理性，導致壩體在運行中出現涌管斷裂的情況，或者是涌管和壩體未能緊密鑲嵌，這樣一來，壩體的整體防滲工藝就會遭到破壞，最終引發水庫滲漏問題。

3.3 在修建壩體時使用的防滲材料質量不合格

施工團隊在修建壩體結構時，需要嚴格把控防滲材料的質量，如果防水材料的質量不符合要求，那么將會對水壩的整體質量產生直接影響。以防滲土料為例，如果材料質量不符合施工要求，那么就會有許多碎石摻雜在防滲土料中，而且在對材料進行混合攪拌之后，也會有大量的水分，這樣在建設壩體時層，就會出現分層的情況，導致水庫出現滲漏問題。

3.4 砂礫石層的堆積造成的滲漏

水壩修建位置的地勢高低對部分河流分支的走向起到決定性的作用，在水壩開始運行之后，砂礫碎石會隨著水流流向河床處，并持續不斷地沖刷河床，在河床處堆積成砂礫石層。水流在流動的過程中會帶動砂礫上下跳動，這也是沖蝕洞產生的主要原因，會嚴重危害水庫的安全運行，導致水庫出現滲漏問題。

4 灌漿防滲處理技術的應用

4.1 大壩防滲加固設計

可以對水庫運行和效益產生重要影響的一項主要因素就是水庫滲漏，所以，工作人員要想維持水庫的正常運行，避免因為水庫滲漏而出現經濟損失，需要對引發滲漏問題的原因進行排查，然后對除險加固方案進行設計，維持水庫的穩定運行。首先，如果是因為水庫基巖層間出現裂隙而導致水庫滲漏，那么工作人員可以采取垂直防滲方案，工作人員需要在裂隙位置進行鉆孔操作，然后將配制好的水泥漿通過孔洞灌入到裂隙之中，以此來增加巖層的強度。其次，如果目標工程的基巖強透水地層厚度超出30 m，那么就可以采用水平防滲處理方案對水庫進行除險加固操作。目前灌漿帷幕深度大于30 m的成功案例很多，決定水平防滲處理方案適宜性的條件主要是地形坡度、地基穩定性、地下水變動幅度頻率和水庫放空條件等，同時，還要結合水庫防滲性能要求以及施工成本，確定復合土工膜的鋪蓋長度。

4.2 帷幕灌漿設計

4.2.1 施工前期的現場勘查

工作人員在施工前期對施工現場進行勘查，主要是為了明確施工現場的地質條件，并對水庫的相關信息進行詳細記錄，以確保后期可以順利完成灌漿作業施工。除此之外，對施工現場進行細致勘查，也是保證施工質量的重要前提。

4.2.2 確定帷幕深度

施工人員在確認帷幕深度時，如果該區域內存在天然的淤積，那么帷幕深度可以控制在10 m左右，這樣就能夠滿足水庫的滲流穩定需求；如果不需要考慮該區域內的淤積鋪蓋作用，只需要設置20 m 的帷幕深度就可以使滲漏穩定需求得到滿足。除此之外，在設置帷幕深度時，還需要考慮基巖巖性、構造等特征裂隙，以及此處是否存在滲流通道，最終確認帷幕深度。

4.2.3 確定鉆孔孔距

一般情況下，在采用灌漿帷幕技術對壩基進行加固處理時，會設置單排孔，并將孔距和排距控制在1.50～3 m之間。但是，因為工作人員需要通過現場試驗才可以確定帷幕灌漿孔的實際間距，所以在開始設計階段，需要由施工人員根據自身經驗以及施工現場的基巖破碎情況，并且參考基巖的裂隙傾角，來初步確認帷幕灌漿孔間距。對于地質條件復雜、水庫滲漏較嚴重和防滲標準較高的工程可考慮設計雙排或三排帷幕，以確保達到防滲效果。

4.2.4 鉆孔

在開始進行鉆孔操作之前，要求施工人員對鉆孔的位置以及孔的數量進行確認。在進行鉆孔作業時，需要以“先疏后密”作為主要施工原則，根據設計方案確認鉆孔位置和鉆孔深度，以確保后續作業可以順利完成。

4.2.5 漿液

施工人員需要在現場制作灌漿漿液，在處理漿液的時候，需要借助攪拌機器將材料充分攪拌均勻，如果材料未能攪拌均勻，不能進行灌漿操作。此外，為了避免因操作失誤而造成漿液浪費，需要嚴格監督現場施工，確保嚴格按照灌漿規范進行操作。

4.2.6 灌漿

灌漿是灌漿防滲作業中的核心環節，在開始操作之前，需要對操作人員的行為進行嚴格規范，并且確保施工操作完全符合施工要求，如此才可以將灌漿的作用發揮出來。在開始作業時，最先填充的位置是石碓體的上游和下游，中游位置最后填充，要嚴格按照以上順序進行作業，這樣才能夠保證施工效果，并發揮出灌漿防滲技術的實際作用。

4.2.7 封孔

在灌漿施工完成之后，施工人員需要采取目測的方法對現場進行觀察，確保灌漿施工質量達標。此后，工作人員需要對各環節的施工情況進行質量檢測，并詳細記錄檢查結果，如果在對各環節進行檢查時，一旦發現某一環節存在安全隱患，則需要及時采取處理措施排除隱患。最后，在檢查完灌漿外觀之后，還需要檢測灌漿防滲性能，以確保灌漿質量符合要求。

5 結論

防滲處理是保證水庫工程建設質量的關鍵，所以，施工人員需要以水庫的實際運行情況為依據，排除水庫險情并對其進行加固處理，考慮水庫工程的資金投入情況，要選擇經濟適用性較高的處理技術，確保灌漿技術的選用符合施工要求，充分發揮出灌漿防滲技術的優勢。水庫的運行關系到社會民生，因此必須要提高對加固防滲處理施工的重視，同時，還應該對加固防滲技術進行優化和創新，以確保水庫工程能夠持續穩定運行。