关于组合防渗技术在土石坝除险加固工程中的应用

2020-02-15田茂海符那一

建材与装饰 2020年25期

田茂海，符那一

（贵州海河建设工程有限公司，贵州贵阳 550000）

在我国水利工程的建设发展过程中，水库工程是其中非常重要的构成环节，不但解决了局部地区的农业灌溉问题，同时也实现了水体资源的合理化分配和使用。在我国某些地区，水库工程经常会出现水体泄漏问题，属于一种对工程结构稳定性影响比较严重的病害，如果没有对其进行及时处理，不但会造成水库工程的防洪设施损坏，同时整个水体灌溉以及水资源储存等各个方面功能都无法得到有效发挥，严重的情况下甚至会出现水库大坝整体坍塌等严重事故。相关工作单位针对水库工程土石坝产生的各种病害问题，进行了实地勘测和分析，并且做出了相关的数据总结，通过不完全调查分析统计可以得出，我国已经存在超过7 成以上的水库工程土石坝存在水体泄漏问题，对整个水库工程的安全性和稳定性造成了严重的影响。因此，必须要提出更加科学有效的防渗技术，在土石坝的病害处理工作中加以应用，不断提高水库大坝的整体稳定性。

1 土石坝组合防渗技术

在我国一些中小型水库工程建设过程中，由于施工规模相对较小，因此在水库大坝的厚度上相对较薄，在防渗墙设计工作中，结合土石坝的上堵和下排的防渗处理工作方法，将振动沉模和高压灌浆两种施工技术进行有效衔接，以此来形成一种组合式的防渗工程结构。通过两种不同防渗技术之间的有效配合应用，可以实现防渗技术优势之间的有效互补，可以对水库大坝的渗水渗漏问题进行有效处理，提高水库大坝的整体安全性。

1.1 振动沉模防渗墙技术

振动沉模防渗墙施工技术在具体的使用过程中，主要是使用高频大功率偏心力振动锤设备，将两块矩形的空腹板交叉设计，设置在土石坝的深度地层结构当中，通过高压灌浆泵设备，将模板的底端向空腹模板当中直接加入防渗透浆液。在施工过程中采取边拔槽、边注浆的施工方法，通过循环的操作方式，有效保证灌浆施工的厚度，使得混凝土砂浆灌注完成之后，形成一道严密的防渗帷幕。在具体的施工过程中，通过不断振动同时提高注入的砂浆高度，在混凝土砂浆冷凝完成之后，可以形成一个完整的防渗漏墙体。通过这种防渗透处理方法，在整个施工连续性上更强，并且解决了传统防渗墙施工过程中存在的施工步骤烦琐，以及防渗结构不严密等各方面问题，同时在具体的施工过程中，可以避免外部环境因素对防渗墙体的质量形成的不良影响，防渗透墙体的质量可以得到合理的控制，整体的防渗透性能非常明显[1]。

1.2 高喷灌浆防渗墙技术

高喷灌浆施工技术在具体的应用过程中，通过钻孔处理之后，将特制的喷嘴注浆管直接深入到施工地层结构当中，通过使用灌浆泵将混凝土砂浆和空气混合介质以高压加压的方式直接喷射到施工区域表面，在强大的冲击力离心力以及材料支撑重力的影响下，可以将砂浆依照特定的比例进行充分混合，通过水泥沙浆的充填和挤压之后，将其进行重新组合与排列，等到混合液体完全凝固之后，形成一面完整且密实的防渗透墙体，整体的防水性能非常明显。

2 大坝病险现状及防渗加固措施

2.1 案例分析

针对我国贵州省某出现加固水库工程施工展开分析，该水库工程主要是以农田灌溉作为主要的服务工作形式，同时还兼顾了一些饮水、发电以及周围环境的生态养殖等相关供水功能。该水库工程的总容量大小为1993.86 万立方米，水库正常的水体容量为1612 万立方米，对于该水库工程的使用年限较长，在长时间的使用过程中出现了土石坝的渗水和漏水问题，同时因为该水库工程的设计标准相对较低，整体的施工质量相对较差，因此该水库工程常年处于一种带病工作的状态。

