防滲漏技術(shù)在小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

□劉　瓊　□王　虔　□李磊磊（河南省商丘市柘城縣水利局）

?

防滲漏技術(shù)在小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

□劉瓊□王虔□李磊磊（河南省商丘市柘城縣水利局）

河南省的一些小型水庫(kù)大部分建成于20世紀(jì)50-70年代，由于先天不足及后期運(yùn)行管理缺失普遍存在不同程度的病險(xiǎn)問(wèn)題，隨著城市化的快速發(fā)展，水庫(kù)功能及其下游土地利用情況發(fā)生了較大的變化，因此對(duì)水庫(kù)的防洪、供水、景觀功能及其行政管理提出了更高的要求。基于小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目中所用到的防滲漏技術(shù)，結(jié)合實(shí)際案例，全面分析了提升防洪能力、提升壩體防滲能力、提升壩坡防滲抗震能力以及提升涵洞穩(wěn)定性的有效方法和技術(shù)，為項(xiàng)目順利實(shí)施與實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)提供可靠的技術(shù)支持。

小型水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；防滲漏技術(shù)

1　工程任務(wù)與目的

2011年河南省啟動(dòng)了小（2）型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固規(guī)劃實(shí)施工作，到2015年底前，完成了1193座小（2）型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固任務(wù)。除險(xiǎn)加固的主要任務(wù)是：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查各小型水庫(kù)的實(shí)際情況，分析各水庫(kù)存在的主要問(wèn)題，針對(duì)實(shí)際存在的問(wèn)題并根據(jù)各水庫(kù)的損毀程度、用途和重要性，提出除險(xiǎn)加固方案并加以實(shí)施，消除小型水庫(kù)的安全隱患并提高水庫(kù)安全，使之能正常運(yùn)行并發(fā)揮效益。另有條件適當(dāng)增加庫(kù)容的水庫(kù)采取較簡(jiǎn)單易行的工程措施，增加調(diào)蓄庫(kù)容，充分挖掘和利用好本地水資源。對(duì)于存在異常滲漏的水庫(kù)而言，防滲漏一直都是除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問(wèn)題，需根據(jù)項(xiàng)目的具體滲漏情況、地質(zhì)情況以及相對(duì)重要性采取不同的防滲漏措施，以確保防滲效果。

2　小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固防滲漏技術(shù)

2.1水庫(kù)滲漏的分類

水庫(kù)滲漏一般可分為三類：壩體滲漏、壩基滲漏、接觸滲漏。針對(duì)不同的滲漏形式，采用不同的防滲漏技術(shù)處理。

2.2土石壩防滲技術(shù)

滲漏是土石壩的常見(jiàn)問(wèn)題之一，尤其是病險(xiǎn)水庫(kù)，其防滲處理尤為重要。如果實(shí)際滲流在限度以內(nèi)，則并不會(huì)對(duì)土體造成滲透破壞，屬于正常滲流，但如果超過(guò)限度，則會(huì)對(duì)土體造成一定滲透破壞，屬于異常滲透，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行預(yù)防和處理。針對(duì)于土石壩滲漏問(wèn)題的處理方法有：澆筑混凝土防滲墻、劈裂灌漿、土工膜、高壓噴漿、排水減壓井與透水料蓋重、帷幕灌漿、振動(dòng)沉模防滲板墻以及防滲心墻等，具體內(nèi)容如下。

2.2.1澆筑混凝土防滲墻

主要是指在壩軸線上修建一個(gè)防滲墻，以起到防止?jié)B漏的作用，施工流程如圖1所示。防滲墻不僅可以修建在壩體上，也能深入至基巖下方一定的深度，對(duì)壩體與壩基之間的滲漏通道進(jìn)行截?cái)唷＿@一防滲技術(shù)具有使用范圍廣、可不放空水庫(kù)、施工質(zhì)量控制方便、耐久性突出等優(yōu)勢(shì)，防滲效果較為顯著，可適應(yīng)多種復(fù)雜地質(zhì)條件。

