大坝坝肩渗漏处理中的帷幕灌浆技术应用

◎李东海

大坝坝肩渗漏处理中的帷幕灌浆技术应用

◎李东海

水利工程建设是我国基础工程建设中的一项重要发展项目，对我国社会经济的发展有着重要意义。在水利工程应用范围不断扩大的当下，对水利工程使用状况进行观测、检修，从而确保人们对水利设施的安全使用，已经成为当前相关工程管理单位的重点内容。本文主要对水利工程中大坝坝肩渗漏原因进行分析，结合实际案例，对帷幕灌浆技术应用进行分析，以供相关人士参考。

近年来，随着水利工程的不断发展，人们的生活质量得到了一定的改善。而在水利工程规模不断扩大过程中，水利工程质量受地质条件、自然环境等因素的影响越来越多，对水利设施功能的正常发挥造成了一定的阻碍。大坝坝肩渗漏不仅会对水利设施的正常应用造成影响，还会对周围居住的居民造成一定的安全隐患。针对这种现状，一些水利工程管理部门开始加大对水利工程大坝坝肩的影响因素进行分析，并通过帷幕灌浆技术对大坝坝肩进行防渗处理，从而确保大坝的安全和水利设施功能的正常应用。在大坝坝肩渗漏情况日益严重的关键时刻，相关水利工程建设部门应加强大坝坝肩渗漏的防渗处理工作，从而确保水利工程建设和社会经济的稳定发展。

大坝坝肩渗漏因素

在科学技术的不断发展下，有关水利工程监测和分析方面的设备逐渐研发出来，并得到了广泛的应用，这对水利工程大坝坝肩防渗处理有着一定的推动作用。在水利工程建设中，相关施工单位已经开始对大坝坝肩渗漏情况引起了重视，开始加大对大坝坝肩渗漏原因的分析中。根据相关数据和文献资料可知，对大坝坝肩渗漏影响的因素有很多，包括地质条件、气候、施工等。

随着水利工程规模的不断扩大，地质条件对水利大坝坝肩造成的影响越来越大。一些水利工程多建立在岩层之上，地质构造在发育的过程中，可能会造成岩石破碎现象，从而在岩石中出现很多的溶洞和溶隙。当岩层面与裂隙沟通之后，便会产生网状类型的渗流通道，对大坝岩层走向产生影响。当岩层和河谷的走向相同，且上下游已经沟通之时，岩层面就会出现渗漏通道，从而造成大坝坝肩渗漏现象。随着水利设施应用时间的不断延长，河谷对大坝的侵蚀程度也会加剧，从而产生枢纽区一带侵蚀基准面，使岩溶通道的发育速度加快，容易产生绕坝渗漏。当侵蚀面高程超过预估的范围之后，便会造成大坝坝肩渗漏情况。对水利大坝坝肩渗漏情况进行分析发现，一些大坝虽然在降水前并没有出现渗漏现象，但若是出现连续降雨或者集中降雨现象时，大坝坝肩就会出现渗漏现象。若本身大坝坝肩就存在渗漏情况，则大坝渗漏量会加大很多。因为在降雨量不断增长过程中，雨水便会从一些比较软弱的夹层渗出。随着降雨量的不断增长，雨水就会汇成流水从而在基面层溢出来。虽然这种渗漏量并不是很大，但却可以表明大坝坝肩渗漏与降水有一定的关联性。另外，水利工程在建设过程中若出现问题，也会对大坝坝肩渗漏造成影响。比如一些水利工程在进行改建时，并没有及时做好大坝的灌浆处理工作，从而水利设施在长期使用过程中容易对大坝坝肩岩体造成一定的破坏。（大坝坝肩如图1）

图1 水利大坝坝肩

从上述分析中可以看出，水利工程大坝坝肩渗漏情况影响因素较多，水利设施在长期应用过程中出现大坝渗漏现象的情况相对较多。故而对水利设施进行大坝坝肩监测和及时的防渗处理是很有必要的，也是当前水利工程管理部门需要注重和实施的重点任务。

工程概况

以H市某乡镇水库工程为案例，对帷幕灌浆技术在大坝坝肩渗漏处理中的应用进行分析。该水库容量在2.5×109m3，电站总装机为18500kW，大坝的高度为92m，长度为225m。该地区年平均降水量在1150mm，年均径流量为3.6×109m3，坝址上部汇水面积为865m2。本次水库设计目标为百年一遇洪水，万年一遇洪水校核。水库洪水位设计为322m，死水位为255m，日常蓄水位为321.45m，校核洪水位为328.1m。

帷幕灌浆技术应用分析

对水利大坝坝肩进行防渗处理是水利工程建设中一个必不可少的重要环节，对水利设施功能的稳定发挥具有很大的推动作用。下面从帷幕灌浆钻孔与冲洗、帷幕灌浆形式、长度、厚度及施工方法等方面对帷幕灌浆技术应用进行分析。

