淺談水利工程堤壩防滲加固技術(shù)

謝主德 靖小燕 周求文

【摘 要】本文就對水利工程的出險種類以及施工方案的選擇做一些簡略分析，并對水利工程堤壩防滲加固技術(shù)做一些詳細(xì)探討，以充分達(dá)到增強(qiáng)水利堤壩工程質(zhì)量的目的。

【關(guān)鍵詞】水利工程；堤壩；防滲加固技術(shù)；探討與分析

文章編號：ISSN1006—656X（2013）09 -0189-01

水利工程壩體的穩(wěn)定與牢固性，對于工程建設(shè)的良好投資以及安全運(yùn)行有著直接的決定作用。通常情況下，水利工程比較常見的病險就是滲漏問題，這種滲漏包括地基滲漏以及壩體滲透。對現(xiàn)有的壩體進(jìn)行科學(xué)有效的加固不僅可以增強(qiáng)其穩(wěn)定性，還能降低水利工程維護(hù)的成本。

一、堤防出險種類與施工方法

水利工程的堤防出險一般包括堤壩的滲透破壞、堤壩滑坡以及堤壩開裂等，其中滲透破壞最為常見。滲透破壞主要表現(xiàn)在對堤壩的集中滲漏、接觸沖刷以及接觸流土上。水利工程堤防滲透破壞險情可分為三種情況：其一是堤壩本身產(chǎn)生的險情，這種險情產(chǎn)生的原因主要是因為堤壩本身物質(zhì)的組成不是很均勻以及填筑密度比較不合理，例如堤壩的堤段和堤身中的壤土是粉細(xì)砂或者存在裂縫等，這種情況的出現(xiàn)一般為堤壩脫坡、堤壩出現(xiàn)漏洞以及堤壩跌窩等所引起的。其二是堤壩的堤身以及堤基接觸帶產(chǎn)生的不良險情，由于在筑堤的時候沒有及時清理，堤壩的堤身以及堤基接觸帶中含有的物質(zhì)比較混雜。其三是堤壩的堤基產(chǎn)生的險情。這種險情主要是因為堤基中存在很多容易透水的砂層以及砂壤土所導(dǎo)致的。

對于堤防出險的施工方法，首先是對堤壩的堤身進(jìn)行防滲處理，可以運(yùn)用截滲墻以及劈裂灌漿等形式來進(jìn)行處理。如果有必要，可以采取加厚堤壩的堤身或者采取翻挖重新填筑堤壩堤身的方式進(jìn)行處理。其次是對于堤壩堤防截滲墻的處理，要采用比較廉價的材料才能很好降低工程造價。當(dāng)前使用的開槽法以及深沉法造墻可以達(dá)到這一廉價功能，其中，深沉法的造價最低，在一些水利工程施工較為狹窄以及地下障礙物比較多的現(xiàn)場有著良好的適應(yīng)效果。其三是對于那些砂卵或者礫石有較大含量的地層，要使用沖擊鉆并有效配合其它開槽方式成睹。

二、水利工程堤壩防滲加固技術(shù)研究

（一）防滲

在我國，水利工程堤壩防滲通常情況下采用灌漿或者防滲墻的措施來進(jìn)行處理滲透，在這個過程中，利用防滑樁等方式來增強(qiáng)堤壩抗滑的安全系數(shù)。堤壩的滑坡處理一般比較復(fù)雜，在處理的時候一定要從堤壩滑坡的起因上尋找問題并解決問題。其中比較有效的途徑就是合理降低堤壩壩體的浸潤線的指標(biāo)。當(dāng)前，隨著土工合成材料的不斷發(fā)展與提高，利用土工膜進(jìn)行防滲在水利工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。對堤壩壩基滲漏的處理一般依照水體上游“鋪設(shè)、截斷、堵塞”和下游“疏導(dǎo)、刪減、排放”的原則來進(jìn)行。

（二）灌漿防滲

首先是劈裂式帳幕灌漿。這種灌漿方式一般是為了保證堤壩堤身的堅固，有效降低滲漏出現(xiàn)的記錄。其應(yīng)用方式是結(jié)合堤壩曲直的不同情況，用淺孔輕便鉆機(jī)或者是更簡單的鉆具，分別采取梅花形布孔以及直線布孔的方式，沿著堤壩軸線從堤壩頂部距離堤外肩1.5m處進(jìn)行鉆孔，鉆孔的孔距一般在3m左右，鉆孔的深度要依照堤身情況分別用鉆透堤身填土或者穿過堤身鉆入基礎(chǔ)1—2m為最佳。灌漿時要采取由下而上的方式，少灌多復(fù)；泥漿要由稀到稠，循序漸進(jìn)的進(jìn)行；壓力要由大到小，靈活的掌握。這樣一來，就可以很好地處理灌漿中的冒漿、串漿、滑坡以及局部隆起的問題，并能使灌入的泥漿沿著堤壩的軸向形成一道帷幕，從而達(dá)到改善堤身質(zhì)量、增強(qiáng)堅固度以及防止?jié)B漏的作用。