在早期的防滲墻施工中，大多運(yùn)用烏卡斯鉆機(jī)進(jìn)行施工，施工效率較為低下，且成本較高。隨著技術(shù)改革的不斷深入，尤其是液壓抓斗等設(shè)備、技術(shù)的普及，使得防滲墻施工變得十分簡(jiǎn)單，在保證墻體質(zhì)量的同時(shí)還能大幅縮減成本。目前而言，防滲墻已經(jīng)廣泛用于各類水庫(kù)建設(shè)工程當(dāng)中，并收獲了良好的效果。

圖1　混凝土防滲墻施工流程示意圖

2.2.2劈裂灌漿

主要是指在壩體軸線方向上布設(shè)豎向鉆孔，依靠高壓灌漿劈裂小主應(yīng)力面，然后向其中灌注泥漿，構(gòu)成厚度為5～20 cm的連續(xù)性墻體，以起到防止?jié)B漏的作用。灌漿過(guò)程中，泥漿不斷濕化壩體，間接提高其密實(shí)程度。該方法不僅具有防滲作用，還能對(duì)壩體進(jìn)行加固。這一防滲技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)勢(shì)。但適用范圍較為狹窄，通常只能使用在高度在50 m以下的均勻壩體或?qū)捫膲萎?dāng)中，且在施工中需降低水位，壓力較難控制，如果操作不當(dāng)將會(huì)發(fā)生壩體失穩(wěn)等情況。此外，灌注的泥漿需要很長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行凝結(jié)，耐久性相對(duì)較差，對(duì)施工隊(duì)伍的水平與經(jīng)驗(yàn)也有著極為嚴(yán)格的要求。

2.2.3土工膜

該方法主要是指在壩體上游壩坡上鋪設(shè)土工膜，提高壩體防滲能力。土工膜是一種具有較強(qiáng)防滲能力的材料，且其質(zhì)地較軟，可很好的適應(yīng)壩體形變，工序十分簡(jiǎn)單。該方法具有施工簡(jiǎn)單、成型快，成本低等優(yōu)勢(shì)。但在實(shí)際施工中要求水庫(kù)完全放空，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)出現(xiàn)老化情況，慎選用該方法。

2.2.4高壓噴漿

首先，使用鉆機(jī)成孔；然后，將噴漿管口對(duì)準(zhǔn)孔口，借助高壓噴射對(duì)土體進(jìn)行破壞，并促使其與泥漿進(jìn)行攪拌，隨泥漿噴射噴嘴不斷上提，最終形成一個(gè)連續(xù)防滲墻，以起到防止?jié)B漏的作用。早期該方法只用于粉層或砂層，近幾年在砂礫層中也進(jìn)行使用，效果良好。高壓噴漿防滲技術(shù)具有施工周期短、成型快等優(yōu)勢(shì)，但由于地層情況的多樣化，使得施工參數(shù)會(huì)存在很大的差別，開(kāi)工之前往往需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)工作，而且由這種方式所形成的防滲墻在性能方面遠(yuǎn)不及上述提到的混凝土防滲墻，也不支持入巖，在粘性地層中的防滲強(qiáng)度很差，所以應(yīng)酌情選用該防滲技術(shù)。

2.2.5排水減壓井與透水料蓋重

結(jié)合河南省一些水庫(kù)的實(shí)際病險(xiǎn)情況，壩基滲漏治理可以分成兩種類型，如果滲漏使壩基失穩(wěn)，則可使用排水減壓井與透水料蓋重措施予以處理。具體做法為：首先在壩基上覆蓋一層無(wú)紡布，然后逐層填筑風(fēng)化材料，并進(jìn)行夯實(shí)，直至其相對(duì)密度超出0.75，此時(shí)應(yīng)注意需要按照1：3的坡度設(shè)置傾斜，傾斜的方向?yàn)閴位掠危趬簼B體的下段還需設(shè)置相應(yīng)的排水溝；如果滲漏情況并不能使壩基出現(xiàn)失穩(wěn)情況，則無(wú)需對(duì)壩基進(jìn)行處理，只需在相應(yīng)的位置設(shè)置簡(jiǎn)易排水溝即可。

