水库大坝防渗与加固工程处理技术探讨

2015-10-21代明洁梁晓峰

建筑工程技术与设计 2015年20期

代明洁梁晓峰

摘要：随着社会经济的发展，水利工程建设项目增多，水利工程质量也越发重要。而水库大坝水库大坝以土石坝形式为主，施工质量难以保证，因此进行除险加固是非常必要的。同时，水库的除险加固不仅是库区农民稳产丰收的重要农业基础设施建设，对促进地方经济增长也具有重要作用。本文则叙述水库大坝除险加固的重要性，并阐述了大中小型大坝防渗与加固工程处理技术，以供参考！

关键词：水库大坝；防渗加固；工程技术

引言

目前，在水利工程建设当中，各项基础资料、技术规范以及标准不断完善，工程勘察、施工及检测等机械设备也不断更新，工程质量也有了一定的提高。但是，由于水库大坝是土石建造，施工质量依然堪忧，所以大中型水库除险加固工作有着重要的作用。同时，大中小型水库规模不一致，采用的除险加固技术不同。对于小型水库来说，其除险加固工作受到经济条件、施工条件及建设周期等因素影响，投资规模及建设标准达不到中型水库的水平，所以要根据这些特定的条件，选取最好的除险加固技术，从而不仅保证建设质量，也要保证资金运用的合理性以及建设的效率。

一、水库大坝防渗加固的必要性

水库可以起到防洪、蓄水、灌溉、供水电的功能以及养殖水产的作用，能带给人们13常生活很多益处。但随着早期水库使用年限的增长，我国很多水库开始老化。这就出现工程老化，防洪功能降低，达不到有关规定标准的问题。而新兴建的水库，由于施工中存在一些技术隐患也令工程本身出现达不到规定要求的低质工程问题。这样的水库大坝就成为病险水库，工程无法正常运行影响其发挥效益甚至严重威胁人民生命财产安全。因此必须对病险水库进行大坝的防渗和加固处理来保证其使用功效。

二、水库大坝防渗与加固工程处理技术

1、大中型水库防渗与加固工程处理技术

目前，国内大中型水库除险加固工作已基本完成，针对大坝加固所釆取的防渗措施主要有以下几种：

1.1地下连续墙防渗

其工艺是釆用特殊机械设备（液压抓斗、冲击钻机等）在大坝坝体及坝基中连续造孔成槽，成槽作业时以泥浆固壁，成槽结束后在槽孔中下设导管，采用水下提升导管法向槽孔内灌注硂，从而形成类似墙形的建筑物。墙体厚度根据设计需要为30-120cm，具有一定的强度和较好的抗渗性能。连续墙分段分序施工，一个槽孔施工完成后构成一个墙段，再把许多墙段连接在一起，形成完整的大壩渗体。混凝土连续墙防渗工艺适用于许多特殊复杂的地层，而且建成后的防渗墙体截渗效果明显，所以在国内大中型水库除险加固中得到广泛使用，并均能达到很好的防渗效果。缺点是造价高，施工工序多，且对机械工作面有一定的要求。

根据成槽工艺的不同，混凝土连续墙施工分为：钻凿法（冲击钻成槽）、抓取法（液压抓斗成槽）、两钻一抓法（冲击钻配合抓斗）、射水造墙法等。

1.2深层搅拌桩防渗墙

其工艺把水泥浆（部分需要添加外加剂）等胶凝材料作为凝结剂，通过多头（或单头）小直径深层搅拌桩机等特有机械，强制搅拌钻进大坝土体，在搅拌的同时用灌浆泵将制备好的水泥装液通过钻杆及搅拌轴喷出，水泥浆液与大坝土体混合在一起，水泥浆液与大坝土体之间经搅拌后重新排列并凝结成水泥土墙体，该水泥土墙体经连续排列后具有一定厚度、强度和抗渗性能。

