灌浆防渗处理技术在水库除险加固中的应用

张二勇，杨小玉

（济源市水利建设投资有限责任公司，河南 济源 459000）

0 引言

水库大坝是维持国家社会稳定运行的重要基础设施，对水库在运行过程中可能面临的安全问题进行处理有重要意义。现如今，在对水库进行除险加固时，已经开始广泛使用灌浆防渗处理技术，其安全系数较高，而且还可以对施工成本进行控制，确保水库的稳定运行。

1 防渗技术

1.1 霹裂帷幕灌浆防渗技术

劈裂帷幕灌浆防渗技术是一项中国研发的重要技术，对于水库防渗处理作用显著，而且可以适用于不同地质环境下的水库，防渗效果较好。如果水库的防渗帷幕是垂直连续的，那么就可以使用该技术，能够明显提升水坝的整体稳定性，而且可以避免坝体在经过长时间的使用之后出现变形。

1.2 高压喷射灌浆防渗技术

高压喷射灌浆防渗技术也是一种可以应用于水库除险加固施工中的重要技术，这一先进技术是从日本引进而来的，可以有效加固地基工程，中国在将该技术引进来之后，对这一技术进行了适当改造，可以作用于覆盖层和接触面处，起到防渗漏的作用。

1.3 地下连续墙防渗工艺

应用该工艺技术对水库进行加固时，需要使用特殊机械在坝基处连续造孔成槽，在作业过程中需要使用泥浆对坝壁进行加固，在完成成孔操作之后，要把导管设置在槽孔之中，使用水下提升导管法将泥浆灌注到槽孔之中，形成一堵类似墙体的建筑。为了提高墙体的抗渗性能，需要将墙体厚度控制在30～120 cm。此外，在运用该技术时还需要分段进行施工，在完成一个槽孔施工之后，再进行下一个墙段的构建，最后再将所有墙段连接起来，使其形成一个整体。地下连续墙防渗工艺可以在许多复杂地层使用，而且具有明显的防渗截渗效果，但是，缺点在于造价高，而且涉及到多个施工工序，对机械工作面要求较高。

2 水库除险加固概述

各项因素都会影响水库的稳定运行，人力破坏、设备材料老化以及环境因素等，都会对水库造成侵蚀，以至于水库的正常运行受到影响。所以，要想始终稳定运行水库，发挥出水库工程的社会效益，就应该及时排查水库存在的运行隐患，并根据问题产生原因对水库进行加固和修补，这就是水库除险加固施工。

3 水库渗漏问题的产生原因

3.1 岩石风化造成的渗漏

在修建水库工程时会使用岩石材料，虽然在选用岩石时会重视岩石的质量和硬度，但是水库在经过一段时间的运行过后，岩石会受到外界环境的影响而风化，以至于岩石结构的防渗作用降低，不能阻挡水流对坝基的侵蚀，造成水库渗漏问题的产生。

3.2 坝体结构不合理造成的渗漏

设计人员在对坝体结构进行设计时，未充分考虑结构设计的合理性，导致坝体在运行中出现涌管断裂的情况，或者是涌管和坝体未能紧密镶嵌，这样一来，坝体的整体防渗工艺就会遭到破坏，最终引发水库渗漏问题。

3.3 在修建坝体时使用的防渗材料质量不合格

施工团队在修建坝体结构时，需要严格把控防渗材料的质量，如果防水材料的质量不符合要求，那么将会对水坝的整体质量产生直接影响。以防渗土料为例，如果材料质量不符合施工要求，那么就会有许多碎石掺杂在防渗土料中，而且在对材料进行混合搅拌之后，也会有大量的水分，这样在建设坝体时层，就会出现分层的情况，导致水库出现渗漏问题。

3.4 砂砾石层的堆积造成的渗漏

水坝修建位置的地势高低对部分河流分支的走向起到决定性的作用，在水坝开始运行之后，砂砾碎石会随着水流流向河床处，并持续不断地冲刷河床，在河床处堆积成砂砾石层。水流在流动的过程中会带动砂砾上下跳动，这也是冲蚀洞产生的主要原因，会严重危害水库的安全运行，导致水库出现渗漏问题。