2.2 大坝病险现状

该大坝工程至建成投入使用以来，由于受到设计标准较低或施工质量较差等方面因素的影响，大坝在后期的长时间使用过程中产生了诸多病害问题，坝体和坝基的渗水漏水现象表现明显，大坝一直处于一种带病运行的工作状态，水库蓄水之后周边的农田地下水位明显上涨，同时土地的盐碱化现象非常严重。因此，相关水库工程管理工作单位，组织专业工作人员对大坝的整体使用状况以及安全状况进行全面排查和分析，确定了该大坝工程为三类坝。经过专业工作人员到现场勘测以及钻芯取样实验，分析大坝的自然接触面以下地质条件主要是以粉质砂岩体条件为主，岩体的渗透性较高。同时通过勘测工作之后发现大坝各个不同区域的碾压密实程度存在一定的差异性，并且在大坝的结合面区域，填筑施工质量相对较差，普遍存在裂缝、流土、涌水等诸多方面问题，大坝的坝体渗透系数偏高，属于中等透水性质。在具体施工过程中，坝体的基础表面清理不彻底，同时填筑施工材料的压实程度相对较低，坝体内部存在大量白蚁活动，大体的背部植被生长比较混乱，这些影响因素直接造成大坝结构受到各种侵蚀和影响，进而导致大坝出现不同程度的渗水和漏水问题。随着时间的推移，这一系列病害问题表现越来越明显，直接影响到大坝的安全稳定使用，必须要采取针对性的解决措施来进行处理，有效保证水库工程的渗漏问题得到解决，为当地

区域提供出充足的水利资源，推动当地的农业经济快速发展。

2.3 大坝组合防渗加固方案

相关工作单位针对该水库工程产生的具体病害问题，进行详细的分析和勘查，并且通过实地勘查工作之后，决定采用组合防渗技术，对水库工程土石坝的渗水和漏水问题进行处理。水库大坝的基础接触面，主要是以粉砂质泥岩作为主要的构成材料，砂纸材料的平均厚度为2m，小断层和节理裂隙发育整体性相对较差。由于该水库大坝的基岩结构分化程度相对较高，坝体填筑土壤的密实程度不足，很容易造成大坝整体渗漏问题，经过相关勘察工作人员的深入分析之后，采用组合防渗施工技术对大坝进行有效的加固处理。

在实地勘测工作中发现大坝的总高度仅为28.25m，同时防渗墙的厚度大约为200mm，整体的填筑施工量相对较少，为了有效提高出险加固工程的整体施工效益，以及提高防渗工作的整体效果，充分考虑到水库大坝防渗墙的防渗层厚度较薄等特点，选择高喷灌浆技术和振动沉模技术相结合的施工方法，在大坝基础以下2m 和基础以上9.5m 范围内，使用高喷灌浆施工工艺，在高喷防渗墙道坝顶以上20m 范围内，通过使用振动沉摸施工的方法和高喷防渗墙距离1m 的位置，采用高喷施工工艺将两种防渗技术之间进行有效组合，分别发挥出各自施工技术的优势，有效增强土石坝加固工程的整体效果[2]。

2.4 大坝组合防渗效果

依照水利水电工程混凝土防渗墙施工技术的相关规章要求，结合水工建筑水泥罐将施工的相关技术规范，对本次水库工程的土石坝进行防渗结构加固施工，其中大坝坝体以下部位和大坝基础结构使用高喷灌浆施工技术。在工程施工当中总共完成钻孔605 个，钻孔的总进尺深度达到9130m。工程施工单位为了有效检查防渗施工效果，依照工程施工现场的具体施工情况，进行了降水头注水实验和室内抗压检测实验，并且得出检测工作参数，工作人员经过详细的分析之后，可以看出坝基和坝堤下半部分使用高喷灌浆，施工处理之后整体的防渗性能得到了明显的提升，同时连续抗压强度也得到提高，整体的加固处理效果非常明显[3]。

2.5 坝体上部振动沉模防渗效果

水库大坝坝基和坝堤以下高喷灌浆防水墙施工完成之后，对坝体的上半部分结构采用振动沉模防渗板施工，该工作环节总历经时间为31d 完成，墙板面积达到了5575m2，充分展现出振动沉摸防渗板施工技术，所具有的施工效率较快、经济投入量较小以及防渗效果明显等多方面施工优势，施工完成之后对大坝的5个重要位置进行了防渗质量检查工作，防渗料板取样之后进行7d 室内实验检测。通过实验检测之后得出整体的防渗透施工效果以及抗压强度都得到了明显的提高，整体的防渗加固施工效果非常明显，在后续的土石坝使用过程中，没有出现明显的渗水和漏水问题，有效提高了整个土石坝结构的安全性和稳定性，实现了良好的施工效果[4]。