大壩除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)及相應(yīng)施工技術(shù)探究

劉子立 王莉

【摘要】壩體工程是我國(guó)比較常見(jiàn)的水利工程之一，其主要作用是通過(guò)攔截水流或釋放水流從而調(diào)節(jié)壩體上下游的水位，對(duì)河流沿岸地區(qū)居民的生活有著重要影響。由于種種原因，我國(guó)的部分大壩存在著一些滲漏問(wèn)題，一定程度上影響了大壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使得沿岸居民的人身財(cái)產(chǎn)安全受到威脅。因此，必須要采取相應(yīng)的防滲加固措施，解決大壩的滲漏問(wèn)題，保證大壩的穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】大壩；防滲加固；設(shè)計(jì)；施工技術(shù)

大壩的防滲加固是除險(xiǎn)加固當(dāng)中的重要組成部分，其施工質(zhì)量將直接影響到大壩的穩(wěn)定性，所以，必須要重視起大壩的防滲加固，合理設(shè)計(jì)大壩防滲加固方案，并運(yùn)用合適的施工技術(shù)，從而保證防滲加固的質(zhì)量。

1、工程案例

某水庫(kù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)多年，但是近年來(lái)壩體出現(xiàn)損壞，壩肩部分有四處坑洞，壩腳部分有七個(gè)位置都出現(xiàn)了漏水問(wèn)題，流量大約為0.06m3/s。雖然已經(jīng)采取了緊急封堵措施，但是效果并不明顯，水庫(kù)滲漏情況依然比較嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了水庫(kù)正常功能的發(fā)揮，而且對(duì)附近居民造成較大的威脅，因此，防滲加固工作勢(shì)在必行。

2、防滲加固設(shè)計(jì)

在本次防滲加固設(shè)計(jì)當(dāng)中主要運(yùn)用了帷幕灌漿法。

2.1 帷幕灌漿原理

帷幕灌漿施工的原理是在壩體工程的基礎(chǔ)部分開(kāi)始帷幕式的鉆孔，鉆孔完成以后，對(duì)孔洞中灌注一定量的水泥，水泥凝固以后在壩體工程基巖的表層形成一層保護(hù)層，由于水泥凝固后的滲水性比較差，所以可以有效將水分阻擋在外，防止水分通過(guò)基巖滲入壩體工程內(nèi)部，對(duì)壩體造成破壞。帷幕灌漿技術(shù)有兩種分類方法：第一種是根據(jù)鉆孔孔洞底部位置來(lái)劃分，可以分為孔底接觸到不透水巖石層的封閉式帷幕灌漿和孔底未接觸到不透水巖石層的懸掛式帷幕灌漿；第二種是根據(jù)鉆孔孔洞的排數(shù)來(lái)劃分，可以分為兩排灌漿孔的帷幕灌漿技術(shù)與多排灌漿孔的帷幕灌漿技術(shù)。在本工程當(dāng)中使用的是兩排灌漿孔的帷幕灌漿技術(shù)。

2.2 帷幕灌漿具體設(shè)計(jì)

2.2.1 防滲線的布置

防滲線的設(shè)置主要參考大壩的軸線，右邊壩肩的防滲線是沿著1170m的高程線進(jìn)行設(shè)置；而左邊壩肩的防滲線主要是從壩肩延伸到公路然后再返回左壩肩上游，順著公路進(jìn)行設(shè)置。防滲線布置之前，可以先進(jìn)行壓水實(shí)驗(yàn)，確定防滲的界線。

2.2.2 防滲線長(zhǎng)度的確定

大壩右側(cè)的防滲線大概延伸到地下水與地表水相連的位置，總長(zhǎng)度大約為60m；而左側(cè)的防滲線大約延長(zhǎng)到F3斷層的30m之外即可，總長(zhǎng)度大約為70m。

2.2.3 防滲灌漿孔孔距的設(shè)置

該工程當(dāng)中壩基巖層的組成為白云巖和灰?guī)r，巖層主要分布在大壩的右岸，傾斜角約為15°。根據(jù)相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，在大壩主體設(shè)置兩排灌漿孔，每排的距離為3m，同排相鄰孔洞之間的距離也是3m；而壩肩位置也是兩排灌漿孔，孔距也為3m。總進(jìn)尺5288.3m。