4 灌浆防渗处理技术的应用

4.1 大坝防渗加固设计

可以对水库运行和效益产生重要影响的一项主要因素就是水库渗漏，所以，工作人员要想维持水库的正常运行，避免因为水库渗漏而出现经济损失，需要对引发渗漏问题的原因进行排查，然后对除险加固方案进行设计，维持水库的稳定运行。首先，如果是因为水库基岩层间出现裂隙而导致水库渗漏，那么工作人员可以采取垂直防渗方案，工作人员需要在裂隙位置进行钻孔操作，然后将配制好的水泥浆通过孔洞灌入到裂隙之中，以此来增加岩层的强度。其次，如果目标工程的基岩强透水地层厚度超出30 m，那么就可以采用水平防渗处理方案对水库进行除险加固操作。目前灌浆帷幕深度大于30 m的成功案例很多，决定水平防渗处理方案适宜性的条件主要是地形坡度、地基稳定性、地下水变动幅度频率和水库放空条件等，同时，还要结合水库防渗性能要求以及施工成本，确定复合土工膜的铺盖长度。

4.2 帷幕灌浆设计

4.2.1 施工前期的现场勘查

工作人员在施工前期对施工现场进行勘查，主要是为了明确施工现场的地质条件，并对水库的相关信息进行详细记录，以确保后期可以顺利完成灌浆作业施工。除此之外，对施工现场进行细致勘查，也是保证施工质量的重要前提。

4.2.2 确定帷幕深度

施工人员在确认帷幕深度时，如果该区域内存在天然的淤积，那么帷幕深度可以控制在10 m左右，这样就能够满足水库的渗流稳定需求；如果不需要考虑该区域内的淤积铺盖作用，只需要设置20 m 的帷幕深度就可以使渗漏稳定需求得到满足。除此之外，在设置帷幕深度时，还需要考虑基岩岩性、构造等特征裂隙，以及此处是否存在渗流通道，最终确认帷幕深度。

4.2.3 确定钻孔孔距

一般情况下，在采用灌浆帷幕技术对坝基进行加固处理时，会设置单排孔，并将孔距和排距控制在1.50～3 m之间。但是，因为工作人员需要通过现场试验才可以确定帷幕灌浆孔的实际间距，所以在开始设计阶段，需要由施工人员根据自身经验以及施工现场的基岩破碎情况，并且参考基岩的裂隙倾角，来初步确认帷幕灌浆孔间距。对于地质条件复杂、水库渗漏较严重和防渗标准较高的工程可考虑设计双排或三排帷幕，以确保达到防渗效果。

4.2.4 钻孔

在开始进行钻孔操作之前，要求施工人员对钻孔的位置以及孔的数量进行确认。在进行钻孔作业时，需要以“先疏后密”作为主要施工原则，根据设计方案确认钻孔位置和钻孔深度，以确保后续作业可以顺利完成。

4.2.5 浆液

施工人员需要在现场制作灌浆浆液，在处理浆液的时候，需要借助搅拌机器将材料充分搅拌均匀，如果材料未能搅拌均匀，不能进行灌浆操作。此外，为了避免因操作失误而造成浆液浪费，需要严格监督现场施工，确保严格按照灌浆规范进行操作。

4.2.6 灌浆

灌浆是灌浆防渗作业中的核心环节，在开始操作之前，需要对操作人员的行为进行严格规范，并且确保施工操作完全符合施工要求，如此才可以将灌浆的作用发挥出来。在开始作业时，最先填充的位置是石碓体的上游和下游，中游位置最后填充，要严格按照以上顺序进行作业，这样才能够保证施工效果，并发挥出灌浆防渗技术的实际作用。

4.2.7 封孔

在灌浆施工完成之后，施工人员需要采取目测的方法对现场进行观察，确保灌浆施工质量达标。此后，工作人员需要对各环节的施工情况进行质量检测，并详细记录检查结果，如果在对各环节进行检查时，一旦发现某一环节存在安全隐患，则需要及时采取处理措施排除隐患。最后，在检查完灌浆外观之后，还需要检测灌浆防渗性能，以确保灌浆质量符合要求。

5 结论

防渗处理是保证水库工程建设质量的关键，所以，施工人员需要以水库的实际运行情况为依据，排除水库险情并对其进行加固处理，考虑水库工程的资金投入情况，要选择经济适用性较高的处理技术，确保灌浆技术的选用符合施工要求，充分发挥出灌浆防渗技术的优势。水库的运行关系到社会民生，因此必须要提高对加固防渗处理施工的重视，同时，还应该对加固防渗技术进行优化和创新，以确保水库工程能够持续稳定运行。