劈裂灌漿技術在水利土壩工程中的應用

□朱建生（廣東省東源縣水利水電勘測設計室）

0 引言

水利工程是國家基礎建設的重中之重，而土壩建設又是水利工程的基礎。由于過去土壩碾壓質量差，施工接頭多，我國建設的土壩工程存在大量隱患。主要是壩體土塊有架空現象，壩面排水不暢，下雨后造成壩面積水，形成塌坑等。為了減輕上述隱患的威脅，關鍵是要消除壩體中的裂縫、洞穴，增加壩體的密實度，消除壩體的濕陷性。針對以上問題，我國水利部門在土壩建設施工時開始使用劈裂灌漿技術。通過大量的水利工程施工案例研究表明，采用劈裂灌漿技術對消除壩體中的裂縫、洞穴效果良好。

1 劈裂灌漿技術應用在水利工程的土壩中的背景

隨著時間的推移，我國的國家水資源網絡的前幾期水利工程的堤壩不可避免地出現了一些問題。這些問題主要是由于國家在進行前幾期水利工程建設時沒有足夠的經驗，工程規劃不足，工程建設時出現了紕漏而導致的。一是建造堤壩的材料物質分布不均勻，密度分布大小不一，不符合填筑標準，可能造成堤壩自身險情；二是缺乏把地基表面的雜質清除干凈的意識，造成堤壩與地基的聯合處存在不穩固的問題；三是由于堤壩地基本身的透水性大，堤基表面不夠堅固。綜上所述，在水利工程建設時有必要要對堤壩滲漏的問題進行有效的解決，即使用堤壩防滲加固技術。

我國現階段水利工程防滲技術主要有灌漿技術和防滲墻技術，用這些技術達到對堤壩的加固作用，其中劈裂灌漿技術使用較為廣泛。

劈裂灌漿技術，就是在土壩軸線方向布置若干孔，由于水利工程中的壩體小，主應力基本上都是按照壩軸線分布的，因此順著壩軸線采取灌漿壓力對壩體進行劈裂，并灌注泥漿構成漿體防滲帷幕的措施，使得那些壩體內部、肉眼看不見的裂縫、洞穴被泥漿擠壓密實，最終達到預定的防滲加固的目標。

另外，劈裂灌漿技術造價成本低，對施工人員的技術要求不高，適合在大型水利建設工程中實施。此外，在把握工期上，劈裂灌漿技術有較強的優勢，成為現階段水利工程土壩加固施工常用的施工方法。

2 劈裂灌漿技術在水利工程的土壩中的應用優勢

質量可靠，防滲透效果顯著。在水利工程土壩中運用劈裂灌漿技術可以沿著堤壩軸線形成垂直連續的漿體帷幕，有效提高壩體質量，達成對堤壩滲透防護與加固的目的。同時，如果水利工程的土壩壩體存在局部隆起、冒漿、滑坡等問題，同樣可以采用劈裂式灌漿技術進行解決。例如：在廣東省開平市獅山水庫工程中，為了解決堤壩滲漏的問題，施工單位便采用了劈裂式灌漿技術。通過對大量工程實踐的總結分析可知，在水位較高的情況下，采用劈裂式灌漿技術能夠有效的降低施工部位的測壓管水位，同時大幅度的抑制滲透量，從而達到消除壩體表面滲透現象的目的。

強化水利工程中土壩壩體密實度。在水利工程施工的初期，劈裂式灌漿技術主要是通過向鉆孔中填充低壓漿液的方式減少土壩壩體的空隙，防止因穴洞、裂縫以及縫隙等因素引發的滲透現象，從而實現壩體密實度的提高。通過實踐可知，在灌漿范圍內的土壩壩體密實度出現了顯著的加強，同時灌漿軸線一塊的穩固性也得到了相應的提升。

相對其他技術，成本低廉。一般情況下，應用劈裂灌漿技術進行堤壩防滲工作，每平方米的造價在50～70元之間，而采用其他方法進行堤壩防滲工作時，每平方米的造價在500～2 000元之間。比如：應用高壓噴射灌漿防滲墻、塑性混凝土防滲墻、塑性瀝青混凝土防滲墻等技術來進行堤壩的防滲加固工作，所需要的成本是每平方米150元以上。

