探析防滲處理設計在水庫除險加固工程中的應用

摘要：鑒于水庫除險加固工程的重要性，首先闡述了我國近些年在此方面的努力，然后以防滲處理為主，介紹了幾種防滲處理技術，并結合實例，對多頭攪拌樁在水庫除險加固工程中的應用進行了具體分析。

關鍵詞：防滲處理；水庫除險加固；多頭攪拌樁

0 引言

水庫建設主要起攔洪蓄水的作用，同時可調節水流，用以發電、灌溉、養殖，對人們生活和國家經濟發展有著積極意義。然而在長期使用中，水庫被水沖刷侵蝕，加上一些人為或自然原因的破壞，使得水庫容易出現問題，致使安全性能下降。滲漏是其中發生較為頻繁，同時危害也較大的一種，若水庫發生滲漏，非但無法發揮應有的作用，甚至還會影響到周圍居民的生命安全。為此，必須做好水庫的除險加固工程，尤其是年久失修的水庫。

1 國內水庫除險加固工程現狀

水庫多由大壩、溢洪道和放水建筑物構成，按照規模容量的不同，可將水庫分為大型、中型和小型3個級別。國內目前共有水庫8.7萬座，多建于20世紀50—70年代。因當時農業需要，大量的水庫先后建立起來，但受經濟技術條件限制，水庫質量相對較低。小型壩占了很大比例，但多數都采用土石壩，壽命僅在50年左右，至今其使用壽命將終結。據調查顯示，我國有超過4萬座水庫都存在安全問題，在農村分布最多，1954年以來，我國發生過潰壩的水庫有3500余座。1975年，板橋、石漫灘兩座大型水庫及其他數十座水庫垮壩，淹沒了近1100萬畝農田，導致1100萬人受災，2.6萬人死亡。此后，國家水利部門對水庫除險加固工程十分重視，相繼在2001年、2004年組織編制了兩期病險水庫除險加固規劃報告，共解決了3000多座水庫的危險問題。2008年，國家投資620多億元，對7000余座問題水庫進行加固，至2011年基本完成，累計恢復庫容近98億立方米，保護了1.6億畝農田。2011年，國務院批準了4.1萬座小二型病險水庫的加固工程，2013年年底已完成1.6萬座的除險加固，預計在2015年可全部完成。

2 水庫除險加固工程中常見的幾種防滲處理技術

滲漏是水庫使用中發生率最高的一種危害，使得除險加固工程更加困難。處理滲漏問題時，多采用上堵下排的方式，在長期實踐中，探索出很多防滲處理方法。水庫在我國廣泛分布，地理環境不同，水庫建設也各有差異，在具體處理時，應根據實際情況選擇較為適宜的處理方法。

2.1 混凝土防滲墻技術

該技術有很久的使用歷史，主要是對閘壩等建筑物在松散透水地基中的垂直防滲處理。施工過程較為復雜，經過長期的改進，工藝日臻成熟，因為造槽設備體積過大，在小型壩施工中不宜使用。其施工流程包括以下幾步：①固壁泥漿；②清孔換漿；③槽孔連接；④混凝土澆筑。鉆孔時，需將孔位偏差控制在2.5cm以內，對孔內泥漿高度也有嚴格限制，距離導墻頂面約30-50cm。使用膨潤土漿之前，應先將其存放24小時，并使其得以充分水化溶脹。清孔工作也尤為重要，盡量徹底清除孔內泥漿雜質，泥的厚度不得超過8.5cm。清孔工作結束后，需保證槽孔嵌入基巖的深度與工程要求相符，并在4小時內進行混凝土澆筑。

2.2 高壓噴射灌漿防滲技術

即借助高壓設備產生高壓，將漿液從注漿管快速噴射到孔中，經過切削、攪拌，使漿液和地基緊密結合，對地基產生擠壓、滲透作用，進而提高旋噴樁及周圍土體的密度和硬度。該技術省去了地基挖掘工作，勞動量有所減少，且節約了部分材料，同時具有良好的可控性和可灌性，在地基加固、構筑物修補等工程中發揮著重要作用。其不足之處在于成本昂貴，需要足夠的電力支持，所以對電力設備有較高的要求。

