水利堤壩工程防滲加固探討

馬建軍

在我國中小型水利水電樞紐工程經(jīng)歷著風(fēng)雨的侵蝕，年久失修，許多工程存在著不同程度的病險問題，這些工程病險主要有以下幾種：1、壩體、壩基滑坡、開裂；2、壩體、壩基多有滲漏、滲透破壞現(xiàn)象；3、工程建筑物老化失修，防洪能力明顯降低。這些病險不僅造成水利水電樞紐工程不能正常運(yùn)行，充分發(fā)揮其效益，而且還嚴(yán)重威脅到下游人民生命財產(chǎn)的安全，因此急需進(jìn)行除險加固處理。

水利工程最主要的病險是滲透問題，包括地基滲透和壩體滲透。防滲一般采用防滲墻或灌漿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)。要根據(jù)不同的壩基、壩型和病因等情況，采取不同的處理方法。

一、土壩滲漏處理

1、斜墻法。對因施工質(zhì)量不好，產(chǎn)生管涌、管涌塌坑、斜墻被擊穿、浸潤線及逸出點(diǎn)被抬高，引起壩身普遍漏水等情況，可用斜墻法處理。

2、灌漿法。在預(yù)定部位鉆孔灌漿以形成帷幕或堵塞孔隙達(dá)到防滲目。

3、防滲墻法。防滲墻法是處理壩身滲漏較為徹底的方法。防滲墻一般要求墻體厚度小、滲透系數(shù)低、柔性強(qiáng)、耐久性好及單位面積造價低。防滲墻施工有多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈斗法、薄型抓斗、射水法和倒掛井法等成墻工藝。

4、導(dǎo)滲溝法。對壩身滲漏，背水面發(fā)生散浸，但不致于引起壩坡失穩(wěn)時，采用導(dǎo)滲溝處理是一種較為有效且施工簡便的方法。

5、導(dǎo)滲培厚法。對壩身滲漏比較嚴(yán)重。散浸面積大，浸潤線逸出點(diǎn)明顯高于排水設(shè)施。且壩身明顯單薄的。可用導(dǎo)滲培厚法處理。在下游坡加筑透水后餞，或在原壩坡上填筑一層排水砂層，培厚壩身斷面，增厚后的新老排水設(shè)施要相互連接，才能起到導(dǎo)滲效果。

6、導(dǎo)滲砂槽法。在滲漏嚴(yán)重的壩坡部位，用鉆機(jī)鉆成一些并列的排孔，開成一條條導(dǎo)滲砂槽。

7、使用土工織物、塑膜、組合膜等處理壩身滲漏。

8、毒殺生物，堵塞洞穴。土壩如因白蟻、鼠獾等動物鉆洞穴居而造成漏水時，必須將為害的動物殺除，并將洞穴堵塞。

二、水壩加固技術(shù)

根據(jù)水壩不同的部位進(jìn)行不同的施工方法，壩體、壩基帷幕灌漿主要充填漏洞和縫隙，防滲裁漏，通過灌漿加固，形成防滲體。此方法適用于漿砌石重力壩。壩上游面固結(jié)灌漿，堵塞漏洞和縫隙，加固補(bǔ)強(qiáng)壩體和提高防滲性能，以進(jìn)一步提高壩體的承載能力和完整性。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。

三、灌漿防滲技術(shù)類型及其特點(diǎn)

1、高壓噴射灌漿

在堤壩防滲工程中，高壓噴射灌漿技術(shù)與常規(guī)砼防滲墻相比，可不同程度地降低工程造價，具有開挖量小、占地少、設(shè)備簡單、灌漿工效高、造價低、對臨近建筑物影響小的特點(diǎn)。此項技術(shù)很大程度地提高了江、河、湖、庫、渠的堤壩防滲抗災(zāi)能力，減輕防洪壓力。高壓噴射灌漿防滲是借助于高壓水泥漿液射流沖擊破壞被灌地層結(jié)構(gòu)，使水泥漿液與被灌地層土顆粒摻混，形成壁狀固結(jié)體而起防滲作用。

2、土壩壩體劈裂灌漿

土壩壩體劈裂式灌漿是運(yùn)用壩體應(yīng)力分布的規(guī)律，施以一定壓力進(jìn)行灌漿，將壩體沿壩軸線方向劈裂，向其里面灌注人一定量的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層，提高壩體的防滲能力，并通過漿、壩互壓和濕陷，使壩體內(nèi)部應(yīng)力重分布，提高壩體變形穩(wěn)定性。

3、低壓速凝式灌漿

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)情況鉆孔，然后先向孔內(nèi)注入浸水后即膨脹的物質(zhì)，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。

4、卵礫石層防滲帷幕灌漿

卵礫石層的防滲帷幕灌漿技術(shù)，是采用粘土為主并且加少量水泥的混合漿液進(jìn)行灌注。不同于在巖石中灌漿。在卵礫石層灌漿往往很難形成自立的鉆孔，經(jīng)常采用循環(huán)鉆灌閥跟管灌漿、套閥式灌漿以及打管灌漿的方法。

5、控制性灌漿控制性灌漿是近年來提出的一種改進(jìn)型灌漿工藝，是對傳統(tǒng)灌漿工藝的一種調(diào)整，通過控制漿液壓力和流量，在保證質(zhì)量和效果的前提下，有效控制灌漿范圍，節(jié)約時間和投資。

總而言之，中小型水利水電樞紐工程除險加固，多數(shù)采用防滲、灌漿的方法得到有效處理。針對中小型水利水電樞紐工程的不同特點(diǎn)，分析其所存在的問題，進(jìn)而采取與之相適應(yīng)的措施。