器械自給，操作簡易。現階段我國水利工程部門在建設堤壩時，使用的劈裂灌漿技術中所用到的設備都是國家自主生產的，無需從國外進口。

劈裂灌漿技術使用的設備主要有鉆孔機和攪灌機械，這些設備大多體積較小，十分輕便，且都是容易上手的類型。按照配備的灌漿步驟說明，只要經過簡單的培訓，技術人員就可以掌握與運用劈裂灌漿技術。同時，劈裂灌漿技術的操作簡便，除了粘土之外的其它材料都可以就地取材，且不會污染環境，因此使用范圍十分廣闊。

3 劈裂灌漿技術在水利工程的土壩應用中存在的問題

3.1 劈裂灌漿技術在實際應用過程中仍存在困難

當劈裂灌漿在實際操作過程中因為事故被迫中斷時，應使用清水來沖洗鉆孔，以確保后續工作的順利進行。當灌漿工作恢復時，應先進行吸漿，如發現鉆孔不能夠吸漿，要對灌漿設備的漿孔進行掃孔工作，掃孔需穿透混凝土層到達基巖或空腔后方可繼續進行灌漿工作。

通常在進行劈裂灌漿前我們會布置三排孔，排距設置為1.50 m，第一排、第三排距下游壩肩為1.50 m。第二排孔位采取梅花形交錯布置，各孔之間距離2 m。但即使這樣灌漿過程中仍然可能會發生串漿現象，這時就需要等待被串漿的鉆孔排出泥漿后將其堵塞，然后從灌漿孔繼續進行灌漿工作。等到灌漿結束后，才能對灌漿孔開展掃孔灌漿工作。待所有的灌漿工作結束后，要及時清除鉆孔內的污物雜質，使用砂漿將所有鉆孔密封抹平，最后割除露出的預埋管。

水庫土壩轉彎段較多，在轉彎段施工軸線上，將設計灌漿孔連續鉆完，然后逐孔輪流灌漿。單孔灌漿時，灌漿要做到少量多次的原則。如果在灌漿時發現孔口裂縫現象，應馬上停止灌漿工作，轉而灌注其他孔。如果發現每個鉆孔都出現小裂縫，并且各裂縫相互交接時，可以開始逐漸增加注漿量，一直到灌漿工作完成，形成的泥漿防滲帷幕和轉彎段軸線一致的時候為止。

3.2 劈裂灌漿技術在水利工程建設中的質量檢測和管理問題

劈裂灌漿技術的設備操作簡單，對技術人員的技術要求不高，但是對灌漿的設計技術要求較高。所以在進行灌漿工作時，施工單位必須做好對施工質量的檢測和管理，使施工團隊嚴格遵照設計好的步驟和規劃來進行灌漿工作。并做好對施工時所用到的材料進行質量檢測，不使用不過關的材料。

在施工過程中，施工單位要對施工人員給予鞭策與鼓勵，充分調動員工的積極性。督促技術人員積極仔細地參與灌漿工作，保質保量地完成劈裂灌漿工作。對于施工過程中出現的問題，要事先制定出相應的解決對策，做好預防工作，把工程損失和資源損失都降到最低。

4 結語

我國是一個水旱災害頻發的國家，新中國成立以來，我國在不斷開展大規模的水利工程建設的同時，也在逐漸發展完善水利工程中的堤壩防滲技術。目前，在處理堤壩防滲加固問題時，采用最多的還是灌漿技術，尤其是劈裂灌漿技術。應用劈裂灌漿技術使得我國的堤壩防滲施工技術得到了極大的改善和提升，有效減少了堤壩滲漏對人民生活的影響。同時，劈裂灌漿技術也將在未來水利工程的發展中繼續發揮重要作用。

［1］謝偉.淺談劈裂灌漿技術在水利工程的土壩中的應用［J］.科學之友，2013（06）：81-82.

［2］曹莉莉，王善慈.淺談劈裂灌漿在水庫土壩中的防滲加固機理［J］.科技創新與應用，2013（24）：187.

［3］何家華，鐘華.劈裂灌漿技術在水利工程中的施工研究［J］.中國新技術新產品，2010（20）：69-70.

［4］楊兆兵.水庫壩體加固中的劈裂灌漿技術特點［J］.黑龍江科技信息，2015（12）：212.