水庫除險加固施工中的灌漿防滲處理技術

張 玲

（湖南省洞庭水電咨詢監理有限公司， 湖南 湘潭 411228）

1 防滲技術介紹

1.1 劈裂帷幕灌漿防滲技術

劈裂帷幕灌漿防滲技術是由我國技術人員發明，并且在“七五”、“八五”期間作為重點科技項目進行了推廣。劈裂帷幕灌漿技術適用于一些地質條件的土壩、土堤等地基的防滲處理，該技術可以在垂直連續的防滲帷幕下增加壩基的滲流穩定性，防止壩體的變形。

1.2 高壓噴射灌漿防滲技術

高壓噴射灌漿防滲技術是由日本引進的一項防滲處理技術，該技術適用于地基的加固工程，并且經過改造，也可以用于地基的覆蓋層和接觸帶的防滲處理。

1.3 土工膜防滲技術

土工膜防滲技術是一種使用新型土工膜材料對水庫除險加固的一種新防滲施工技術，該技術不僅適用于新建的水庫防滲處理，還可應用于已經建成的水庫防滲處理加固工程。

1.4 振動沉模防滲板墻技術

振動沉模防滲板墻技術在“九五”期間作為重點科技項目進行推廣，該技術可以應用于堤防和堤壩的防滲處理，該技術的主要方法是堆砌超薄型的砼墻進行防滲加固[1]。

1.5 其他防滲技術

除以上常用的一些水庫除險加固防滲技術，還有適用于喀斯特地質的級配料灌漿防滲技術；早期國內外使用最多的塑性硅防滲墻技術；針對不同地質、病因，對水庫堤壩采用不同防滲措施綜合治理的綜合技術；另外還有套孔沖抓回填防滲技術等。

2 實例概況

某水庫位于某市北側，建于1978年，4年后竣工，包括1座主壩、3座副壩、1宗輸水涵及1宗溢洪道。其集雨面積是8.0km2，水庫容量為560.2萬m3，正常情況下水位53.2m，主壩最高20m，最長192m。該水庫的3座副壩僅設置了截水槽一種防滲措施。參考相關文獻的記載，壩體是人工填土，壩基是粉質粘土和風化花崗巖。依據室內的土工試驗和注水試驗分析各土層和巖石層物理指標見表1。

表1 各土層和巖石層物理指標

本工程水庫除險有消除壩面、壩基等的裂縫病害。經過檢查，找到壩面裂縫，其長度為12m，寬度1.5m，位置在水庫大壩下游24m處；水庫管理建筑的墻和地基位置發現裂縫，且有一些不均勻的沉陷。經過對大壩周圍的地質勘察，發現水庫大壩左壩肩處存在地下巖溶，這是導致大壩出現不均勻沉陷的原因。該類水庫病害會隨著水庫的水位升高，而導致滲漏量的增加，壩前有一蓄水塘，導致壩下滲漏量 50～55L/s。如果這些水庫病害不處理會導致大壩滲漏出現管涌現象，破壞大壩土體，最終可能會出現壩體塌陷，后果嚴重。

3 防滲處理技術

本工程根據綜合的考慮各種防滲處理技術的優勢和劣勢，且結合該水庫的實際地質情況，最終決定選取劈裂灌漿加固技術對水庫進行除險加固施工。該技術的優勢是施工速度快、灌漿質量好、經濟效益顯著等，尤其適用于壩體質量差，壩體存在裂縫、下游滲漏等病害的水庫。

3.1 布置鉆孔平面

本工程依據壩基的劈裂規律以及壩體應力大小分布情況，沿著壩體的軸線進行布置鉆孔，依據施工經驗推斷壩基劈裂孔距應在2～3m之間，本工程根據設計要求灌漿孔距為2m，在壩頂位置鉆孔要求2排，兩排之間的距離為1m，每孔之間的距離為2m。

3.2 灌漿方法設計

依據相關技術規范的規定，本工程的劈裂灌漿技術應采取孔底灌漿全孔灌注的方法進行灌漿施工。考慮到以往采用的泥漿循環回轉式鉆進造孔，會導致壩體出現不同程度的劈裂，灌入的泥漿未能達到設計要求，可能引起壩體灌漿防滲處理技術失效，所以，需要采取干法造孔的方式進行鉆孔[2]。

3.3 漿液配置設計

本工程灌注的粘土混合漿液摻有10～15%水泥，由于這種配置的漿液有很好的流動和穩定能力，而且依照標準的灌漿厚度，這種配置方式的漿液在4～5d達到很好的自凝效果，其所形成的結石具有很好的抗滲性，其強度達到該工程設計要求。

4 灌漿防滲技術質量控制點

本工程采用的灌漿技術有以下幾個技術質量控制點：（1）對于灌漿孔的設計必須沿堤防軸線進行雙排布置，鉆孔要保持垂直；（2）灌漿過程應分段、分序、分次，先有孔底進行注漿，注漿管應距離孔底漿液平面0.5m左右；（3）配置過程應注意要由稀至濃的方式進行，其密度應保持在1.2～1.5g/cm3間，灌漿壓力應保持在130～380kPa之間，每孔灌漿次數保持在5次以上，每次灌漿時間要＞5d；（4）最后的封孔應使用稠漿，直至漿液不下沉。

5 灌漿防滲處理效果

本工程的水庫除險加固施工的灌漿防滲處理技術是采用劈裂灌漿方式技術，布置鉆孔是沿著軸線進行的，通過高壓將泥漿灌入壩基，從而形成灌漿的防滲帷幕，其走向是由中間向兩側，由底部向上面。由于該大壩填土的不均勻，可能會出現應力的影響，通過對大壩頂部的裂縫分析觀察，可以判斷本工程采用的灌漿技術是否滿足水庫大壩要求。本工程設計階段要求灌漿厚度為 5cm，依據漿體帷幕厚度估算公式可計算所需灌土量為0.8m3/m。經過對本工程的實際灌土量的測算分析，實際灌土量＞計算值，因此判斷該工程的灌漿效果滿足要求。

6 結束語

綜上所述，我國水庫除險加固防滲技術的更新速度還是很快的，每一種技術都有其優勢和劣勢，可以根據不同的工程特點，選擇最合理、最科學、最經濟的防滲處理技術。文章以某水庫大壩出現防滲技術施工為例，介紹了劈裂灌漿技術的施工技術和質量控制點，其有著可灌性、可控性好的優勢，而且其施工使用率比較高，有著相對成熟的實用理論研究，在類似地質條件下的水庫除險加固施工中，可以參考文章選擇劈裂灌漿技術進行防滲處理。