帷幕灌浆钻孔与冲洗应用。在进行帷幕灌浆钻孔时，工作人员需要以岩石的可钻性、硬度及完整性采取针对性的钻进方式，常用的钻孔方式主要有钻粒钻进和硬质合金钻进两类。其中钻粒钻进比较适合在岩石完整性较好且相对坚硬的岩石中，硬质合金钻进一般应用于可钻性较低且比较软的岩石中。以上述水库工程为例，因为该工程岩石的可钻性在6.7左右，且岩石比较松软，因此可以选择硬质合金钻进方式。当水利工程帷幕灌浆技术应用过程中，需要通过冲洗作业将空洞中或者裂缝中的一些填充杂质等物质冲洗掉。而在工程应用中，比较常用的帷幕灌浆冲洗方式便有裂缝冲洗与钻孔冲洗。其中裂缝冲洗主要是通过压力水将空洞中或者裂缝中的一些已经风化的地质填充物或者松软的填充物冲洗出去；钻孔冲洗主要是冲洗方式将钻孔底部的碎屑或者孔壁上的一些黏附碎屑和岩粉等杂质冲洗出去。在进行钻孔冲洗时需要分为两个步骤，首先需要通过大量的风或者水将孔内的一些残渣冲洗出来，当残渣厚度小于20cm之后，再进行冲洗工作。需要注意的是在进行帷幕灌浆冲洗作业时，需要根据相关工艺要求进行冲洗实验，比如一些地址比较复杂的熔岩、软弱夹层和断层等地段。

帷幕灌浆形式、长度与厚度应用。水利工程应用中，帷幕灌浆的形式及深度容易对水利工程的成本与防渗效果造成直接的影响。若岩层的渗透性较小，且趋向于两岸山体或者深部延伸时，其在防渗方面消耗的成本就会相对较少。常用的帷幕灌浆形式主要有悬挂式与封闭式。其中悬挂式帷幕主要是指在不透水层埋藏坝址区，其帷幕深度在相对不透水岩层控制之内，主要应用于一些深厚覆盖层大坝的基础处理中，其在应用过程中需要应用一些防渗措施进行辅助。封闭式帷幕主要是针对一些相对不透水岩层比较靠近的情况，可以通过灌浆帷幕深入岩层，从而对渗流进行截断处理，该形式拥有的防渗效果较好。在进行帷幕长度应用时，需要遵循一定的应用原则。在进行帷幕长度应用时需要对相对不透水层标准范围线和水库蓄水前地下水位线进行考虑，确保帷幕能够延伸到水库正常水位处，从而能够和河床部位帷幕相连。工作人员可以以施工场地地质条件为基础，对帷幕延伸长度进行设计，并根据观测到的渗漏情况进行帷幕长度的设置。在进行帷幕厚度应用时，需要根据工程地质条件、帷幕稳定性、帷幕水力坡降允许范围、大坝基岩等进行确定。

帷幕灌浆施工方法应用。在进行帷幕灌浆施工方法应用时，需要对水利工程地质条件、钻孔状况和相关设计要求进行合理的选择。帷幕灌浆施工方法分为两个类型，即全孔分段灌浆与全孔一次灌浆。其中全孔分段灌浆又分为综合分段灌浆、自上而下分段法、孔口封闭自上而下灌浆法和自下而上分段法。综合分段灌浆主要是将自上而下分段与自下而上分段两种方法进行综合应用，该方法主要应用于一些钻孔深度较深或者地质条件复杂的水利工程中，比如一些透水性较大、完整性较好或者裂隙发育较好的岩层，便需要应用到综合分段灌浆方法。其中前段需要应用自下而上灌浆法，后段需要应用到自上而下灌浆法。自上而下分段法主要是在上部第一段进行钻孔施工与灌浆施工，然后按照顺序依次往下逐段施工。这种施工方式能够使将上串缝隙堵住，且堵塞效果比较好，不会出现反浆现象。孔口封闭自上而下灌浆法需要在孔口设置一个孔口封闭器，然后采取自上而下分段方式进行钻进和灌浆处理。这种施工方式能够将所有孔段复灌，从而提高堵塞的严密性。自下而上分段法主要是将钻孔钻到设计深度位置，然后从下段往上进行灌浆施工。这种施工方式能够节省时间，不需要进行钻孔较差，从而有利于施工进度与机械应用率的提升。

综上分析可知，帷幕灌浆技术对大坝坝肩防渗具有一定的促进作用，能够对水利设施的正常应用起到技术保障。因此，相关水利工程管理部门应加强帷幕灌浆技术在大坝坝肩渗漏处理中的应用和研究，从而为人们合理利用水力资源提供保障。

（作者单位：安徽水利开发股份有限公司）