2.3 振動沉模防滲板墻技術

該技術是一種新興工藝，使用大功率、高頻率的機械設備，通過機械振動將施工鋼模板沉入地層。在此過程中進行砂漿或混凝土的澆筑，使其在地層中混合成防滲墻體，以實現預期的防滲效果。該技術的優點在于防滲墻呈垂直連續狀，且表面平整沒有裂縫，也沒有斷裂等問題，厚度適中，具有良好的完整性，施工速度較快。但其多用于地基強度一般的工程，睿地質硬度較大，則很難將模板沉入；而且在振動時若把握不好力度，還有可能會破壞大壩。

2.4 復合土工膜防滲處理技術

該技術防滲效果較好，材料包括土工膜和土工織物，確定好滲漏部位后，先對其坡面加以清理，確保坡面平整；接著鋪設一層復合土工膜，然后加一層混凝土或砂墊層，堤頂封頂層混凝土組合成一個完全封閉的防滲體系。為節約拼接時間，取得更好的防滲效果，土工膜盡量采取寬幅膜。且鋪設時要保證松緊適中，沒有氣泡褶皺和縫隙，與坡面緊貼。施工工程包括準備工作、土工膜的鋪設和拼接、鋪設墊層、質量檢驗、驗收工作。為避免土工膜被踩壞，施工人員不得穿釘鞋，且一旦發現損壞，應及時處理。

3 多頭攪拌樁技術在水庫除險加固工程中的應用

3.1 工程概況

某水庫建于1984年，因當時各種條件有限，材料設備以及施工工藝都存在很大的問題，以至于整個水庫的質量偏低。2008年該水庫停止使用，2010年水庫的除險加固工程正式開始。大壩有左右兩壩，根據探測結果，主壩段有滲漏通道，為壩基強透水性的松散可液化的粉細砂層。在對比多套施工方案后，最終決定采用多頭攪拌樁。

3.2 具體施工

①定位

確定好樁位后，將攪拌機吊運至制定位置，與樁位相對。須確保攪拌機的平衡，當地面不平時，應將其鏟平或墊平。

②預攪下沉

啟動攪拌機，使其沿著導向架攪拌切土下沉，速度不可過快。若砂土層土質較硬，會增加沉入難度，此時可補給適量的水分。

③水泥漿的制備

根據工程要求，按照適宜的比例制備水泥漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。水泥漿的水灰比為1.25：1，密度為1.4g/cm3.灰漿攪拌之后加以過濾，然后放置在集料池，并立進行泵送。

④開啟灰漿泵

鉆進噴漿攪拌，深層攪拌機沉入到規定位置后，提升噴漿攪拌，直至樁端。在樁頂設計標高以上超攪0.5m，上部結構施工時將超攪部分鑿除；且攪拌頭的端部即將達到樁頂時，攪拌3分鐘后將攪拌頭取出。

⑤清洗養護

添加一定的清水到集料斗，然后將灰漿泵啟動，對殘留的漿液進行清洗，包括粘在攪拌頭上的砂土，都應清洗干凈。在完成所有工作后，也應做好相應的養護工作。

4 結束語

水庫在人類生活中發揮著重要作用，然而在使用中受諸多因素影響，存在著很多問題。尤其是滲漏現象，危害嚴重，必須對其展開除險加固處理。如今有很多處理方法，實際使用時，應根據具體狀況選擇較為適宜的方法，并嚴格按照規定操作。

參考文獻：

[1] 姜成啟.水庫出現加固工程中防滲處理設計的應用探討[J].黑龍江水利科技，2012，40（7）：143-144

[2] 劉利民.淺談防滲處理設計在水庫除險加固過程中的具體應用[J].中國水運，2011，11（5）：109-110

[3] 覃述文.水庫除險加固工程中防滲處理設計的應用[J].中國科技博覽，2011，24（31）：196-197

[4] 東坡，張巧蓮.水庫除險加固工程中大壩防滲方案優選[J].河南水利與南水北調[J].2011，22（18）：150-151