1.3帷幕灌浆防渗

其工艺是在大坝坝基岩石或砂烁石地基中采用地质钻机钻孔，钻孔完成后釆用灌浆泵等压力设备灌浆以形成防渗帷幕。防渗帷幕一般做到相对不透水的或者透水率很低的岩层，该防渗工艺适用于砂烁石、卵石、漂石、细沙、粗砂层以及裂隙较为发育的岩层，最大深度可达200余米。我国国内大多数大中型水库除险加固在处理坝基岩石渗漏时均采用了帷幕灌装。

1.4高压喷射灌浆防渗墙

其工艺是利用地质钻机在坝体中钻孔，待钻孔至设计高程时，再插入安装有喷嘴的注浆管，用高压泥浆泵使浆液形成高压射流，从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。高压射流与被破坏的坝体土体混合在一起，经过返装、沉淀等后重新排列，最终凝固成新的水泥墙体，具有很好的防渗性能。高压喷射灌奖技术适用于砂土，粘土土壤水库大坝，黄土与淤泥层。该项防渗工艺施工工序较为简单，便于操作，造价偏高。根据喷射流的旋转角度可分为定喷、摆喷及旋喷。

2、小型水库除险加固防渗技术

我国大中型水库除险加固工程相对投入较大，资金到位率高，勘察设计标准也高，大琐防渗加固措施也很有针对性。相比较而言，小型水库除险加固则因为数量庞大，除一些重点小（一）型水库外，大部分小型水库除险加固建设资金有限，工程建设周期短，致使工程建设标准低，工程设计方案受限。有的水库甚至前期勘察工作都未做到，为其除险加固的设计及施工带来困难。在小型水库除险加固工作中，水库大坝防渗加固地位重要，也是水库除险加固的关键点。

小型水库除险加固大坝防渗又受到经济条件、施工条件及建设周期等因素影响，在选择防渗工艺有一定的局限性。考虑工程造价、施工条件、建设周期等因素，我国国内已有的小型水库大坝防渗加固防渗工艺有：锥探灌装防渗以及劈裂灌装防滲、多头小直径深层搅拌桩防渗墙、冲抓套井粘土防渗等。这些防渗工艺的防渗原理、适用地层及优点等如下：

2.1深层搅拌桩防渗墙

国内小型水库多以均质土坝为主，且坝高较小，较多采用深层搅拌桩防渗墙作为最佳大坝防渗方案，其造价低，又能取得较好的防渗效果。

2.2锥探灌装

其工艺将土料加水后用机械搅拌成泥浆，通过压力灌浆机灌入锥孔，压进缝穴，析出水分，从而使堤身内部的缝穴隐患为泥土充填，达到处理隐患的目的。其特点是设备简单，便于操作，造价低廉。

2.3劈裂灌装

其工艺是在重力充填灌浆基础上，在土坝中使用一定的压力，沿土坝轴线小主应力面，用一定的泥浆压力，有控制的劈开坝体，灌注泥浆，利用浆坝互压，泥浆析水固结和坝体湿陷密实等作用，使所有与奖脉连通的裂缝、洞穴、砂层等隐患得到充填，挤压密实，形成竖直连续的浆体防渗墙。其优点为可就地取材，施工简便，造价低。

由于国内小型水库数量众多，其大坝防渗加固受到资金有限、施工条件限制以及建设周期短等因素影响，大都选用以上几种施工方便、造价较低的防渗方案。也有一些重点小（一）型水库及地质条件复杂、现体渗漏严重等情况特殊的小水库也会选用混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗墙以及帷幕灌浆等作为大坝坝体及坝基防渗加固的方案。

结束语

防渗加固是水利工程中重要的维护手段，它具有长期性的特点，应持之以恒的保持施工质量。水库大坝的防渗加固施工质量的优劣直接影响大坝功能的完整和使用的安全。从防渗加固工程的设计、审查、施工、验收下手，对防渗加固处理技术的每个环节加以重视和控制，把好每级质量关是确保大坝运行稳定安全的有效措施。

参考文献

[1]白永年等著.中国堤坝防渗加固新技术.中国水利水电出版社，2001.

[2]叶斌，李学武.高压喷射灌浆施工技术[J]，西部探矿工程.2004年10期.