2.2.4 孔洞深度設(shè)置

該壩體工程的主要滲漏點(diǎn)在1130m高程的位置，所以本次壩體防滲深度控制在1120m高程。

2.2.5 灌漿壓力的確定

本次壩體灌漿施工的壓力定為0.2MPa，壩基灌漿施工管道壓力定為0.4MPa。

3、其他防滲加固施工技術(shù)

3.1 壩體劈裂灌漿技術(shù)

壩體劈裂灌漿技術(shù)是通過(guò)研究水壩壩體內(nèi)部的應(yīng)力分布規(guī)律，然后找準(zhǔn)水壩壩體的軸線，在軸線上進(jìn)行孔洞的布置，最后用專門(mén)的泵機(jī)將漿料灌注到孔洞中。壩體劈裂灌漿技術(shù)可用通過(guò)泵機(jī)所施加的壓力將泥漿擠壓至劈裂的壩體內(nèi)，使得泥漿更好地滲透進(jìn)壩體，可以有效地減小壩體內(nèi)部的應(yīng)力，穩(wěn)固壩體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在采用壩體劈裂灌漿技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，需要結(jié)合壩體的實(shí)際情況，仔細(xì)分析壩體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的情況采取不同的解決方案。比如說(shuō)壩體內(nèi)部的縫隙是在局部均勻分布，那么就可以對(duì)這個(gè)部分進(jìn)行局部灌漿處理；如果壩體內(nèi)部存在很長(zhǎng)的裂縫，貫穿了許多部分，那么可以用全線灌漿技術(shù)對(duì)整條線上的裂縫進(jìn)行處理。在當(dāng)前的壩體工程施工當(dāng)中，壩體劈裂灌漿技術(shù)使用的頻率比較高，而且使用的效果比較顯著，使得壩體的穩(wěn)定性有所提高。

3.2 高壓噴射灌漿技術(shù)

高壓噴射灌漿技術(shù)指的是利用高壓噴射的方法將配制好的泥漿噴射到土層當(dāng)中，與土層混合從而達(dá)到加固土層的目的。在運(yùn)用高壓噴射灌漿技術(shù)時(shí)，壓力要足夠，而且噴射漿料時(shí)要均勻，保證每一個(gè)部分都有覆蓋。泥漿在與土層混合以后會(huì)逐漸凝固，形成一層加固型的防滲層。高壓噴射灌漿有許多種噴射方式，比如定點(diǎn)式噴射、旋轉(zhuǎn)式噴射、搖擺式噴射等，每一種噴射方式都適用于不同的條件。高壓旋轉(zhuǎn)式噴射灌漿技術(shù)，一般是用于需要挖基坑的防滲工程當(dāng)中；高壓搖擺式噴射灌漿技術(shù)和高壓定點(diǎn)式噴射灌漿技術(shù)一般是用于固定板面或者墻面的防滲工程當(dāng)中。而在當(dāng)前的壩體防滲工程施工中，使用得最多的就是高壓旋轉(zhuǎn)式噴射灌漿技術(shù)，因?yàn)槟壳皦误w工程的土層大多是淤泥土層、可塑性粘土等，比較適合高壓旋轉(zhuǎn)式噴射灌漿技術(shù)。在采用高壓旋轉(zhuǎn)式噴射灌漿技術(shù)之前，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，觀察土層中是否有比較大塊的碎石塊、是否存在其他類型的雜物、水流的速度是否過(guò)快等，必要時(shí)可以預(yù)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證高壓旋轉(zhuǎn)式噴射灌漿技術(shù)在該壩體工程中的適用性。高壓噴射灌漿混合加固性能比較好，而且便于控制，施工工藝更加靈活，但是高壓噴射灌漿技術(shù)受到土層條件的限制比較明顯，所以在使用之前要考慮清楚。

結(jié)束語(yǔ)

大壩的滲漏問(wèn)題是較為常見(jiàn)的壩體質(zhì)量問(wèn)題之一，對(duì)壩體的穩(wěn)定性造成了較大的影響。因此，必須要重視起大壩工程的防滲加固工作，運(yùn)用合適的施工技術(shù)解決滲漏問(wèn)題，為大壩的安全穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造有利條件。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：劉子立，1990年2月，男，傣族，云南云縣，助理工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：水利工程設(shè)計(jì)（水利水電工程專業(yè)） 。