其次是低壓快凝灌漿。這種灌漿法一般常用在水位較深搶險堵塞管涌，它可依照管涌所處位置的具體地質(zhì)情況分別采取30型鉆機(jī)或者50型鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，然后先向這些孔內(nèi)注入如黃豆或大米這些浸水后能夠迅速膨脹的物質(zhì)，再用小于49kPa的壓力慢慢向孔內(nèi)注入加進(jìn)速凝劑水玻璃的水泥漿。注入黃豆或大米這些膨脹物質(zhì)是為了能有效加大管涌的內(nèi)阻力，減緩管涌內(nèi)水流的速度，預(yù)防水泥漿隨水流出；在孔內(nèi)加入速凝劑，水泥漿能快速凝固而把管涌給堵塞住。

最后是高壓填充灌漿。這種灌漿方法通常被用到堤壩堤基基礎(chǔ)活動當(dāng)中，可以用于對蟻穴以及溶洞的填充。在進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿的時候，需要運(yùn)用50m工程鉆機(jī)在需要灌漿的堤段從堤頂鉆孔，鉆孔的孔距一般為1.5～2.0m，孔深的深度以鉆入基礎(chǔ)能穿過砂層進(jìn)入礫石層2m左右為最佳。灌漿時壓力一般在127.40～166.60kPa左右，套管在下到填土層的時候要保證堤身干燥，基礎(chǔ)部分的砂礫層灌入水泥漿，然后逐步提升到土層，讓黃泥漿封住孔隙。它通常適合用到應(yīng)對由于基礎(chǔ)較差而導(dǎo)致的管涌問題中。當(dāng)它用來填充蟻穴的時候，先用設(shè)備在其附近布設(shè)孔然后在孔內(nèi)倒進(jìn)泥漿，接下來進(jìn)行填充，一直到填滿就可以停下。

（三）混凝土防滲墻

對于混凝土防滲墻的技術(shù)，一般分為高壓噴射、自凝灰漿、垂直雕塑、水泥土攪拌樁以及帳幕灌漿五種技術(shù)方式，下面就對這五種混凝土防滲墻技術(shù)進(jìn)行一些分析。

1、高壓噴射。通常情況下，高壓噴射防滲墻主要是利用高壓噴射技術(shù)，在軟基中鉆孔內(nèi)噴射水泥漿與被攪動的砂礫土顆?；旌夏Y(jié)硬化而建成的地下連續(xù)墻。

2、自凝灰漿。自凝灰漿防滲墻是在以往的塑性混凝土墻的基礎(chǔ)上發(fā)展演變而來的。它是通過水泥、膨潤土等材料并且加入少量的緩凝材料形成自凝灰漿，在灰漿凝固之前可以作為造孔中的固壁泥漿，當(dāng)整個項目完成以后自凝灰漿就會自動凝結(jié)起來，成為一個墻體，從而起到比較好的防滲補(bǔ)強(qiáng)的效能。自凝灰漿防滲墻被美國和法國這些發(fā)達(dá)國家所使用，我國目前尚處于比較晚的起步階段。

3、垂直雕塑。垂直鋪塑是運(yùn)用鏈斗式的挖槽機(jī)，經(jīng)過鏈條以及鏈斗連續(xù)進(jìn)行挖掘出渣，形成一個連續(xù)的槽孔，并用泥漿固壁，成槽以后立即輔設(shè)防滲薄膜，并積極回填粘土。需要注意的是，挖槽深度一般不要超過15m，槽寬一般在15—30cm左右。垂直雕塑技術(shù)多適用于砂壤土層種，功能效用會比較高。

4、水泥土攪拌樁。水泥土攪拌樁防滲墻主要是通過專門的設(shè)施設(shè)備將水泥漿噴射到土壤中，然后充分的進(jìn)行攪拌與拌合，經(jīng)過由水解等相關(guān)的反應(yīng)活動形成一個墻體。水泥加固土的原理是基于水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)過程，水泥是在具有一定的活性介質(zhì)土的圍繞下進(jìn)行反應(yīng)，硬化的速度比較慢，作用也比較復(fù)雜。水泥水解和水化生成各種不同的水化合物以后，有的發(fā)生離子交換以及團(tuán)?；饔?，使水泥土的土體強(qiáng)度大大增強(qiáng)。它的主要優(yōu)勢就是成本經(jīng)濟(jì)實惠，而且裝置的重量不是很大，墻體厚度為25—30cm時，在深度為15cm范圍內(nèi)墻體的完整性比較好。其適用于那種細(xì)粒料的土砂層以及含有少量礫石的砂礫石層。

5、帳幕灌漿。所謂帷幕灌漿就是把一定配合比的具有流動性以及膠凝性的漿液，經(jīng)過鉆孔壓入巖層的裂隙中，經(jīng)過膠結(jié)硬化以后增強(qiáng)巖基的固有強(qiáng)度，有效改善巖基的整體性以及抗?jié)B性。

三、結(jié)語

水利工程堤壩的牢固性與穩(wěn)定性，對施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益有著重要影響，也同時關(guān)系著人們的生命財產(chǎn)安全，因此，一定要做好水利工程堤壩防滲加固的技術(shù)。同時，因為各個地區(qū)的地理條件以及水利的蓄洪壓力各不相同，對堤壩壩體的穩(wěn)定因素的影響也各種各樣，在水利工程施工中，選擇使用什么樣的防滲加固方式要依照具體的實際情況來進(jìn)行確定，要從根本上提高水利工程堤壩防滲加固的質(zhì)量，從而贏得最大化的社會經(jīng)濟(jì)效益。