水利工程堤壩防滲加固技術(shù)探討

張春探 張秋玉

摘要：本文分析了堤壩工程出險種類及施工方案，對堤壩防滲加固技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：水利工程；堤壩；防滲加固

一、堤壩工程出險種類及施工方案

（一）水利工程堤防出險的主要種類

堤防出險包括滲透破壞、滑坡、開裂和沒治，其中以滲透破壞為主。滲透破壞主要表現(xiàn)為集中滲漏、管涌、流土、接觸沖刷、接觸流土。堤防滲透破壞險情可分為三類：首先，堤身產(chǎn)生的險情，主要是由于堤身物質(zhì)組成的不均勻性和填筑密實(shí)度的不均勻性造成的，如部分堤段堤身壤土為粉細(xì)砂、砂壤土或存在孔洞、裂縫等，主要表現(xiàn)為散浸、脫坡、漏洞、跌窩等。其次，堤身和堤基接觸帶產(chǎn)生的險情，由于筑堤時未清基，堤身堤基接觸帶物質(zhì)較混雜。第三，堤基產(chǎn)生的險情，主要是由于堤基存在透水性較強(qiáng)的砂層、砂壤土層所致。

（二）水利工程中堤防防滲施工方案的選擇

首先，堤身的防滲處理，可采用截滲墻、錐探灌漿和劈裂灌漿等防滲體。必要時還可幫堤以加厚堤身或翻挖重新填筑堤身。其次，對于堤防截滲墻，關(guān)鍵是要采用薄墻和廉價的材料才能有效地降低工程造價。目前常用的開槽法、深沉法、擠壓法造墻均可達(dá)到這一要求，其中深沉法造價最低，在墻深小于20m時最具競爭力高噴法造墻價格相對較高，但在一些施工場地狹窄、地下降礙物較多時，有較好的適應(yīng)性。第三，對于砂卵礫石含量較高粒徑較大的地層，則應(yīng)考慮采用沖擊鉆并配合其他開槽方式成睹，當(dāng)然造墻成本也會大大提高根據(jù)堤防工程的特點(diǎn)，對這類地層險工段的肪滲處理，也可考慮采用蓋重排水減壓反濾保護(hù)等其他措施。

二、堤壩防滲處理

堤壩防滲處理原則和主要處理方法。針對上述幾種情況，我國防滲一般采用灌漿或防滲墻措施來處理滲透或降低浸潤線，采用防滑樁或壓重等措施來提高抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)?；碌奶幚肀容^復(fù)雜，要從滑坡的起因上解決問題。最好的途徑是降低壩體浸潤線或提高土體強(qiáng)度指標(biāo)。近些年來，隨著土工合成材料的發(fā)展，用土工膜或復(fù)合土工膜防滲和用加筋材料提高土體穩(wěn)定性得到越來越廣泛的應(yīng)用。對壩基滲漏的處理一般依據(jù)上游“鋪、截、堵”，下游“導(dǎo)、減、排”的原則所謂“鋪、截、堵”就是修建鋪蓋、防滲墻和帷幕灌漿等以減小滲漏量；“導(dǎo)、減、排”是修建導(dǎo)滲反濾體、減壓井、排水溝等以降低揚(yáng)壓力。

三、堤壩灌漿防滲的幾種方法

（一）劈裂式帷幕灌漿法。所謂劈裂式帷幕灌漿，主要用于加固堤身，防止堤身滲漏。其方法是根據(jù)堤壩曲直不同情況，用淺孔輕便鉆機(jī)或更簡單的鉆具，分別采用梅花形布孔和直線布孔方式，沿堤壩軸線從堤頂離堤外肩1.5m處鉆孔，一般孔距3m，孔深根據(jù)堤身情況分別以鉆透堤身填土或穿過堤身鉆入基礎(chǔ)1～2m為宜。灌漿時由下而上，少灌多復(fù)；泥漿由稀到稠，循序漸進(jìn)；壓力由大到小，靈活掌握。這樣，可以較好地處理灌漿中出現(xiàn)的冒漿、串漿、滑坡、局部隆起等各種問題，使灌入的泥漿沿堤的軸向形成一道帷幕，達(dá)到改善堤身質(zhì)量、提高堅(jiān)固度和防止?jié)B漏的目的。

（二）低壓速凝式灌漿法。這種灌漿方法一般用于高危水位下?lián)岆U堵塞管涌，它可根據(jù)管涌所處位置的地質(zhì)情況（即粘土層或砂礫層）分別采用30型鉆機(jī)或50型鉆機(jī)鉆孔，然后先向孔內(nèi)注入浸水后即膨脹的物質(zhì)（如黃豆、大米），再以小于49kPa的壓力徐徐向孔內(nèi)灌入加進(jìn)速凝劑水玻璃的水泥漿。注入膨脹物質(zhì)是為了加大管涌內(nèi)阻力，減慢管涌內(nèi)水流速度，防止水泥漿隨水流出；加入速凝劑，水泥漿能很快凝固而堵塞管涌。

