水库除险加固工程中防渗处理设计

□赵子龙

（福建省永川水利水电勘测设计院有限公司）

0 引言

中国在早期兴建的水库工作当中，由于生产力落后等多种因素的影响，很多水库都有安全的隐患。而渗漏造成的病险比例大，因此如何治理是至关重要的事情。水库渗漏的原因比较多，要根据实际情况采取相应的除险加固措施，避免对居民生命、财产安全造成威胁。

1 水库进行除险加固的重要性分析

当前资料显示，中国当前修建了大约八万多座水库，由于建设的时代不同，各个水库自身的建设标准、施工水平和管理水平有着明显的差异。对于一些早期水库来说，各个方面的质量比较差，同时由于年代比较久远，老化比较严重，这都会造成各型水库发生了程度不同的裂缝、渗漏等隐患。对于这些隐患，如果处理不到位或者不及时，将会产生十分严重的后果，会对社会的稳定和发展造成较大的影响，是社会的不安稳因素。另外，水库当中存在的各种病害会对水库发电、防洪等功能产生较大的影响，不但无法实现建设水库的经济效益功能，反而使其成为埋在附近居民身边的一颗地雷。而在所有水库病害当中，水库渗漏是最主要也是最常见的一个原因，因此，对水库进行除险加固，解决水库大坝的渗漏问题是十分重要且迫切的。

2 当前水库处理的有效方式分析

一般来说，已建水库的渗漏问题处理通常采取上下结合方式进行处理。目前在对水库大坝进行防渗处理时通常采取以下几种技术：

2.1 混凝土防渗墙技术

混凝土防渗墙技术在水库防渗处理当中应用时间比较早，其本身是一种传统的、能够在松散透水地基中进行垂直防渗处理的常见措施。但混凝土防渗墙的施工条件要求较高，首先需要在水库堤坝的渗漏处沿墙体轴线进行造孔成槽，一般需动用冲击式、回转式、钻铣式钻机或液压抓斗等大型机械设备开槽，然后再进行换浆工序。清孔换浆是在造孔的过程当中，选用膨润土或优质粘土制成泥浆用以固壁、悬浮和携带岩屑、冷却和润滑钻头，然后将孔内含有大量砂粒与岩屑的泥浆更换成质量合格的泥浆，常用的机具有压缩空气吸泥器、砂石泵等。泥浆的质量也直接影响造孔的进度、质量与安全。最后就需要在4 h以内向槽孔当中进行混凝土的灌输。在这个过程中需要对混凝土的灌注质量进行严格的检测，在大坝渗漏处能够形成坚实的混凝土墙体，避免发生水库渗漏的情况。当前阶段来说，中国运用混凝土防渗技术应用较多，十分成熟。但是在小型水库当中无法应用造槽的相关设备，因此这种技术存在一定的局限性。

2.2 复合土工膜防渗处理技术

2.2.1 原理分析

复合土工膜是一种合成材料，其自身的防渗效果比较好。其在存在渗漏的水库大坝坡面上进行铺设以后，需要在上层铺设砂垫层和坝基构建成一个具有整体性的防渗体系。

2.2.2 流程

铺设复合土工模前需要处理水库大坝坡面，首先需要进行坡面修整工作，这主要是为了能够保证坡面自身的平整度，让土质的紧密度达到实际的要求。具体流程如图1。

2.2.3 方法

2.2.3.1 施工准备

首先，检查复合土工膜的材料质量，保证各项指标都能够达到要求；其次，在进行坝面的清理工作时需要将尖杂物全部清除掉，适当回填欠坡，提供较好的工作坡面。土工膜的场内拼接通常是为了能够提升土工膜的质量，尽可能采用宽幅的膜，这样就能够降低现场拼接量。

图1 复合土工模施工工艺流程图

2.2.3.2 铺设复合土工膜

包括坝脚铺设和坡面铺设，铺设时保证沿坝坡方向能够水平的进行滚铺。铺设坡面完成后顺坡面的轴线方向滚铺，这样就能够与坡脚的复合土工膜连接。铺设时膜与膜之间及膜与基面之间要压平贴紧，但不宜将膜拉得过紧，一般略松即可，且不可在膜底留有气泡。

2.2.3.3 拼接复合土工膜

土工膜可以通过两布一膜的方式，一般焊接土工膜会有生产厂家派专门的技术人员进行有效指导，其中土工膜需要通过热河土工膜焊接机进行焊接，土工布利用手提式缝包机进行缝接。在焊接以前要利用吹风机将去膜上的沙子和泥土等杂物去除掉。焊接时在膜下方垫上长木板，保证焊接机的运行平整。

2.3 高压喷射灌浆防渗技术

高压喷射灌浆防渗技术是指将高压设备运行动能转化为一定强度的压力，促使浆液经由注浆管喷射而出，形成流速快、压强大的喷射流束，对地层土体产生一定的冲击力。且使用水泥基质浆液进行填充，形成板状凝结体，增强地基结构的防渗能力与承载能力。具体流程如图2。在实际施工过程中，施工人员还要增大桩基与周围土体的密度，避免地层中透问题。高压喷射灌浆防渗技术不需要大面积开挖作业，由此，极大地减少了施工任务量，防止对施工现场造成二次破坏，提升施工过程的可靠性和高效性。这种防渗处理方式适合于地质十分松软、套管容易打入的土层当中，因此无法在卵石直径较大的地层当中实施该技术。其中，高压旋喷灌浆技术在实际中的应用十分广泛，是目前众多土石坝水库当中较为常见的一种坝体防渗技术。

图2 高压喷射灌浆防渗技术的施工流程图

2.4 振动沉模防渗板墙技术

振动沉模防渗板墙技术的核心原理是使用功率大、频率高的施工设备，将空心钢模板转移到大坝地层中，之后再将具有防渗作用的混凝土砂浆注入地层，形成完整的防渗墙体。振动沉模防渗板墙技术具有施工流程简便，施工工艺单一化，且施工进度快等优势特征。但该技术也具有一定的局限性。如果大坝地层土质较为坚硬，则会阻碍空心钢模板的下沉。绝大多数水库堤坝的陡度都较大，且粘土斜墙质量较差，一旦施工作业产生较强的震动效应，必然会对堤坝造成二次伤害。因此，振动沉模防渗板墙技术并不适用于水库抢险加固工程。

3 结语

水库除险加固工程关乎国计民生，是一项十分重要的项目。而每种防渗处理技术都有自身的限制，在进行水库防渗处理时要根据实际情况选择合理的处理技术。目前国家政府和水利部门不断提升对水库除险加固工作的重视程度，相关专家和学者则需要进一步分析和研究，不断地探索和研究出更加合适的防渗处理技术，针对水库水库渗漏的实际状况，制定出高效又合理的防渗处理方案，这样才能够降低经济和成本，提升施工质量，保障人民的财产和生命安全。