2.2.6帷幕灌漿

帷幕灌漿防滲法主要適用于巖石等地基條件，帷幕的頂端與壩體上端直接相連，其底層深入巖層當(dāng)中一定深度，以此有效減少地下水滲透。帷幕還可以和下游側(cè)的排水系統(tǒng)一同作用，可以起到降低揚(yáng)壓力等作用。對(duì)于水工建筑而言，帷幕灌漿自出現(xiàn)以來(lái)一直都是地基防滲的常用措施，對(duì)于確保建筑安全有著十分重要的作用。

2.2.7振動(dòng)沉模防滲板墻

該防滲技術(shù)主要運(yùn)用強(qiáng)力振動(dòng)機(jī)理，依靠強(qiáng)大的振動(dòng)將空腹模板打壓至土層當(dāng)中，在到達(dá)一定深度之后向模板中灌注混凝土，然后進(jìn)行振搗和拔模，漿液存留在槽孔當(dāng)中會(huì)形成多個(gè)板墻，將板墻依次連接，即可形成連續(xù)防滲板墻。該防滲技術(shù)在砂層、砂性土等地質(zhì)條件中較為常用，造墻的平均深度可以達(dá)到20 m，厚度在2～25 cm范圍內(nèi)，個(gè)別板墻的厚度甚至可以超過(guò)30 cm。該防滲技術(shù)在具有較強(qiáng)透水性的沙土層中使用時(shí)，極有可能出現(xiàn)塌孔問(wèn)題，如果墻體實(shí)際厚度與設(shè)計(jì)要求存在較大差距，則還有一定幾率出現(xiàn)斷墻的情況，但與槽孔連接的各種洞穴等會(huì)被漿液完全充填。

2.2.8其它防滲技術(shù)

如果壩體和壩基之間的壓實(shí)不夠充分，則就有可能出現(xiàn)繞壩滲漏等問(wèn)題。其中，壩基和壩體間出現(xiàn)的接觸性滲漏，主要是因?yàn)閴位幚聿缓细竦仍斐傻模鶕?jù)工程的實(shí)際情況，可適時(shí)選用明挖回填粘土、澆筑混凝土防滲墻等措施進(jìn)行治理。壩體和壩基間存在的接觸式滲漏在實(shí)際情況中較為常見(jiàn)，由于大壩施工過(guò)程中沒(méi)有對(duì)壩肩處的積物進(jìn)行全面的清理，使得滲漏問(wèn)題頻頻發(fā)生。為此，可在水庫(kù)的除險(xiǎn)加固中在壩肩上方修建一個(gè)混凝土心墻，其高度與校核洪水位持平，同時(shí)擴(kuò)大心墻斷面，以此確保在任意高程下都可以滿足繞流滲徑所提出的長(zhǎng)度需求，從而更好的起到防滲作用。

3　結(jié)語(yǔ)

防滲加固技術(shù)的合理運(yùn)用消除了潛在的安全隱患，水庫(kù)的防洪能力與灌溉等基本功能都得到了顯著的提高，切實(shí)保護(hù)了下游居民的安全，有效降低了河南省洪澇災(zāi)害的發(fā)生幾率，提升河南省水資源利用率，美化水庫(kù)環(huán)境，創(chuàng)造了良好的水庫(kù)景觀。

［1］姜海龍，王海秋.淺談小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中防滲漏主要技術(shù)方案［J］.水利建設(shè)與管理，2013，02：72-75.

［2］蒙延祿.小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代物業(yè)（上旬刊），2011，07：58-59.

［3］鈕新強(qiáng).水庫(kù)病害特點(diǎn)及除險(xiǎn)加固技術(shù)［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2010，01：153-157.

［4］韋宏奎.帷幕灌漿技術(shù)在小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2015，07：238+240.

（責(zé)任編輯：韋詩(shī)佳）

TV 697.3

A

1673-8853（2016）06-0064-02

2016-03-02