（三）高壓填充式灌漿法高壓填充式灌漿主要用于堤基基礎(chǔ)灌漿，亦用于堤身蟻穴、溶洞的填充。用于基礎(chǔ)灌漿時，須用50m工程鉆機(jī)在需灌的堤段從堤頂鉆孔，孔距1.5～2.0m，孔深以鉆入基礎(chǔ)穿過砂層進(jìn)入礫石層2m左右為宜。灌漿時壓力一般為127.40～166.60kPa，套管下到填土層保證堤身干燥，基礎(chǔ)部分砂礫層灌入水泥漿，然后逐步提升到土層，以黃泥漿封孔。這種灌漿法主要用于治理因基礎(chǔ)不良而引起的管涌。用于填充蟻穴、溶洞時，灌漿用30型鉆機(jī)先在蟻穴或溶洞周圍布孔灌入泥漿，形成包圍圈，然后進(jìn)行填充，則填滿為止。

（四）通過灌漿加固，形成防滲體此方法適用于漿砌石重力壩。在水利大壩的上游面的固結(jié)灌漿，堵塞一些漏洞以及縫隙，加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)壩體的防滲性能，在此基礎(chǔ)上提高壩體整體的承載能力和完整性。而在施工中壩下游面追蹤固結(jié)灌漿，在下游壩面有漏水或溶蝕物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注漿管進(jìn)行灌漿，以堵塞漏水通道和壩體空洞、裂縫，加固壩體，增加壩面穩(wěn)定性和抗沖刷能力這種反向灌漿工藝，非常適合拱壩和支墩壩工程，對重力壩工程只有搞清揚(yáng)壓力并設(shè)排水孔也可采用采用這種方法時最好是壩前無水。壩面重新剔勾縫，剔縫后，用高標(biāo)號水泥砂漿干硬性預(yù)縮水泥砂漿或用防水材料配制高標(biāo)號水泥砂漿勾縫，提高壩面防滲漏能力及壩體穩(wěn)定性、整體性和抗凍融抗風(fēng)浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追蹤”灌漿治漏加固法。

四、混凝土防滲墻技術(shù)

（一）高壓噴射防滲墻。高壓噴射防滲墻是借助于高壓射流沖擊擾動壩基覆蓋層，同時灌入水泥漿，使?jié){液與被灌地層土顆粒摻混，形成防滲墻。

（二）自凝灰漿防滲墻。自凝灰漿防滲墻是在塑性混凝土墻的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。使用水泥、膨潤土并摻入少量緩凝劑制成“自凝灰漿，在凝固前可作為造孔中的固壁泥漿，完工后自行凝固，形成墻體起防滲補(bǔ)強(qiáng)作用。該技術(shù)在美國、法國等國家均己使用，我國尚處于起步階段。

（三）垂直鋪塑。垂直鋪塑是利用鏈斗式挖槽機(jī)，通過鏈條及鏈斗連續(xù)挖掘出渣，形成連續(xù)的槽孔，并用泥漿固壁，成槽后隨即輔設(shè)防滲薄膜，回填粘土。挖槽深度一般≤15m，槽寬為15～30cm。適用于砂壤土層，工效較高。

（四）水泥土攪拌樁防滲墻。運(yùn)用深層攪拌樁機(jī)把水泥漿噴入土體并攪拌，使水泥與土體混合，經(jīng)水泥的水解、水化和離子交換等一系列反應(yīng)，硬結(jié)成墻2002年長江堤防防滲工程中被廣泛應(yīng)用，共造墻98×104m2，占總成墻面積的69%。其優(yōu)點(diǎn)是造價低（90～130元/平方米），設(shè)備輕便，墻厚為25～30cm時，在深15m范圍內(nèi)墻體完整性較好。適用于細(xì)粒料的土砂層及含少量礫石的砂礫石層。

（五）帷幕灌漿。帷幕灌漿是把一定配合比的具有流動性和膠凝性的漿液，通過鉆孔壓入巖層裂隙中，經(jīng)膠結(jié)硬化后提高巖基的強(qiáng)度，改善巖基的整體性和抗?jié)B性。

五、結(jié)語

總之，堤壩滲漏問題一直都是水利工程的典型病害問題，不僅對人民的財產(chǎn)安全產(chǎn)生一定的威脅，而且在一定程度上制約經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的提升水平。因此在以后的水利工程施工中應(yīng)結(jié)合水利工程的運(yùn)行情況，采用科學(xué)適用的防滲技術(shù)，來保障水利工程的正產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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