简析水库大坝除险加固工程的防渗处理技术及其设计

邝亮

【摘要】水库大坝具有体量大、建设和使用周期长等特征，并且具保障供水、防洪保安以及保障能源供给等作用。但是由于各种因素的影响，使得水库大坝出现病险问题，因此为了充分发挥水库大坝的作用，本文阐述了水库大坝除险加固工程中的常用防渗处理技术，对水库除险加固工程的防滲设计进行了简要分析。

【关键词】水库大坝；除险加固；防渗处理技术；防渗设计

一、水库大坝除险加固工程中的常用防渗处理技术

水库大坝除险加固工程中的常用防渗处理技术主要有：（1）高压喷射灌浆防渗处理技术。高压喷射灌浆防渗处理技术是在一定压力下，使浆液通过注浆管，从高压喷嘴中射出，注入地基，在射流的切削、搅拌、冲击作用下，实现浆液和地基的有效融合，对地基产生渗透、挤压等作用，提高旋喷桩与周围土体的承载力与密度，达到预期的处理效果。其主要可以在构筑防渗墙体、地下构筑物修补、加固地基等工程当中应用。（2）混凝土防渗墙技术。混凝土防渗墙是对闸坝等在松散透水地基中进行垂直防渗处理，是应用较早的工程防渗技术。其施工工序较为复杂，主要包括固壁泥浆、清孔换浆、连接槽孔、混凝土浇筑。在实际施工中，对槽孔控制与混凝土浇筑的要求非常高。槽孔嵌入基岩深度需要达到设计标准，同时在泥浆固壁中存放新制膨润土浆24小时，在水化溶胀之后，予以使用。在完成清孔1小时之后，保证孔底淤泥厚度不超过10cm。在清孔合格之后，在4小时之内进行混凝土浇筑。在混凝土浇筑施工中，一定要保证混凝土配合比的合理，严格检测混凝土质量，同时对拌和时间、速度等指标予以监理审批。（3）复合土工膜防渗处理技术。复合土工膜主要由土工织物、土工膜构成，具有良好的防渗效果。在渗漏水库坡面上，铺设复合土工膜之后，在铺设砂垫层与混凝土，就可以形成一个相对封闭、完整的防渗系统。近些年来，我国采用的土工膜防渗堆石坝坝高超过了60m，取得了一定的防渗成效。在铺设复合土工膜的时候，要求应力平均，松紧适宜，不要出现绷拉过紧的情况；同时要求复合土工膜和土面进行紧密连接，不得留有空隙，在铺设之前，需要对坡面进行平整与压实，在验收合格之后，才可以进行复合土工膜的铺设。

二、水库除险加固工程防渗设计前的要点分析

水库除险加固工程设计需要通过开展以下前期工作，才能比较全面准确的掌握水库的整体情况，进而分析病险成因，确定合理有效的除险加固方案。（1）资料收集。主要是通过与周边村民及当地水利管理人员进行访谈，并且通过现场踏勘，拍照等方式，采集水库历史及现状的基本信息。（2）地质勘察。水库除险加固工程设计施工过程中，地质勘察就尤为重要，如坝体有渗漏现象或者坝基不稳定的情况存在，必须加强对坝体、坝脚、坝基的勘探，地勘的方法主要有钻探、探坑、探槽等，采用钻探布孔方式；若溢洪道、输水涵（洞）等其它主要建筑物有危险的情形，应重点进行勘探。通过对坝体、溢洪道和输水涵管或隧洞进行勘探，可以摸清水库的病因，以便设计人员对症下药。（3）地形测量。水库除险加固需对水库除险加固的范围进行一次详细的地形测量，其中平面测量和主要建筑物的断面测量是重点，设计主要需要的1：500的总平面图（包括整个库区范围）和1：100的主要建筑物的横剖面图、纵剖面图。

三、水库大坝除险加固工程中的防渗设计分析

1、某水库大坝的概况。某水库大坝设计的水库容量为3000万立方米，水库的基本功能为灌溉与发电并存的功能性水库大坝建设，施工环境为红壤粘土土质局部具有岩石风化成，对防渗的要求偏高。结合某水库大坝工程进行分析，根据水库大坝设计要求及实际使用，要求其防渗设计需要达到标准，进而保障大坝的使用安全以及使用寿命。

2、合理选择除险加固防渗设计方案。结合某水库大坝状况，选择混凝土防渗墙和高压旋喷灌浆两个方案。（1）混凝土防渗墙加固方案。沿坝顶中心线增设混凝土防渗墙对坝体进行防渗加固，防渗墙入岩0.5～1.0m，墙下基岩采用帷幕灌浆加固。混凝土防渗墙厚0.6m，并在墙中预埋灌浆钢管，钢管直径110mm。防渗墙轴线长518m，顶高程31.40m，最大墙深24.7m。帷幕灌浆采用单排孔，孔距1.6m。灌浆段长度分为：第1段2m，第2段3m，以下各段5m。帷幕灌浆防渗线总长466.0m，最大孔深36.3m。（2）高压旋喷灌浆方案。沿坝顶中心线增加高压旋喷灌浆对坝体和坝基覆盖层进行防渗加固，其下透水率大于10Lu的强风化岩层采用帷幕灌浆与之相连接。高压旋喷灌浆防渗段总长518m，最大孔深23.7m。帷幕防渗段总长466.0m，最大孔深36.3m。帷幕灌浆与上部旋喷灌浆同孔，先进行下部基岩帷幕灌浆施工，然后进行上部旋喷灌浆施工。帷幕灌浆采用自上而下分段阻塞灌浆。旋喷灌浆单排孔距0.80m，最大深度23.7m。基岩灌浆为单排孔，孔距1.6m。（3）加固方案的选择。混凝土防渗墙方案的优点是，加固工程施工质量容易控制，防渗可靠性较高；缺点是施工速度较慢，施工工期较长，费用略高。高压旋喷灌浆方案的优点是，施工速度较快，工期较短，费用略低；缺点是穿过不同介质的复杂地层时，施工质量较难控制，防渗可靠性受到影响。经综合比较，推荐混凝土防渗墙加固方案。

2、水库大坝除险加固的防渗墙加固设计分析。混凝土防渗墙沿坝顶中心线布置，深度按入岩1m控制，在断层及裂隙密集带适当加深。（1）防渗墙的使用年限分析。混凝土防渗墙耐久性主要受渗流溶蚀作用控制，使用年限根据经验公式计算为103a。根据规范，水库大坝采用0.6m厚的混凝土防渗墙可满足50a设计基准期的要求。（2）计算防渗墙厚度。根据计算，墙体厚度为17.8cm可满足抗渗要求，混凝土防渗墙采用钻凿法施工，墙厚取0.6m。（3）防渗墙混凝土指标。28d立方体抗压强度不小于10.0MPa，弹性模量小于15000MPa，抗渗标号大于W6，允许渗透比降大于60。

结束语：

综上所述，水库大坝除险加固要结合具体项目进行防渗处理及防渗设计，从而提高大坝水库的实际使用能力和抗震能力。并且应用有效的防渗处理技术以及合理设计，能够提高水库大坝工程质量，从而使水库大坝工程的功能得到充分发挥。

参考文献：

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[2]王堂振等.浅析中小型水库大坝除险加固防渗设计的处理措施[J].科技经济市场，2017（04）

[3]潘登星.水库大坝除险加固防渗设计处理解析[J].广东科技，2014（09）